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1、地源热泵系统在医院应用中性能研究一、引言由于医院功能的特殊性，其所需能源种类多、电能消耗 大。有资料表明：医院的能耗是一般办公建筑的1.62倍, 而医院建筑空调通风的能耗占到整个建筑总能耗的65%0因 此，现代化医院应在确保服务质量的前提下，采用一种稳定、 高效、节能、环保的冷热源设备，降低能源消耗，为医院可 持续发展提供保障。地源热泵系统作为打造绿色建筑中的一 种新型技术在众多公共建筑中得到应用，该系统利用浅层地 下水温度较为恒定的特性，以浅层地下水作为能量载体，通 过压缩机系统，在夏季将建筑物内的热量转移到地下水中, 在冬季将地下水中的热量转移到建筑物内，实现了建筑物的 制冷和供暖。但由于
2、地源热泵实施的技术难度大，且对水文 地质条件有特殊要求，医院基于银川平原的地质水文条件及 其经济评价，确定了地源热泵在医院应用可行性的前提下实 施了该项目，下面将对其运行过程中的系统测试与性能进行 分析。二、宁夏人民医院新区医院项目概况（一）建筑规模宁夏回族自治区人民医院新区医院于2007年6月21日 开工建设，2008年主体工程完工，项目占地面积170000m2, 建筑面积120000m2o(二)节能措施1. 外墙构造外墙体采用300厚加气混凝土砌块(或钢筋混凝土梁柱) +35厚XPS板保温层+铝板幕墙(金属氟碳喷涂)，KWO. 6W/ (m2k)；屋面采用保温防水一体化的50厚聚氨脂硬泡体
3、, KWO. 55W/ (m2 k)。2门窗构造本工程窗墙比南向为0. 38,东向为0. 36,西向为0.42, 北向为0.39,外窗采用断桥绝热铝合金加中空玻璃窗，外窗 气密性不应低于建筑幕墙物理性能分级GB/T15225规定 的III级。外窗传热系数(包括透明幕墙)KW2. 3W/ (m2k),东、 南、西向遮阳系数SCW0.60,玻璃的可见光透射比20.4； 玻璃屋顶面积小于屋顶面积的20%,采用钢化夹胶中空彩釉 玻璃，KW2. 7W/ (m2 k),遮阳系数SCW0. 50。外门做门斗 或热风幕；当房间挑空时，在楼板底部粘贴30厚自熄型挤 塑聚苯板保温层，KW0.6W/ (m2 - k
4、)o三、地源热泵系统使用概况在本项目中，医院空调采用风机盘管加新风系统，供暖 供回水温度为40C45C,制冷供回水温度为 代12Co 冬季，经潜水泵抽取的温度为12工的地下水经过旋流除砂 器，进入板式换热器侧换热后，温度降至2C,然后回灌到 地下同一含水层中。高温型热泵机组冷凝器侧产生4(TC 45的热水，通过循环水泵被输送到用户末端供暖系统。夏季，经潜水泵抽取的温度为12的地下水经过旋流除 砂器，进入板式换热器，吸收热量后温度升至25C,然后回 灌到地下同一含水层中。热泵机组蒸发器侧产生7C-12C 的冷冻水，通过循环水泵被输送到用户末端的空调系统。为 降低输送能耗，水系统采用变频调速变流量
5、系统。本项目冷、热负荷为：Q冷=10399kW, Q热=11088kWo系统采用地下水作为热源，地下水出水量及回灌比例必 须经现场抽回水实验得出。银川地区水温度为12*左右，制 冷工况下，按照的供、回水温差计算，需要井水量为 1000. 0m3/h,制热工况下，按照10C的供、回水温差计算， 需要井水量为1000. 0m3/ho根据当地出具的水文报告，单井抽水量为100m3/ho鉴 于此，布置10 口取水井，井间距为40m, 10眼水井总抽水 量应为1000m3/ho按照1 : 1.5的回灌比例，设置15 口回灌 水井。本项目水源热泵系统的组成包括：水井工程，包括打井、 井室砌筑、井水泵及其配
6、电、井室内阀部件及仪表安装等； 井水外线工程，包括挖土方、室外井水管道敷设等；机房内 设备安装，包括热泵机组、冷热水循环水泵、集分水器、软 水器及水箱、补水与定压装置、井水深度洁净装置、电子水 垢处理仪、管道、各类阀门、保温、消声降噪、自动控制等。地源热泵是一个成熟的技术，关键技术是水源井的成井 工艺，如果技术不过关会导致井水含砂量过高和回灌不畅。 在本设计中，除了强调成井工艺水平，成井队伍素质外，重 点解决好回灌阻塞、设备腐蚀、井水泵功耗过高和运行管理 等环节。抽水井、回灌井分开设置，在没有充分运行数据的 情况下，不应采用同井回灌方式，消除短路隐患，保证温差 稳定。四、项目主要设备1. 项目
7、机组本项目选配3台半封闭螺杆满液式水源热泵机组，见表lo2. 附属设备机房中与主机相配套的附属设备，见表2。五、项目运行实测数据检测时间：2012年3月22日23日。检测工况：制热。1.检测数据(1) 地源水系统地源水总管流量：1172m3/h ,两台90kW水泵运行，流 速：1.8m/s；流量：730m3/h , 1台90kW水泵运行，流速：1. 2m/so地源水机组出水温度：6. 3C-8. 9C,回水温度：5. 2C-7. 8Co(2) 空调循环水系统空调水总管流量：756m3/h , 1台90kW+l台55kW水泵 运行，流速：l3m/s。流量：530m3/h , 1台90kW水泵运行
8、，流速：0. 9m/so空调水机组出水温度：42145C,回水温度:39. 6C 41.9CO(3) 机组工作电流：1060Ao(4) 水泵工作电流：地源水泵1台90kW, 160A； 2台 90kW同时运行，250A；空调水1台90kW, 140A。2. 系统检测效率根据实际检测的数据，计算空调水运行1台90RW水泵 时，地源侧开启1台水泵时系统的检测效率，结果见表3。六、结束语地源热泵系统是住建部、财政部共同推广应用的可再生 能源建筑应用技术之一。宁夏人民医院新区的地源热泵系统 是国家可再生能源建筑应用示范项目，对此技术在宁夏及广 大西部地区的推广应用具有重要的示范意义。项目运行效果 良好，现场测试系统效率C0P达到3. 7,在充分认识到地源 热泵系统的潜在风险的基础上，科学设计、精心施工及专业 管理可以保证地源热泵系统的安全高效运行。？? (编辑吕志新)参考文献1 肖俊海.浅谈医院建筑的暖通节能设计J.中国 医院建筑与装备，2010, 11 (6)2 黄文.节能地源热泵应用的思考J.科技资讯， 2010 (8)3 刘红卫，徐贵来，张晴，等.汉口地区影响热源 井回灌量的主要因素J.资源环境与工程，2010, 24 (1)： 4
