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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

      2016-08-23 08:52:48張文濤韋中師
      安徽建筑 2016年3期
      關鍵詞:中央空調使用率源熱泵

      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.

      [5]武曈,劉鈺瑩,董喆,等.地源熱泵的研究與應用現(xiàn)狀[J].制冷技術,2014,34(4):71-74.

      [6]孫洲陽,陳武.太陽能—地源熱泵聯(lián)合循環(huán)技術研究[J].流體機械,2011,39(10):67-71.

      TU833+.3

      B

      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。

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