技术与检测Һ㊀
谢㊀莉
摘㊀要：设计了清洁高效冷热供应方案，采用了地源热泵复合水蓄能技术，减少热泵主机的装机容量㊁地埋管数量及占地面积，结合当地分时电价政策㊁转移高峰期用电负荷㊁平衡电网峰谷差的同时，降低系统运行费用，产生良好的经济效益和环境效益㊂ 关键词：地源热泵；水蓄能；运行策略；经济性一㊁项目概况
项目位于河北定州，为商业办公综合园区，总占地３５０亩，冷热供应面积为１７．８万平方米㊂项目设计清洁高效冷热供应方案，采用地源热泵耦合水蓄能技术，减少热泵主机的装机容量㊁地埋管数量，结合当地分时电价政策㊁转移高峰期用电负荷㊁平衡电网峰谷差的同时，降低系统运行费用㊂
二㊁设计负荷
根据业主提供的园区内负荷资料，夏季１００％负荷典型日最大冷负荷为５８１５ＲＴ，冬季１００％负荷典型日最大热负荷为３８１６ＲＴ㊂
三㊁系统设计
（一）热响应测试概况
项目现场共布置了三眼地埋管岩土热响应试验孔，并进行了钻孔施工㊁埋管和钻孔回填，然后对已施工的三眼地埋管岩土热响应试验孔进行了现场岩土热响应试验㊂场地埋管深度１５５米范围内土壤初
始平均温度为１５．０６ １５．３１ħ；岩土体积比热容为ＣＶ＝２．５５ˑ１０６Ｊ／（ｍ３Ｋ），导热系数平均值为１．７５６Ｗ／（ｍħ），土壤扩散率为０．６８７ˑ１０－６（ｍ２／ｓ）㊂热响应试验孔采用中粗砂＋原浆回填，钻孔热阻为Ｒｂ＝０．１００ｋｍ㊃Ｗ－１㊂热交换孔单位长度钻孔释热量为Ｑｃ＝６７．０Ｗ／ｍ，取热量为Ｑｈ＝３９．５Ｗ／ｍ㊂
（二）技术路线
项目采用地源热泵＋双工况离心式冷水机机＋水蓄能系统，主机采用３台地源热泵和２台双工况离心式冷水机组，夏季谷段电价期间双工况冷水机组蓄冷，冬季谷段电价期间采用地源热泵机组蓄热㊂布置１２６０口地埋井，有效深度为１５０米㊂建设３３００ｍ３蓄水池，置于广场景观带内，采用深挖蓄水池做法㊂
（三）运行策略分析１．夏季
每日谷时（０：００－６：００）开启两台双工况离心式冷水机组进行蓄冷，蓄冷量为５８００ｋＷ，约５．３ｈ可将水池蓄满，有效蓄冷量为３０７０３ｋＷｈ，放冷效率按９５％计㊂典型日蓄放
冷策略如下图１
４㊂
图１㊀夏季空调设计日１００％
负荷运行策略
图２㊀夏季空调设计日７５％
负荷运行策略
图３㊀夏季空调设计日５０％
负荷运行策略
图４㊀夏季空调设计日２５％负荷运行策略
２．冬季
每日谷时开启两台地源热泵机组进行蓄热，蓄热量为６４００ｋＷ，约５．４ｈ可将水池蓄满，有效蓄热量为３４５４１ｋＷ㊃ｈ，
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放热效率按９５％计㊂蓄放热策略如图５
８㊂图５㊀冬季空调设计日１００％
负荷运行策略
图６㊀冬季空调设计日７５％
负荷运行策略
图７㊀冬季空调设计日５０％
负荷运行策略
图８㊀冬季空调设计日２５％负荷运行策略
按上述典型日运行策略配置，计算得到土壤夏季总得热量３０２７０７４ＲＴｈ，冬季总放热量２８４２５０８ＲＴｈ，不平衡率为６．５％，全年土壤基本能保持热平衡㊂
（四）全年运行费用
本系统全年总供冷（热）量约２８６７５１０８ｋＷ㊃ｈ，总耗电量约７９２３４２３ｋＷ㊃ｈ，全年系统总运行费用３８１万元，单位运行费用约２３元／平方米㊂
四㊁方案对比
若按常规方案，夏季选用４台地源热泵＋３台冷水机组制冷，冬季选用４台地源热泵机组制热，布置１６８０口地埋井，有效埋深１５０米㊂考虑分时电价及土壤热平衡因素，设计运行策略并计算得到系统运行费用㊂
双蓄方案较常规方案降低了主机装机容量以及地埋井数量，增加了水蓄能系统，综合对比总初投资降低了１６１万元，年运行费用降低７４万元㊂
五㊁结语
（一）本方案相较于传统方案，减少了主机装机容量及室
外地埋井数量，节约了地埋管占地面积，综合总投资降低了
１６１余万元，年运行费用降低７４万元，具备较好的经济效益㊂
（二）土壤夏季总得热量为３０２７０７４ＲＴｈ，土壤冬季总放
地源热泵系统
热量为２８４２５０８ＲＴｈ，不平衡率为６．５％，全年土壤基本保持热平衡㊂
（三）地源热泵耦合水蓄能技术，在稳定可靠供冷供热的
前提下，充分利用当地分时电价政策，转移电力高峰段用电负荷，移峰填谷，提升了冷热源系统的经济效益，有利于电网安全稳定运行，具有一定的社会效益及示范推广作用㊂参考文献：
［１］杨伟成．空调工程的蓄冷水池技术应用［Ｊ］．暖通空调，１９９３（１）：４０－４４．
［２］张丽君，姜梅．天津滨海国际机场二期制冷站水蓄冷空调设计［Ｊ］．制冷与空调（四川），２０１２，２６（４）：３５３－３５８．［３］满孝新，张笋．济南奥林匹克体育中心水蓄冷系统设计［Ｊ］．暖通空调，２０１０，４０（６）：６２－６５．
［４］叶琪超楼可炜应光耀．德清分布式能源站水蓄冷空调系统运行分析［Ｊ］．暖通空调，２０１９，５０（４）：８２－８５．
作者简介：
谢莉，南瑞电力设计有限公司㊂
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