306-儿童医院能源站水源热泵系统设计.pdfVIP

儿童医院能源站水源热泵系统设计 姜慧琴 张丽蓉 陈亮 （中国市政工程西北设计研究院有限公司） 摘 要：能源与环境问题是当今各国面临的重大社会问题之一, 未来能源利用的发展将 面临重大挑战，需要调整能源结构，发展节能和清洁能源技术，开发利用再生能源技术，改 进能源环境状态，这种挑战也为推动热泵技术的发展，提供一个很好的机遇。本工程将热泵 技术应用于乌鲁木齐儿童医院能源站，在经济、环保、社会效益等方面与传统供暖、制冷模 式相比都有明显优势。 关键词：热泵；能源站；供暖、制冷 1、引言 能源与环境问题是当今各国面临的重大社会问题之一。能源是人类生存和社会发展的物 质基础。在过去二百多年的能源发展史中，人类依靠化石能源取得了辉煌的经济发展和科技 文化的进步。但发展到今天，人们明显感到日益增长的能源需求与这些能源所具有的资源有 限性和生态环境的危害性愈来愈来突出，已成为人类面临的巨大威胁和挑战。 未来能源的发展将面临重大的挑战，需要调整能源结构，发展多元化的能源结构；需要 发展节能新技术，提高能源效率；需要发展清洁能源技术，开发利用再生能源技术，改进能 源环境状态，这种挑战也为推动热泵技术的发展，提供一个很好的机遇。 2012 年，我国建设部提出在10 年内建筑节能效率要在现有基础上提高50%；政府已明 令，撤掉所有燃煤锅炉，使用清洁能源，并在财政上予以扶持。 2、热泵技术简介 热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。顾名思义，热泵也 就是像泵那样，可以把不能直接利用的低位热能（如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、 工业废热等）转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、燃气、油、电 能等）目的。 姜慧琴 女 高级职称 定西路459 号中国市政工程西北设计研究院有限公司 7300000 271375269@ 图1 热泵原理示意图 根据热泵所利用能源的不同，热泵可分为空气源热泵、水源热泵、地源热泵、复合热泵； 本工程选择水源热泵，水源热泵系统只花费一小部分高品质能量，就可从自然环境中获取更 多的低品位能量，并连同所花费的高品质能量一起向用户供热，从而有效的利用了低品位的 能量。经过最近几年的工程实践表明，水源热泵系统具有高效、节能、运行稳定的特点，特 别适合在四季分明、冷暖双用的地区使用。 3、工程概况 乌鲁木齐儿童医院能源站位于乌鲁木齐市北京路北延以东，纬三路以南，天津路北延以 西区域。项目总占地面积为95530 平方米，总建筑面积为 189695 平方米，其中功能面积约 135606 平方米，地下车库面积约46530 平方米，以“绿色环保医院”为建设主题。 乌鲁木齐河西污水处理厂位于乌鲁木齐市北京北路以西、乌奎连接线北侧，河西污水处 理厂退水管线延纬五路向东，至长春北路一直向北，最终至甘泉堡。由长春北路沿纬三路向 西至项目用地约1 公里，即退水管线距离项目约1 公里。 河西污水处理厂现状日处理能力为20 万m³，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排 放标准》（GB189180-2002）一级B 标准。采用中水源热泵技术为建筑进行供暖、制冷。 根据计算，河西污水处理厂供暖能力为60MW，制冷能力为75MW，远远满足乌鲁木齐儿 童医院能源站供暖、制冷需求。 儿童医院能源站水源热泵系统主要分为三个系统：1、污水源取水、退水和输水管路系 统；2、热泵系统及冷、热量输送系统；3、补水系统。 4、设计条件 4.1 中水系统流程及中水条件 1、中水系统流程 将河西污水处理厂产生的中水输送至蓄水池至热泵机房，经换热后返回河西污水处理厂 内；热泵站将生产的冷、热水输送至末端热用户。 2、中水条件 中水来自河西污水处理厂，河西污水处理厂现状日处理能力为20 万m³，出水水质达到 《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB189180-2002）一级B 标准。 冬季再生水设计供、回水温度：10℃/5℃ 夏季再生水设计供、回水温度：18℃/29℃ 中水的输送管道必须具有足够的强度，以承受外部的荷载和内部水压，外部荷载包括土 壤的重量净荷载，以及由于车辆运行所造成的动荷载。压力管要考虑内部的水压。自流 管道发生淤塞时，也可能引起内部水压。此外