井水源热泵井水温差的选取对水井方案的影响作者 xx摘要：水源热泵空调系统是从井水中提取热能或冷能，井水供回温差的选取对水井实施方案影响很大。本文通过井水供回温差的变化计算能量提取部分的能效比，从而为水源热泵系统水井实施方案设计提供最佳选择。关键词：水源热泵空调系统xx 水量 xx 温差能效比The influence of well water difference in temperature for the wellwater design of GSHP.Abstract:Key words:Groundwater source heat pump air-conditioning systemWell water flowWell water temperature differenceERR0 引言地球是一个巨大的恒温体，蕴藏了无穷无尽的能量，无论冬夏季节 3m 以下的土壤 / 地下水温相对恒定。水源热泵机组在电能的驱动下，将地下取之不尽、循环再生但不可直接利用的低位能量开发利用，成为可利用的高位能。它可以满足冬季供暖、夏季供冷的需要，又能用来制取卫生热水，解决洗澡用水的供应问题，充分显示了其一机三用的优越特性，因而在各类建筑物中得以广泛应用。水井供应系统是水源热泵中央空调的关键部分之一，它是整个中央空调系统的能量来源，与传统中央空调系统对比，它取代了锅炉供热系统和冷却塔，因此在水源热泵中央空调工程中是重中之重。空调系统从井水中提取的能量Q( Q=C.M.&)与井水流量M和井水供回温差&的乘绩成正比。当空调系统设计值Q确定后，井水流量M变小，井水温差&加大，压缩机耗能增大，潜水泵耗能减 小；反之，井水流量M变大，井水温差&减小，压缩机耗能减小，潜水泵耗能 增大。那么，对于一个水源热泵井水供应系统而言，到底井水温差取多大，整个空调系统能量提取部分的能效比最高、投资最节省呢，本文将根据不同的工 况对此作详细的计算分析。1 、冬夏季运行不同工况下的能效比计算以 xx 某个建筑面积为 12000m2办公楼的项目为例，夏季冷负荷1200KW,冬季热负荷900KW。选配二台名义制冷量550KW 的单螺杆式水源热泵机组，压缩机采用台湾汉钟 RC520 H-CR项目所在地水井井深150米，单井出水量可达到70t/h,此时潜水泵扬程为 60 米。夏季井水出水水温为 18 ，冬季井水出水水温为16 。每小时 xx 的循环量计算公式为：制冷时M = (Pe+ Pt) X 860结M -井水的单位时间循环量Pe -制冷输出功率Pt -制冷输入功率&主机对xx利用温差制热时M = （Pc- Pt） X 860结M-井水的单位时间循环量Pc制热输出功率Pt-制热输入功率&主机对xx利用温差在上述公式中，设计人员容易产生分歧的是?T 到底应该取多少。为此我们先了解一下水冷冷水机组空调方式所用的冷却塔。按照暖通空调设计规范，冷却塔的理论进出水温度为C ,实际运行工况进出水温度为 C ,公为5C,它是指主机排出的 35-37 冷凝水经冷却塔冷却为30-32 再进入主机，如此周而复始地循环，建筑物排出的热量最终靠塔内的水蒸发而带走。能否再增大呢，不能，因为冷却塔是靠塔内的水自然蒸发而带走建筑物（中央空调主机）排出的热量，再大就不经济了，主机也会自动保护停机。水源热泵主机在夏季接井水制冷，如接冷却塔的冷却水同样可以制冷。如果接后者，&为5C,冷却水的进水是30-32C ,排出水温是35-37 C ,冷却水 的平均温度为32.5-34.5 Co如果接井水，假如井水的进水是18C,温差是16 ，此时排出水温是34 ，井水的平均温度为26 ，冷却效果依然远优于冷却塔标准工况。实际上，在空调系统运行中出现设计最大负荷量的时段所占的比例只有4-5%,即使温差取18c计算井水量，在流量不变的前提下，实际运行温差在 绝大多数时段为10-12 。因此，在实际应用中，可以将水源热泵井水温差扩大到 16 。依据台?汉钟RC520 H-CR勺参数表以及上述计算公式，可得出单台主机夏 季运行各参数下表：表 1 水源热泵主机夏季运行参数表xx进xx出水xx流量潜水泵输水温度 入t/h温度 功率 KW1818181818181818181818242526272829303134968271635751474340373426222018.515119.58.5765.5压缩机输入功率KW97.5101.5103.5105.6107.7109.8112114.2116.4118.6制冷量 功率KW572.2567.5562.7557.8552.8547.6542.4537.1526.1520.4 根据上表计算可知：井水进出水温差设定值变化时，能量提取部分的能效比 COP （输出量/压 缩机 +潜水泵耗电量）如下： t=6：时 COP = 4.63 t=8C 时 COP = 4.63 t=122 时 COP = 4.55 t=162 时 COP = 4.20 =16C与Zt=8C相比，井水需求量减少了 52%,能效比仅减少了520.5冬季，依据台湾汉钟 RC520 H-CR勺参数表以及上述计算公式，可得出单台 主机运行各参数下表：表 2 水源热泵主机冬季运行参数表井水进井水出水井水流量潜水泵输水温度 入t/h温度 功率 KW16161616161611917361514438332925.52018.511965.54.5压缩机输入功率KW147.2146.1144.9143.7140138.8制热量功率KW677.5657.6638.1619.1600.6582.5564.9547.8根据上表计算可知：井水进出水温差设定值变化时，能量提取部分的能效比 COP （输出量/压 缩机 +潜水泵耗电量）如下： t=6：时 COP = 3.96 t=8C 时 COP = 4.0 t=10C 时 COP = 3.95 t=122 时 COP = 3.82 =12C与Zt=6C相比，井水需求量减少了 60%,能效比仅减少了 .5%。注：上述分析适合于地下水温较高的寒冷地区和夏热冬冷地区，东北地区浅层 地下水出水水温只有8c左右，冬季 代最大值也只能取7C,应区别对待。2、不同温差取值对空调系统实施方案的影响仍以建筑面积为 12000m2办公楼的项目为例。第一种方案：当夏季& =8C,冬季&=6C时，该系统夏季井水需求量为142t/h,冬季井 水需求量为 146t/h ，工程施工时取最大值146t/h 。按照该项目所在地的地质条件，需要深150 米的出水井2 口，潜水泵2台，回水井4 口，共六口井。水井及附属设备部分投资50 万元。第二种方案：当夏季&=16C ,冬季&=12C时，该系统夏季井水需求量为 68 t/h,冬季井水需求量为 58 t/h ，工程施工时取最大值68 t/h 。按照该项目所在地的地质条件，需要深150 米的出水井1 口，潜水泵1 台，回水井2 口，共三口井。水井及附属设备部分投资25万元。由于出回水井之间须保持一定的间距，该项目建筑物周边位置有限，只具备 4 口水井位置，所以第一种方案不能实施。最后采取了第二种方案。3、结论：水源热泵系统设计水井方案时，确定最佳的井水进出温差&是关键因素。设计时必须考虑井水出水水温、能量提取部分的能效比、水井部分投资额、水井施工所需场地限制等综合因素。必要时应根据项目的具体情况和主机选型进行详细计算，以提供科学的设计依据。参考之文献资料：1地下水源热泵J,清华大学，彦启森2地源热泵工程技术指南J,徐伟，中国建筑工业出版社3GB/T 18836-2002,水源热泵机组S郭其峰男1968 年 09 月出生，河南南阳人，郑州大学工学士，工程师，郑州大学综合设计研究院建筑节能研究所副所长。主要从事工作：水源热泵/ 风源热泵技术应用研究和暖通空调工程设计。通讯地址:郑州市文化路50 号郑州大学综合设计研究院邮编： 450002 电话：