某小區(qū)地源熱泵空調系統(tǒng)運行管理現(xiàn)狀及費用分析

張文濤，韋中師

（安徽建筑大學環(huán)境與能源工程學院，安徽 合肥 230061）

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某小區(qū)地源熱泵空調系統(tǒng)運行管理現(xiàn)狀及費用分析

張文濤，韋中師

（安徽建筑大學環(huán)境與能源工程學院，安徽 合肥 230061）

通過對某小區(qū)地源熱泵中央空調系統(tǒng)最近一年運行數(shù)據(jù)的調查和其運行管理現(xiàn)狀分析，獲得該小區(qū)的運行費用水平。通過對該建筑的運行費用評價并分析其特點，指出了該小區(qū)地源熱泵中央空調系統(tǒng)設計和運行管理的不合理因素，提出了相應的節(jié)能降耗措施。

地源熱泵；運行管理；費用分析；節(jié)能降耗

0　前言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，能源的消耗也在不斷的增長，據(jù)統(tǒng)計，建筑物的運行能耗在所有能耗中所占的比例接近1/3[1]，人們對室內熱舒適性的要求也越來越高，空調也成為了主要的改善手段[2]，但空調用于制冷和供暖所消耗的能量約占公共建筑全年能耗的50%～60%[3]。節(jié)能環(huán)保已經(jīng)必不可缺，地源熱泵空調系統(tǒng)具有無污染、節(jié)能、制冷供熱供熱水等優(yōu)點，能滿足用戶的需求[4]。地源熱泵系統(tǒng)可以根據(jù)淺層地熱能的來源分為：土壤耦合熱泵系統(tǒng)、地下水源熱泵系統(tǒng)、地表水源熱泵系統(tǒng)[5]。地源熱泵作為一種可持續(xù)發(fā)展的節(jié)能新技術，被譽為21世紀“綠色空調技術”[6]。本文針對工程實例系統(tǒng)的分析了地源熱泵系統(tǒng)設計和運行管理中的不合理因素并提出了相應的節(jié)能措施。

1　基本信息

1.1建筑基本信息

本項目位于安徽省合肥市東至路以東，望江西路以南，總建筑面積63000m2。建設規(guī)模為：商業(yè)建筑面積840m2，住宅面積52400m2，地下一層為配套地下汽車庫；面積為9600m2，其它面積10600m2。

1.2系統(tǒng)冷熱源

“某小區(qū)”中央空調工程冷熱源采用復合式土壤源熱泵系統(tǒng)，冬季空調熱負荷全部由土壤熱泵系統(tǒng)承擔，夏季空調負荷部分由土壤源熱泵系統(tǒng)承擔，峰值冷負荷由冷卻塔承擔。

1.3系統(tǒng)形式

該系統(tǒng)由能量采集，能量提升，能量使用系統(tǒng)組成。

1.3.1能量采集系統(tǒng)部分

本項目采用土壤換熱裝置460口，每口深100m，豎直管為PE100、de25雙U管。布置在綠化用地內，保證整個建筑物的協(xié)調。

1.3.2能量提升系統(tǒng)部分

本項目采用4臺螺桿熱泵機組，承擔小區(qū)各建筑物供暖、制冷需要。

冷凍水循環(huán)系統(tǒng)，采用二次泵系統(tǒng)，一次泵共有5臺冷凍水泵，4用1備，額定流量240m3/h，額定揚程13m，電功率15kW;二次泵共有4臺冷凍水泵，額定流量240m3/h，額定揚程29m，電功率37kW。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，采用6臺冷卻水泵，冷卻塔循環(huán)水泵和地源側循環(huán)水泵各3臺，型號相同，額定流量為280m3/h，揚程為34m，電功率45kW。

1.3.3能量釋放系統(tǒng)部分

本工程住宅區(qū)空調采用風機盤管＋新風系統(tǒng)；商業(yè)區(qū)采用全空氣空調系統(tǒng)。

2　基本情況

2.12010年冬季運行基本情況

某小區(qū)小區(qū)地源熱泵中央空調2010年冬季運行于12月10日開始，2011年3月20日結束，共計運行100d，實際運行100d。期間空調使用面積為15121.48 m2，所收取的夏季空調使用費為226822.2元；空調運行期間總用電量為424057.2度，用電單價0.5653元／度，總用電費239720元，水費為1867.9元。

2.22011年夏季運行基本情況

某小區(qū)小區(qū)地源熱泵中央空調2011年夏季運行于6月23日開始，10月8日結束，共計運行107d，實際運行85d。期間空調使用面積為17742.5 m2，所收取的夏季空調使用費為177425.84元；空調運行期間總用電量為319041度，用電單價0.5653元／度，總用電費180354元，水費為2365.7元。

3　運行費用分析

3.12010年冬季運行費用分析

某小區(qū)2010年冬季運行費用分析表

有上表可知：2010年冬季實際支出為323629.90元，分攤到每平米為21.4元；實際收入為226822.20元，虧損96807.70元，虧損的主要原因有以下幾個方面。

①使用率過低，2010年冬季實際使用率僅為24%。

②服務維護人員是以整個小區(qū)配置，為了系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行，不會因為使用率的降低而減少人員配置。

③暖氣這種供熱形式相對煤氣、電等在運輸過程中，不可避免地會形成固定的熱損耗，此損耗不會因為使用率的降低而減少。

④本小區(qū)實行的是按面積收費，據(jù)了解用戶沒有養(yǎng)成“隨用隨開”的習慣。

3.22011年夏季運行費用分析

2011年夏季實際支出為264761.70元，分攤到每平米為14.92元；實際收入為177425元，虧損87336.7元，虧損的主要原因和2011年冬季相似，但2011年夏季實際使用率為28.16%，比冬季高4%，虧損也有所減少。

3.32011年冬季運行費用分析

繳費面積23522.37m2，每平米20.3元；使用率過低，2011年冬季實際使用率僅為33%。隨著用戶的增加單位面積使用費將不斷減少。2011年合肥氣溫偏低，實際空調運行時間長為112d，實際增加運行時間22d，多虧損89320元。

3.4運行特點及建議

①集中供熱、供冷工程的設計是以整個小區(qū)的用熱負荷量為基礎設計安裝的，所以用戶少時，就會出現(xiàn)“大馬拉小車”現(xiàn)象導致資源浪費，運行費自然就高；反之供熱效果就佳，相對費用就低。這就要求實行集中供暖的小區(qū)用戶要集中使用。隨著入住和使用率提高，單個家庭費用就會大幅降低。

②建議采用分戶計量收費。

③建議收費標準根據(jù)使用率的變化，而進行上下浮動。

④隨著質保期結束，公共設施、設備維修保養(yǎng)費將會浮出水面。

4　節(jié)能潛力分析

4.1空調系統(tǒng)節(jié)能

①為了提高熱泵主機的制冷效率可以采用提高冷凍水供水溫度的方式。

②若提高冷凍水供回水的溫差，輸出等量冷量的前提下，冷凍水流量降低，水泵耗電量減小。

③機組在運行控制策略上也需要調整，按照冷凍水出口水溫來調節(jié)機組負載的方式是合理的，但冷凍水泵的聯(lián)合運行有不合理的地方。設計中冷凍水二次循環(huán)泵是壓差變頻控制，一次循環(huán)泵為溫差變頻控制，而實際操作中一次循環(huán)泵為定流量控制，造成冷水溫差過小，水泵耗能過大。

4.2系統(tǒng)設備維護節(jié)能

4.2.1用戶室內系統(tǒng)的維護

及時更換或清洗過濾器，解決過濾器阻力過大的問題;加大對用戶的宣傳力度，引導用戶合理使用空調。

4.2.2空調冷凍水系統(tǒng)

空調系統(tǒng)運行過程中，應對冷凍水進回水溫度、壓力等儀表應及時檢查并校核，避免因讀數(shù)的誤差，導致控制方面操作的不合理，降低機組的運行效率。

機組運行過程中，出現(xiàn)切換閥門串水問題，建議增加地源側壓力報警裝置，及時更換或維修閥門。

5　結論

通過對某小區(qū)地源熱泵中央空調系統(tǒng)最近一年運行數(shù)據(jù)的調查和其運行管理現(xiàn)狀分析，本文得出以下結論：

①該系統(tǒng)一年來運轉正常，達到了預計的使用效果；

②在入住率不足30%的情況下，運行費用明顯優(yōu)于其他供暖、供冷形式，地源熱泵中央空調系統(tǒng)是值得大力推廣的節(jié)能、低碳、環(huán)保的技術；

③應加強運行管理制度建設及提高管理人員素質，科學的管理才能使節(jié)能技術發(fā)揮更大的作用；

④收費標準應和入住率掛鉤，實行動態(tài)管理；

⑤加大宣傳，引導用戶合理使用空調。

[1]李濤.基于性能表現(xiàn)的中國綠色建筑評價體系研究[D].天津：天津大學，2012.

[2]阮方，錢曉倩，朱耀臺，等.分室間歇用能對墻體內外保溫節(jié)能效果的影響[J].浙江大學學報，2016，50（1）：1-7.

[3]白雪蓮，孫純武，郭林文，等.公共建筑空調系統(tǒng)能耗實測與分析[J].重慶大學學報，2008，31（6）：367-641.

[4]姜黎，蔣綠林，王宏，等.地源熱泵系統(tǒng)雙U型埋管換熱器的測試實驗[J].制冷學報，2010，31（1）：50-53.

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1007-7359(2016)03-0226-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.082

張文濤（1983-），男，安徽合肥人，安徽建筑大學在職研究生，工程師。