地?zé)嶂惫┞?lián)合熱泵供暖技術(shù)的研究與應(yīng)用

阿不都克依木·阿不都熱合曼，夏迪亞木·馬合木提

伊寧市供熱有限公司， 新疆伊犁 835000

0 引言

隨著我國的發(fā)展迅速，地?zé)岵膳膊粩嗫焖侔l(fā)展，在不斷開發(fā)和利用地?zé)豳Y源的過程中，出現(xiàn)一些瑕疵。如地?zé)嶂惫┕┡蟮奈菜欧艤囟韧ǔ８哌_(dá)46℃，相對常規(guī)溫度偏高，降低了地?zé)豳Y源使用率，給資源造成不必要的丟失和污染環(huán)境；還有地?zé)峁┡笪菜苯优欧?，未進(jìn)行回灌，污染了土壤環(huán)境，導(dǎo)致地面下沉，地下結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到了影響；有小部分的地?zé)峋疁囟鹊陀?0℃。在應(yīng)用供暖時還要升溫，如果利用傳統(tǒng)的鍋爐加熱手段，其供暖后溫度仍然還能高達(dá)40℃。如果利用熱泵調(diào)峰技術(shù)供暖，不但可以將地?zé)嶂惫┪菜臒崃窟M(jìn)行回收，讓排放水溫度符合環(huán)保的要求，而且提高了地?zé)峁┡哪芰?，充分利用了地?zé)豳Y源。

1 改造設(shè)計(jì)

1.1 確定熱指標(biāo)

按照CJJ 34--2002 城市熱力網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，出于對現(xiàn)有建筑的老式建筑的考慮，墻內(nèi)外沒有保溫層，又是老式單層窗，圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，消耗能源高，供熱效果又差的特點(diǎn)，因此建筑采暖供熱的平均熱指標(biāo)為60w。

1.2 確定熱負(fù)荷

現(xiàn)在某建設(shè)新村有供暖面積大約為68×104 m2，包含有18×104 m2 工業(yè)，50×104m2 民用。依據(jù)采取60w/m2 的熱指標(biāo)，根據(jù)公式Q=g×F進(jìn)行計(jì)算，在公式中的Q代表供暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。在建設(shè)新村的。工業(yè)中使用的是10.8MW 熱負(fù)荷，民建使用的是30.0MW 熱負(fù)荷，總40.8MW 供熱負(fù)荷。

1.3 地?zé)峋崮芰?/h3>

當(dāng)前新村里具有4 口地?zé)峋?，其中直接供熱給用戶的有3 口高溫井，總有290t/h 的出水量(其20t/h 給予居民的用作生活熱水)，有270t/h 的熱水量作為供暖，70℃的水溫；1口低溫井，40 t/h 的出水量，49℃的水溫。有回水溫度大約49℃的高溫井供熱。和低溫井相混合以后給熱泵將熱量提取。依照熱井直供熱量的公式：G=3.6×Q/c×(t1-t2)，公式中，G代表熱力網(wǎng)設(shè)計(jì)流量（單位t／h）；Q 代表設(shè)計(jì)熱負(fù)荷（單位kW），c 代表水的比熱容[單位k3/(kg·oC)]；t1 代表熱力網(wǎng)供水的溫度（單位℃）， t2：為熱力網(wǎng)回水溫度（單位℃），依據(jù)270 t／h 的高溫水量，70℃至49℃的地?zé)崴?、回水溫，?jì)算結(jié)果是6.6 MW 熱直供熱量。(270+40)t/h 低溫水余量，49℃～25℃的水溫，8.65 MW 的熱量。在國內(nèi)溴化鋰吸收式熱泵的COP 值通常在1.7 之間，所以在熱泵回收地?zé)嵛菜笾?.65×1.7/(1.7-1.0)=21.6MW 的熱量。也就是說現(xiàn)在有地?zé)峋目诩盁岜靡还仓?.6+21.6=28.2MW 的熱量和40.8MW 熱負(fù)荷，它們之間有12.6MW 的差值。

公司經(jīng)市地?zé)嵩杭跋嚓P(guān)部門之所以批準(zhǔn)采用4 眼井新打兩采兩灌來提高地?zé)岬乃?。是因?yàn)槿缃竦責(zé)崴楷F(xiàn)狀不良好，不能符合供暖的條件要求。則把新井水系作為館陶層，通過記算，有80t/h 的出水量，高達(dá)70℃的水量。按照80 t/h 的新井出水量，70℃水量進(jìn)行計(jì)算，430t/h 的高溫水量，70℃至49℃的地?zé)崴?、回水溫，其?jì)算結(jié)果是10.5MW 地?zé)嶂惫崃俊?430+40)t/h 的低溫水余量，49℃至25℃的水溫，其有13.1MW 的熱量。則有13.1×1.7/(1.7—1.0)=32.8Mw 的熱量是熱泵回收地?zé)嵛菜笾瞥伞?0.5+32.8=43.3 MW 的總熱量。和40.8MW 熱負(fù)荷比較，符合條件。按照上述計(jì)算可見，32.8 MW 熱量是需要熱泵所給予。

1.4 熱泵選擇

經(jīng)過研究決定，其方案采取共4 臺，10.5MW 的單機(jī)功率的以第一類燃?xì)怃寤囄帐降臒岜?，三臺進(jìn)行使用，一臺作為備用。燃?xì)怃寤囄帐綗岜弥饕匀細(xì)鉄崮艿南淖鳛轵?qū)動，燃?xì)鈱儆谝淮涡阅茉础：鸵韵亩文茉措娔艿碾妷嚎s熱泵相比較，更加有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。同時溴化鋰吸收式熱泵的單機(jī)能力強(qiáng)，能制出高達(dá)14MW 的熱能力，目前，電壓縮式熱泵的單機(jī)最大制3.5MW 的熱能力。方案中則要求有40.8MW 的熱泵熱源能力才可行，如果采取用電壓縮式熱泵，12 臺并聯(lián)，不僅面積的占地大，工程量的安裝大，而且調(diào)試的運(yùn)行難度大，此外，關(guān)聯(lián)到公司的有關(guān)部門電力增申請等。

1.5 內(nèi)容改造

新打兩對110 m3/h 出水量，70℃水溫的開采和回灌井，把原系統(tǒng)補(bǔ)水水罐當(dāng)做熱泵尾水罐，其作用是存儲熱泵尾水，進(jìn)行回灌。建水罐1000m3 一座，并分兩格，存儲600m3 的地?zé)峁┡惫┧?，將在低溫罐南?cè)的空地進(jìn)行創(chuàng)建。高度為400m，用途是存儲地?zé)嶂惫┕┡厮?，作用是給予熱泵提供水；將14Mw，共2 臺的鍋爐拆除，作為熱泵的新基礎(chǔ)，并把4 臺10.5MW 熱泵放置于此處；及時調(diào)整室內(nèi)外的供暖管網(wǎng)；熱泵的新做和熱間中控系統(tǒng)的變換。

1.6 改造后的熱源變化

包含70℃的出水溫度，430t/h 的供熱水量，總5 口的高溫地?zé)峋?；包?9℃的出水溫度，40t/h 的供熱水量，直燃型溴化鋰吸收式熱泵4 臺的低溫地?zé)峋?05 MW 功率的單機(jī)制熱；急用備用的熱源是20 蒸噸燃油蒸汽鍋爐共2 臺。經(jīng)過把改造之后的供暖系統(tǒng)熱進(jìn)行平衡研究，可以知道，地?zé)峒痈邷厮礋岜孟到y(tǒng)所提供的供熱量值，符合東沽小區(qū)內(nèi)的采暖熱負(fù)荷的需要條件。28 MW 的供熱量是原來有的20 蒸噸鍋爐2臺所產(chǎn)生的，但是，在出現(xiàn)事故的情況下，備用熱源需要有保障性，為整個地方的供熱達(dá)到穩(wěn)定和安全。

1.7 改造后的供暖工藝

在初末期的供暖地?zé)嶂惫┑哪Ｊ?，是以調(diào)節(jié)變流量的形式完成調(diào)節(jié)，整個控制系統(tǒng)是按照室外的不同溫度和地?zé)峋康恼{(diào)節(jié)，進(jìn)行操作供暖循環(huán)水和供水溫度的調(diào)節(jié)。處于嚴(yán)寒期時，啟用熱泵并開始進(jìn)行調(diào)峰，整個控制系統(tǒng)就會按照室外的不同溫度，采用調(diào)節(jié)熱泵供水質(zhì)的方法，確保東沽片區(qū)供熱的正常運(yùn)作。實(shí)際上，室外的均衡溫度高達(dá)5℃時，啟用熱泵調(diào)峰幾乎不用實(shí)行，因?yàn)榈責(zé)嶂惫┑墓┡緷M足村民的需要。室外有2℃～5℃的均衡溫度，地?zé)崴惫┏?，啟? 臺熱泵。室外存在2℃～3℃的均衡溫度，同樣減除地?zé)崴惫瑔⒂? 臺～2 臺熱泵。室外有-3℃～-7℃的均衡溫度，地?zé)崴惫┏猓瑔⒂? 臺～3 臺熱泵。室外有小于-8℃的均衡溫度時，把地?zé)崴惫┏敉猓瑔⒂? 臺的熱泵。

2 節(jié)能環(huán)保效益

以天然氣為主要的供暖燃料，通過檢測預(yù)算，CO 開始降低，鍋爐煙氣所產(chǎn)生的SO 將減少，排放煙塵也少。地?zé)嶂惫┖蠡厮菁壉贿\(yùn)用至低于25℃時進(jìn)行達(dá)標(biāo)排放，這樣能有效運(yùn)用地?zé)豳Y源，同時環(huán)境避免了污染，給予可持續(xù)發(fā)展社會制造充裕的條件。

3 結(jié)論

高溫水源熱泵的運(yùn)用，不但能減少供暖系統(tǒng)運(yùn)行所產(chǎn)生的費(fèi)用，同時地?zé)豳Y源的使用效率有效的提高，符合環(huán)保的要求，減少對環(huán)境的危害。因此地?zé)嶂惫┞?lián)合熱泵供暖技術(shù)在地?zé)峁┡袠I(yè)里值得大力推廣。

[1]楊明珠.談?wù){(diào)節(jié)供暖系統(tǒng)運(yùn)行達(dá)到節(jié)能效果[J].民營科技，2010，8(2):56-60.