恒溫恒濕！貴州銅仁卷煙廠(chǎng)應用復合型地源熱泵系統

一、項目基本情況

項目位于貴州省銅仁市大興科技工業(yè)區，總建筑面積約8.4萬(wàn)平方米，包括聯(lián)合生產(chǎn)工房、原輔料周轉庫、香精香料庫、生產(chǎn)管理及技術(shù)研發(fā)中心、后勤服務(wù)用房、輔助用房等。該項目是目前唯一在卷煙生產(chǎn)工藝中應用淺層地熱能實(shí)現恒溫恒濕卷煙生產(chǎn)環(huán)境的卷煙廠(chǎng)，其恒溫、恒濕效果非常好且節能效果明顯。該項目采用地埋管地源熱泵+地下水地源熱泵+冷卻塔的復合能源系統，且應用了余熱回收技術(shù)。

空調系統冷熱負荷

本項目總冷負荷為9220kW，總熱負荷為4378kW，具體見(jiàn)表1。

冷熱源技術(shù)路線(xiàn)及工藝流程

根據不同使用場(chǎng)景要求，地源熱泵復合能源系統需滿(mǎn)足多種恒溫、恒濕工況使用要求。本項目難點(diǎn)之一是需要滿(mǎn)足8種不同的恒溫、恒濕工況使用要求；難點(diǎn)之二是需要確保在喀斯特復雜地質(zhì)條件下地埋管孔擁有高成孔率和水源井的高成井率。

為最大限度節約初期投資，本工程地源熱泵系統的設計原則為以滿(mǎn)足建筑物冬季空調熱負荷為主，剩余部分建筑冷負荷由冷卻塔適當調峰。即建筑供暖熱負荷全部由地埋管解決，建筑制冷負荷由地埋管和冷卻塔聯(lián)合解決?？紤]到本項目建筑性質(zhì)的特殊性及建筑冷熱負荷的差異性和項目所在地水文地質(zhì)條件建議打2抽4回6口水源井。

利用地埋管滿(mǎn)足全部建筑供暖熱負荷需要單孔深度為150m的地埋管換熱器555眼。為最大限度節約初期投資，推薦以熱負荷為準計算地埋管數量，地埋管無(wú)法提供的部分冷負荷由冷卻塔解決。

在以冬季工況來(lái)考慮主機配比時(shí)如果選用2臺主機則單臺主機的制熱量較大，如果出現設備故障對整個(gè)系統的影響較大故選用3臺熱泵主機做為空調熱源，如1臺設備出現故障其余2臺可滿(mǎn)足總熱負荷的70%以上，可滿(mǎn)足正常使用要求。夏季工況下則采用與冬季工況相同的熱泵主機為建筑制冷，則共選用了6臺參數一樣的夏季冷凍水供回水溫度為7/12℃；冬季采暖熱水供回水溫度為55/50℃的熱泵主機為本項目供暖、制冷。采取該設計方案可以使熱泵主機互為備用提高系統的穩定性。由于工藝要求本項目在夏季工況下有熱源的需要，將3臺熱泵主機加裝熱回收裝置，在制冷的同時(shí)可提供55/50℃采暖熱水。這樣既可以滿(mǎn)足工藝需要也可以節省運行成本，另外還有水源熱泵做為備用熱源以保證系統的穩定運行。

設置板式換熱器在過(guò)渡季利用冷卻塔和水源井的天然冷源為空調系統服務(wù)以節省運行成本。地源熱泵系統的工藝流程如圖2:

生產(chǎn)運行情況與經(jīng)濟性

本項目自投產(chǎn)以來(lái)運行穩定，恒溫恒濕效果非常理想，地溫場(chǎng)保持均衡，系統運行效率始終較高。從實(shí)際運行結果來(lái)看采用多種能源形式調峰的復合式能源系統形式是可靠的，經(jīng)濟的。復合式能源系統充分利用各種不同能源系統的優(yōu)點(diǎn)，在保證空調冷熱負荷需求的前提下最大限度的降低了初期投資成本。在后期運行費用方面，采用地源熱泵復合能源系統后與常規空調相比，具有良好的經(jīng)濟環(huán)境效益。夏季節約用電65萬(wàn)千瓦時(shí)，節能率高達27%；冬季節約燃氣43萬(wàn)m³，節能率高達53%；加上過(guò)渡季，全年節約運行費用近300萬(wàn)元。同時(shí)每年可節約標煤600噸，減排二氧化碳1496噸，減排粉塵408噸，減排二氧化硫45噸，減排氮氧化合物22噸。