郭彥岐 吳曉榮

摘 要：本文通過兩種方法計算水源熱泵的用水量，比對用水定額，為項目水源熱泵用水量的計算提供參考。

關(guān)鍵詞：水源熱泵；用水量；定額；需水量

現(xiàn)如今，國家鼓勵建筑節(jié)能技術(shù)進步與引進國外先進的建筑節(jié)能技術(shù)。鼓勵發(fā)展太陽能、地?zé)岬瓤稍偕茉磻?yīng)用技術(shù)和設(shè)備及空調(diào)制冷節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品[1]。水源熱泵系統(tǒng)是一種利用地下水源中低位熱能進行制冷或供熱的系統(tǒng)，由用戶（末端）系統(tǒng)、水源熱泵主機系統(tǒng)和水源系統(tǒng)三部分組成。在項目建設(shè)中就需要計算得出項目所需用水量，本文就此情況羅列兩種計算方法，為計算水源熱泵用水量提供參考。

1 基本情況

某建設(shè)項目總建筑面積為17901.81m2，實際取暖面積為12417.4 m2。為解決該單位冬季取暖問題，建設(shè)單位申請開鑿機井提取地下水，利用地下水能源，解決其取暖、制冷問題?，F(xiàn)就同一個項目的水源熱泵用水量計算分別敘述兩種不同的方法。

2 計算方法

2.1 方法一

系統(tǒng)循環(huán)需水量主要取決于工程的熱負荷、冷負荷和地下水溫度[2]。該項目實際采暖面積為12417.4 m2。各建筑物采暖總熱負荷均采用某地下管線探公司提供的數(shù)據(jù)，見表1。

式中：N冬是機組總的制熱量，kw；N水是提取或釋放的地下水的能量，kw；N入（冬）是冬季機組的輸入功率，kw；Q冬是冬季制熱時需水流量，m3/h；ρ是水的密度， 103kg/m3；c是水的比熱容，c=4.2 kJ/（kg·℃）；△t是取水與回灌水的溫度差（℃）。

循環(huán)性能系數(shù)COP熱（coefficient of performance）是描述熱泵機組對于熱（冷）的利用效率的一個參數(shù)，即熱泵運行期間，機組制熱（冷）量（W）與輸入功率（W）之間的比值。不同品牌、不同型號的熱泵機組的循環(huán)性能系數(shù)不同，本次評價制熱工況的循環(huán)性能系數(shù)COP熱（coefficient of performance）為4.3[3]，機組相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表2。

即該建筑物冬季小時最大需水量為54.2m3。

該項目用水時節(jié)為冬季（11月15日～翌年的3月15日），日工作時間8 h，則年最大需水量為5.2萬m3（表3）。但考慮到室外氣溫等氣候因素的變化，根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)規(guī)范》（GB50019-2003）和設(shè)計經(jīng)驗，該區(qū)建筑物采暖熱負荷隨氣候變化的折算系數(shù)一般為0.6，則年均取水量為3.12萬m3。

2.2 方法二

該項目建筑面積12417.4m2，使用面積為建筑面積的90%，供暖面積為使用面積的90%，則住宅供暖面積為10058.9m2。根據(jù)工程設(shè)計資料，墻體、門窗、涼臺均考慮了節(jié)能；設(shè)計參數(shù)按照冬季室外極端最低溫度-11℃，冬季室內(nèi)溫度18±2℃。根據(jù)本項目工程供暖設(shè)計，住宅供暖負荷按40 w/m2，則冬季供暖總需熱為1067.61 kW，建設(shè)項目需熱量計算見表4。

N地是釋放的地下水的熱能，kW；△t熱是供暖提取地下水的溫差，（℃）。設(shè)計地下水恒溫為16℃，冬季回灌水溫度不低于8℃。

根據(jù)系統(tǒng)運行情況及自然氣候特點和建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計情況，該項目總供熱面積為10058.09 m2，住宅每天連續(xù)工作時間為14 h，即可滿足供熱需求。根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c，確定年供熱時間為11月15日至次年3月15日，共120 d。按最大循環(huán)用水量計算，最大日用水量為454.16 m3（表5）。

由表5可知，該項目循環(huán)系統(tǒng)最大日用水量為452.18 m3。但考慮到室外氣溫等氣候因素的變化，根據(jù)《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)規(guī)范》（GB50019-2003）和設(shè)計經(jīng)驗，該區(qū)建筑物采暖負荷隨氣候變化的折算系數(shù)一般為0.6，則項目年循環(huán)需水量為3.27萬m3。

3 計算結(jié)果

方法一計算結(jié)果為3.12萬m3，面積為12417.4 m2，計算單平米的用水量為2.51 m3/m2；方法二的計算結(jié)果為3.27萬m3，面積為12417.4 m2，計算單平米的用水量為2.63m3/m2。均小于《河北省用水定額》適用于居民住宅地板取暖3.15m3/m2。證明這兩種計算方法合理。

參考文獻：

[1]卜一德.地板采暖與分戶熱計量技術(shù)，中國建筑工業(yè)出版社，2003-06-01.

[2]蘇偉杰，王兵兵.水源熱泵系統(tǒng)用水量和用水結(jié)構(gòu)淺析[J]，陜西水利，2016，（06）：116—P117.

[3]張旭等.熱泵技術(shù)，化學(xué)工業(yè)出版社，2007-2-1.

作者簡介：第一作者：郭彥岐（1992-），男，漢族，河北石家莊人，碩士在讀，研究方向：水資源優(yōu)化配置。