鐘 義

（天津華北地質(zhì)勘查局 天津 300170）

1 工程概況

某汽車廣場(chǎng)位于天津市西青區(qū)大任莊工業(yè)園區(qū)，地處解放南路延長(zhǎng)線，總建筑面積約6×104m2，本次需要空調(diào)和采暖的面積為5.3×104m2，本方案擬采用地?zé)崴菁?jí)利用供暖和制冷的系統(tǒng)方案為該汽車廣場(chǎng)提供整體的冬季采暖和夏季制冷，以下為方案論述。

2 設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 空調(diào)面積：某汽車廣場(chǎng)的須空調(diào)制冷面積共計(jì)5.3×104m2。

2.2 設(shè)計(jì)負(fù)荷：夏季：設(shè)計(jì)制冷負(fù)荷估算為4346 kW；冷負(fù)荷指標(biāo)為82W/m2；冬季：設(shè)計(jì)供暖負(fù)荷估算為3710 kW；熱負(fù)荷指標(biāo)為70W/m2。

2.3 供回水溫度：冬季室內(nèi)系統(tǒng)供/回水溫度為45℃/40℃。

2.4 地?zé)峋畢?shù)：地?zé)峋鏊疁囟?7℃（預(yù)計(jì)本地區(qū)館陶系地?zé)崴疁囟葹?5℃~60℃，本方案按照57℃估算），可采水量60m3/h。

2.5 供熱和制冷時(shí)間：冬季供熱時(shí)間：120天（每天運(yùn)行12h）；夏季制冷時(shí)間：110天（每天運(yùn)行12h）。

2.6 相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.1 系統(tǒng)分析

本系統(tǒng)采用“地?zé)?熱泵”的方式，對(duì)地?zé)崴M(jìn)行梯級(jí)利用，降低地?zé)崴幕毓鄿囟?，提高地?zé)崴睦眯?。預(yù)計(jì)本地區(qū)地?zé)崴O(shè)計(jì)流量60m3/h，設(shè)計(jì)出水溫度57℃，設(shè)計(jì)地?zé)崴幕毓鄿囟葹?.5℃，則“地?zé)?熱泵”共可提供的熱量大約為3714kW左右，這樣可以滿足全部3710kW的熱負(fù)荷需求。

地?zé)嶂杏糜谔嵘裏崴岬臒岜脵C(jī)組為雙工況機(jī)組，即在冬季時(shí)可用于制熱，在夏季時(shí)可以用于制冷，由于本方案設(shè)計(jì)冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷，所以需要另外選擇一臺(tái)冷水機(jī)組，并為共計(jì)3臺(tái)機(jī)組配備冷卻塔，即可滿足夏季制冷要求。

3.2 冬季地?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)方案

3.2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程

依據(jù)以上分析及設(shè)計(jì)思路，本方案中采用兩級(jí)板式換熱器對(duì)地?zé)崴M(jìn)行換熱：57℃的地?zé)崴冉?jīng)一級(jí)板式換熱器進(jìn)行換熱，溫度降至41℃，換熱后的地?zé)崴龠M(jìn)入二級(jí)板式換熱器，經(jīng)過二級(jí)板式換熱器換熱后溫度降至9.5℃，作為地?zé)嵛菜毓嗟交毓嗑?；一?jí)板式換熱器二次側(cè)水換熱后的溫度為40/45℃（進(jìn)/出口板式換熱器），二級(jí)板式換熱器二次側(cè)水換熱后的溫度為23/7℃（出/進(jìn)板式換熱器），該水為熱泵機(jī)組提供低溫?zé)嵩矗ㄟ^熱泵機(jī)組（2臺(tái)熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器側(cè)串聯(lián)）提取熱量后，為系統(tǒng)提供45/40℃（出/進(jìn)熱泵機(jī)組）的采暖循環(huán)水，見圖1。

3.2.2 熱泵機(jī)組

由系統(tǒng)圖可見，經(jīng)過二級(jí)板式換熱器組換熱后可提供的熱量為 2142kW（進(jìn)/出板式換熱器的溫度 7℃/23℃，流量為115m3/h），據(jù)此選擇1臺(tái)藍(lán)德GSHP-C1268D標(biāo)準(zhǔn)型滿液式水源熱泵機(jī)組和1臺(tái)藍(lán)德GSHP-C1918GG高高溫型滿液式水源熱泵機(jī)組，并將兩臺(tái)機(jī)組串聯(lián)，兩臺(tái)機(jī)組的總值熱量為2631 kW（1270kW+1361kW），部分負(fù)荷時(shí)可以選擇是否開啟熱泵機(jī)組、開啟幾臺(tái)或切換熱泵連接形式，達(dá)到節(jié)能目的。

根據(jù)項(xiàng)目可能會(huì)有暖氣片的末端形式這一特點(diǎn)，使用時(shí)可以調(diào)整機(jī)組的出水溫度，GSHP-C1918GG高高溫型機(jī)組熱水出水溫度最高可達(dá)68℃，滿足暖氣片需要，若項(xiàng)目末端全部采用風(fēng)機(jī)盤管的形式，則按照上述設(shè)計(jì)的45℃出水即可。

3.3 夏季制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

供暖系統(tǒng)已經(jīng)選擇2臺(tái)機(jī)組，為1臺(tái)藍(lán)德GSHP-C1478D標(biāo)準(zhǔn)型滿液式水源熱泵機(jī)組和1臺(tái)藍(lán)德GSHP-C1918GG高高溫型滿液式水源熱泵機(jī)組，兩臺(tái)機(jī)組的總制冷量為2262W，為滿足制冷負(fù)荷要求，需要選擇一臺(tái)2084kW以上的單冷冷水機(jī)組，并為3臺(tái)機(jī)組配備冷卻塔，即可使水源機(jī)組一機(jī)兩用，在冬季時(shí)提升地?zé)崴┡?，在夏季利用冷卻塔供冷。據(jù)此，選擇1臺(tái)藍(lán)德CTSC-2296型水冷冷水機(jī)組,制冷量為2148kW。

兩臺(tái)熱泵機(jī)組和一臺(tái)冷水機(jī)組在制冷工況下采用并聯(lián)模式，通過管道上的閥門轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。由于方案涉及機(jī)組間的串聯(lián)與并聯(lián)的轉(zhuǎn)換，管路系統(tǒng)較復(fù)雜，在施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮機(jī)組間的相對(duì)位置，以利于各機(jī)組間水流量的均衡。

4 結(jié)語

通過上述系統(tǒng)方案及設(shè)備選型可見:在冬季，一次板換可提供熱量1083KkW；2臺(tái)熱泵機(jī)組可提供熱量2631kW，則本方案“地?zé)?熱泵”共可提供的總熱量為3714kW，滿足整體建筑熱負(fù)荷（3710kW）的需求；在夏季，“1臺(tái)冷水機(jī)組+2臺(tái)熱泵機(jī)組”總制冷量為4410 kW，滿足整體建筑冷負(fù)荷（4346 kW）的需求。

地?zé)崴∷?7℃，排放9.5℃，溫差達(dá)到47.5℃，而在無熱泵的情況下，排水41℃，溫差只有16℃，地?zé)崴疅崃坷寐侍岣呓?倍，使地?zé)崴械哪芰坷眠_(dá)到了最大。該供熱方式減少了地?zé)崴娜∷?，能夠達(dá)到項(xiàng)目的使用需求同時(shí)避免了地?zé)崴Y源的大量浪費(fèi)，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益達(dá)到最優(yōu)的結(jié)合。