某大型住宅小區(qū)江水源能源系統(tǒng)設(shè)計

【摘要】結(jié)合工程實例介紹江水源熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用，重點介紹了能源系統(tǒng)的冷熱源系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)水文、地質(zhì)情況，簡述了取退水及進熱泵機組江水水質(zhì)的處理，并與傳統(tǒng)空調(diào)方案進行節(jié)能對比，分析了系統(tǒng)的節(jié)能性。

【關(guān)鍵詞】 江水源熱泵；天棚輻射；置換新風(fēng)；風(fēng)機盤管；節(jié)能

0 引言

某大型高端小區(qū)業(yè)態(tài)包括精品高層住宅、濱江洋房、濱江公寓、超高層、濱江頂級會所式商業(yè)群、社區(qū)商業(yè)街等，項目位于重慶市嘉陵江江邊，規(guī)劃打造生態(tài)宜居綠色小區(qū)。夏季供冷，冬季供熱，供能面積為36.41萬平方米。

1 空調(diào)冷熱源分區(qū)

本項目根據(jù)建筑功能不同，分為住宅、辦公及商業(yè)等。其中住宅和辦公采用“天棚輻射+置換新風(fēng)”系統(tǒng)，商業(yè)及公建采用“風(fēng)機盤管”。根據(jù)冷、熱負(fù)荷統(tǒng)計，天棚輻射系統(tǒng)最大冷負(fù)荷8.1MW，最大熱負(fù)荷1.84MW；置換新風(fēng)+風(fēng)機盤管系統(tǒng)最大冷負(fù)荷23.06MW，最大熱負(fù)荷11.81MW。冷熱源采用江水。天棚輻射加置換新風(fēng)系統(tǒng)全年供冷、供暖。風(fēng)機盤管系統(tǒng)夏季供冷期為5月15日—9月15日，共124天；冬季供暖期為12月15日—2月28日，共76天。江水經(jīng)過取水泵房進入能源站機房內(nèi)的沉淀池，再由江水二級泵送入熱泵主機，江水在能源站能經(jīng)過機組換熱后，經(jīng)過退水管道，消能后排入嘉陵江。

2 制冷熱方案確定

機房內(nèi)天棚輻射系統(tǒng)夏季供回水按11/16℃設(shè)計，冬季按40℃/35℃；“天棚輻射+置換新風(fēng)”系統(tǒng)末端夏季按5℃/10℃設(shè)計，冬季按45/40℃。根據(jù)負(fù)荷特點，天棚輻射系統(tǒng)配置2臺制冷/熱量1506/1665kW的螺桿熱泵機組和1臺制冷量4922kW的離心式單冷機組。“天棚輻射+置換新風(fēng)”系統(tǒng)配置2臺制冷/熱量1506/1665kW的螺桿熱泵機組和2臺制冷量4922kW的離心單冷機組和2臺制冷/熱量5126/4980kW的離心熱泵機組。

3供水水質(zhì)及水處理工藝選擇

夏季江水溫升按8℃，冬季溫降按5℃設(shè)計，綜合最大取水量為4400 m3/h。根據(jù)江水源熱泵機組水質(zhì)要求，結(jié)合北碚水文站2010-2014年監(jiān)測數(shù)據(jù)，除含沙量外，pH值、總硬度、氯離子、硫酸根離子、氨氮等能滿足取水水質(zhì)要求。

從圖1可以看出，江水平均含砂量總體呈下降趨勢，近5年平均含砂量變化范圍為0.006 ～1.72 kg/m3。嘉陵江水高含砂量出現(xiàn)在7～9月，最高平均含砂量為1.72kg/m3。本項目水質(zhì)處理的重點應(yīng)為防止泥沙進入系統(tǒng)而使設(shè)備磨損。采用籃式除砂器和平流式沉砂池進行除砂處理，籃式除砂器去除較大粒徑顆粒的砂，平流式沉砂池去除中小粒徑顆粒的砂。該方式既滿足熱泵機組對水質(zhì)的要求，又降低了工藝流程的復(fù)雜性，減少了投資。

3 取退水設(shè)計

本工程取水規(guī)模較大，嘉陵江主流在左岸，主航道也在左岸，同時取水點岸邊約42m處即為濱江一路高架橋，若采用浮船式取水，涉及橋梁安全。取水推薦采用固定式取水泵站，布置在機房內(nèi)，泵房內(nèi)直徑19m，進水管采用兩根DN800鋼管，管中心間距6m，泵房內(nèi)不設(shè)吸水井，布置一根DN1800鋼管與進水管相連作為吸水母管，并設(shè)置兩根反沖洗管。泵房內(nèi)設(shè)四臺水泵，兩大兩小，泵房筒體高度26.21m。退水管道采用單根DN1000鋼管。退水管道在機房內(nèi)懸于梁下，穿過機房墻壁后沿建筑外墻敷設(shè)至江邊退水口。退水口位于取水口下游約180m，采用消能墩和跌水坎消能。退水口采用八字式出水口，消能墩設(shè)在八字式出水口內(nèi)，設(shè)3排共12個錯開布置的墩子。墩段后接跌14級跌水坎段，每級跌差0.4m。

5 節(jié)能性分析及其他

為了對江水源能源站的節(jié)能性進行分析。在此，對本工程冷熱源系統(tǒng)同常規(guī)系統(tǒng)（冷卻塔、燃氣鍋爐）的全年能耗進行比較。

本項目由于采用江水作為夏季空調(diào)系統(tǒng)的冷卻水，取消了常規(guī)系統(tǒng)的冷卻塔設(shè)備，每年可節(jié)約冷卻塔補水量12.97萬噸，每年減少標(biāo)煤消耗1416噸，大大改善區(qū)域環(huán)境，社會效益十分顯著。

6 結(jié)語

江水源熱泵在本工程中的應(yīng)用，不僅使空調(diào)冷熱源系統(tǒng)的設(shè)計和建筑景觀得到了很好地融合，還充分體現(xiàn)了綠色、節(jié)能、環(huán)保的理念，同時避免了冷卻塔可能產(chǎn)生的漂水、噪聲等問題，為減小城市熱島效益起到了一定的作用，是打造節(jié)能建筑、綠色建筑不可缺少的組成部分。

但是，從工程造價角度分析，江水源熱泵的取水工程都會增加投資，降低系統(tǒng)經(jīng)濟性，不利于江水源熱泵系統(tǒng)大范圍推廣。另外，江水經(jīng)升溫或降溫后再排入江中，對自然界生態(tài)影響有待進一步研究。

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