摘　要：本文通過對(duì)某小區(qū)供暖用戶的冬季采暖室內(nèi)氣溫實(shí)測(cè)、供暖效果走訪，同時(shí)依據(jù)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行理論節(jié)能研究，系統(tǒng)地進(jìn)行分析和研究，得出水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)的節(jié)能性。

關(guān)鍵詞：水源熱泵; 低溫地板輻射供暖; 供暖效果; 節(jié)能研究

1.本研究的背景

我國建筑采暖能源基本都是以煤炭為主，占采暖能源總量的百分比超過70%以上，采暖期城市大氣污染指標(biāo)普遍超標(biāo)，造成嚴(yán)重大氣環(huán)境污染。二氧化碳造成的地球大氣外層的“溫室效應(yīng)”，嚴(yán)重危害人類生存環(huán)境;煙塵、二氧化硫和氮氧化物也是呼吸道疾病、肺癌等許多疾病的根源，環(huán)境酸化、酸雨也是破壞森林、損壞建筑物的罪魁禍?zhǔn)?。顯然，運(yùn)用節(jié)能系統(tǒng)，利用可再生能源，提高能源應(yīng)用效率，降低建筑能耗，提高建筑節(jié)能效果是改善大氣環(huán)境的重要途徑。

通過本課題研究，推動(dòng)水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)這一類節(jié)能技術(shù)的普及應(yīng)用。它不僅可以減少住戶后期建筑運(yùn)行能耗費(fèi)用，還能有效地減少常規(guī)化石燃料的消耗，緩解當(dāng)前大氣污染，更能為建筑使用者提供一個(gè)更為舒適和健康的空間。

2.水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)

水源熱泵是一種能從自然界地下水中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。熱泵工作時(shí)消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，通過傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)提高溫度進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小部分，這樣就以小部分的能源(電能)獲得了更多的熱量。

低溫地板輻射采暖是一種利用建筑物內(nèi)部地面進(jìn)行采暖的系統(tǒng)。它以低于60℃的低溫?zé)崴疄闊崦?，通過埋設(shè)在地板內(nèi)的塑料管把地板加熱，以整個(gè)地面作為散熱面，均勻的向室內(nèi)輻射熱量，是一種對(duì)房間微氣候進(jìn)行調(diào)節(jié)的節(jié)能采暖系統(tǒng)，具有熱感舒適、熱量均衡穩(wěn)定、節(jié)能、免維修、方便管理等特點(diǎn)，是一種極為理想的采暖方式。

水源熱泵系統(tǒng)結(jié)合低溫地板輻射采暖系統(tǒng)為小區(qū)住戶提供冬季供暖，將更加的節(jié)約冬季供暖耗能。本課題將對(duì)小區(qū)水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)節(jié)能效果進(jìn)行分析研究。

3.工程技術(shù)方案

3.1項(xiàng)目介紹

本工程位于河北省邢臺(tái)市東部地區(qū)某縣城，此縣城區(qū)域內(nèi)無城市集中供暖系統(tǒng)，且地下水資源較為豐富，故采用水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)。本項(xiàng)目總建筑面積為4.5萬m2，其中住宅建筑面積為3.20萬m2、首層車庫及儲(chǔ)藏室建筑面積為1.53萬m2、地下儲(chǔ)藏室建筑面積為0.53萬m2、配套公建建筑面積為0.26萬m2、沿街商業(yè)建筑面積為0.4萬m2，此次采暖設(shè)計(jì)為住宅、配套公建及沿街商業(yè)，采暖總面積約為3.86萬m2。

3.2熱泵負(fù)荷計(jì)算

地下水溫度常年保持在16～18℃，水源熱泵系統(tǒng)利用地下水作熱源，冬季供暖，節(jié)約大量運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益顯著。水源熱泵系統(tǒng)提供的供暖水溫在50℃左右，回水溫度在40℃左右，結(jié)合室內(nèi)末端低溫地板輻射供熱系統(tǒng)，可最大限度地利用電能提取的地下水的熱量為住戶供暖，同時(shí)50℃左右的供暖水溫可最大限度地提升地暖管的全壽命周期。根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及節(jié)能要求，本項(xiàng)目采暖熱負(fù)荷取45W/m2。因此，項(xiàng)目總熱負(fù)荷約為1737kW。

4.供暖效果研究

國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，冬季供暖室內(nèi)氣溫應(yīng)達(dá)到18℃±2℃。首先需要通過采集采暖用戶室內(nèi)氣溫，用來確定本項(xiàng)目水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)是否滿足冬季供暖要求。

4.1小區(qū)供暖最不利用戶冬季室內(nèi)氣溫采集

選取了小區(qū)離水源熱泵機(jī)房遠(yuǎn)端的1#樓三單元102、502，2#樓四單元102、502，3#樓四單元102、502，6#樓一單元101、501，7#一單元101、501為冬季室內(nèi)氣溫?cái)?shù)據(jù)采集點(diǎn)。在每一個(gè)采集點(diǎn)的最不利采暖房間裝設(shè)一個(gè)溫濕度記錄儀，將溫濕度記錄儀調(diào)為每半小時(shí)自動(dòng)記錄一次溫濕度，從而得到課題所需數(shù)據(jù)。

如最不利地區(qū)均能滿足室溫要求，則小區(qū)內(nèi)其他地區(qū)均能滿足要求。

4.2隨機(jī)走訪及隨機(jī)抽測(cè)采暖用戶供暖效果情況

為了更加清楚、全面地了解小區(qū)內(nèi)整體供暖效果，除采集最不利地區(qū)采暖室內(nèi)氣溫外，還利用隨機(jī)走訪和隨機(jī)抽測(cè)其他采暖用戶冬季室內(nèi)氣溫的方式，了解其他用戶供暖效果。如走訪住戶反映溫度偏低，將通過實(shí)測(cè)來認(rèn)真其反映情況。使本項(xiàng)目供暖效果這一結(jié)論更加科學(xué)、全面。

5.系統(tǒng)節(jié)能研究

根據(jù)《河北省居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DB13(J)63-2007規(guī)定，邢臺(tái)市4-6層居住建筑耗熱量指標(biāo)為14.2W/㎡。此標(biāo)準(zhǔn)是第三階段節(jié)能指標(biāo)。[注：我國第一階段居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，于1986年開始實(shí)施。第一階段節(jié)能指標(biāo)是在1980~1981年通用住宅設(shè)計(jì)的建筑物耗熱指標(biāo)的基礎(chǔ)上節(jié)能30%;第二階段節(jié)能的目標(biāo)是在第一階段節(jié)能的基礎(chǔ)上，節(jié)約30%(即所說的節(jié)能50%標(biāo)準(zhǔn));現(xiàn)在執(zhí)行第三階段節(jié)能目標(biāo)，是在第二階段節(jié)能的基礎(chǔ)上，再節(jié)約30%(即所說的節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn))。] 那水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)節(jié)約多少能源呢?

本項(xiàng)目采暖面積約為3.86萬㎡。項(xiàng)目水源熱泵機(jī)組總輸入功率為365.4kW，2臺(tái)循環(huán)水泵運(yùn)行配電功率為30kW，潛水泵運(yùn)行配電功率約為110kW，其他設(shè)備約為13.5 kW，則冬季總配電功率為518.9kW,取520 kW。 則項(xiàng)目平均耗熱量為520000W ÷38600㎡=13.5W/㎡<14.2 W/㎡。說明水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)完全符合節(jié)能65%標(biāo)準(zhǔn)。

6.環(huán)境影響效益分析

與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50～60%。水源熱泵與鍋爐(電、燃料)和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比有明顯的優(yōu)勢(shì)。鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70～90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用。因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量。水源熱泵系統(tǒng)無任何污染，由于該機(jī)組在制熱過程中無任何燃燒化學(xué)反應(yīng)，不排放任何廢棄物，無需設(shè)煙囪，1萬平方米的建筑物一個(gè)采暖期即可節(jié)煤350噸?？赏扑愠?，本項(xiàng)目水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)每年可節(jié)煤1300多噸，環(huán)境效益顯著。

7.結(jié)語

(1)與其他普通空調(diào)器相比，水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)與傳統(tǒng)鍋爐采暖初投資相差不大， 但運(yùn)行費(fèi)用低，在滿足相同的熱負(fù)荷條件下，水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

(2)由于水源熱泵低溫地板輻射供暖系統(tǒng)無需直接消耗燃煤、天然氣,使用便捷;可以有效減少溫室氣體的排放，對(duì)環(huán)境保護(hù)有積極的促進(jìn)作用。

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