恒有源科技發展集團（微信號：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開發和推廣。致力于原創技術的產業化發展，實現為建筑物無燃燒供熱，大力發展地能熱冷一體化新興產業。
4．機房熱泵系統設計
本工程二十棟建筑設置一個集中的冷熱源機房，機房設置于19號公建會所地下一層設備層。機房總建筑面積為550平方米，機房層高為4.5m。
4.1主機選型
機房共選擇10臺LWP1800型西亞特熱泵主機，單臺主機制冷量559kW，耗電量110kW，供水溫度7℃-12℃；單臺主機制熱量726kW，耗電量170kW，供水溫度50℃-45℃。主機均為雙壓縮機回路。
4.2循環水泵選型及管路系統設計
末端系統和與井水換熱的二次水循環系統各選擇六臺循環水泵（一臺備用），為減小管道直徑便于系統安裝和控制，將十臺主機分為兩組連接管道，末端與二次兩系統的水泵也相應分開。兩組主機系統均接至末端分集水器及二次水外線總管道。循環水泵選擇QPG150-315型屏蔽泵，單臺水泵循環流量為200m3/h，揚程為32m，功率為30kW。
管道系統按兩組主機分開設置，管道系統按如上原理圖中設置四通換向閥門，使末端水系統在夏季流經主機蒸發器制冷、在冬季流經主機冷凝器制熱，每組管路系統共設置八臺四通換向閥。
4.3熱水系統設計
本工程采用熱泵系統制備供應日常生活用熱水，機房內設置容量為50m3的玻璃鋼熱水儲水箱制備并儲存生活熱水。熱泵系統主機熱水出水溫度較低，瞬間加熱能力有限，因此需設置較大的蓄存熱水裝置。
設板式換熱器，其一次加熱側為熱泵主機冷凝器散熱，設計循環供水溫為55℃；二次側由蓄水箱取水循環加熱。
當水箱內水位及水溫均達到設計要求時停止系統加熱，當蓄水箱內水溫低于限值時停止向水箱內補水以確保熱水用戶水溫。
設變頻供水裝置由蓄水箱內取熱水供向末端用戶，供水裝置根據用戶用量調節供水量及保持供水壓力。
5．室外單井循環在能采集系統設計
本工程當地的地下水文地質條件較好，采用單井循環地能采集技術系統抽取地下水作為介質為熱泵系統低位能量采集系統，在獲取地能冷熱量后井水100%回灌。
5.1水文地質情況
本地區地層以砂卵石為主，間含砂土、粗沙、中沙、細沙等，地下水含量豐富，靜水位埋深為20m～25m之間，含水層厚度多在30m以上。具體地區域水系見圖5。
5.2單井循環地能采集井
單井循環換熱地能采集井按結構分為兩類：有蓄能顆粒采集井和無蓄能顆粒采集井，根據本工程地質條件，設計選用無蓄能顆粒采集井。
無蓄能顆粒采集井在井壁（內徑為 D ）和井管（外徑為 d ）之間不設置填料等，可以實現井壁與井管內循環水的直接換熱。循環水由置于井管底部負壓區的潛水泵抽出，進入熱泵機組放熱或吸熱后，由熱泵機組返回進入上部正壓區內。水流在地能采集井環形空間內向下流動至負壓區，透過井管下部的花管部份進入井管，再由潛水泵抽出，完成循環取熱過程。
水流在環形空間由上向下的運動的過程中實現熱交換。
本工程共設單井循環換熱地能采集井13口，拓孔直徑為800mm，井深85m，成井后內設500mm鋼制井管，井內設恒有源公司單井循環地能采集系統能量采集裝置。
6．運行費用分析
6.1系統運行
本工程目前已運行10個采暖、制冷季，通過實際發生的采暖、制冷用電統計記錄可知：建筑冬季采暖每平方米用電量平均為33kW?h、夏季制冷每平方米建筑平均用電量為15kW?h，本項目電價約為0.5元/kW?h，項目采暖用電費用為16.5元/平方米，綜合考慮項目運行人員成本、維護成本約5元/平方米，實際區域供暖成本為21.5元/平方米。本項目以低于市熱力集團天然氣供暖30元/平方米2元的標準收費，即28元/平方米，實際收費率按90%計算，按如上經營標準區域供熱企業可實現15%左右的毛利潤。
據相關報導，北京市熱力集團集中供熱采購成本為91元/平方米，銷售僅為24元/平方米，為彌補其虧損，政府每年要拿出33億元進行補貼。與之形成鮮明對比的是，節能環保的熱泵供暖不僅實現區域供暖的零污染、更以與集中熱力銷售價格供暖成本相當的經濟的運行保障了區域供暖，減輕了政府關于此項民生問題的負擔。
7．結論
以淺層地能為低位熱源，以水為傳熱介質，采用熱泵技術進行供熱、空調及生活熱水制備的地能熱泵系統在四季香山小區應用成功，系統投入運行以來效果良好，調節靈活，管理方便，節能性突出，建筑采暖費用不超過24元/平方米，空調制冷費用不超過10元/平方米，低于其它空調采暖方式；系統運行過程中無任何污染物排放，環保性顯著，同時以合理的單井循環地能采集技術封閉循環的形式利用地下水源實現了地下水的完全回灌、對地下水不產生污染。
以單井循環換熱為基礎的熱泵系統為區域供暖，不僅可實現不依賴政府補貼的運營，更可實現15%的利潤空間，具有推廣意義。（作者：王滿全 楊明忠）
來源_《中國地能》
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