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带蓄能水池的水源热泵系统需水量分析

更新时间:2009-03-28

水源热泵系统是一种利用水所蕴含的能量作为冷源或热源,最终为建筑提供冷量或热量的空调系统,水中所蕴含的冷热能是典型的可再生能源,因此,水源热泵系统是可再生能源的一种利用方式,是一种具有节能、环保意义的绿色供能空调系统。

1 项目概况

长沙洋湖垸A区位于湖南湘江新区东南部,是集中体现两型社会示范价值的高端生态宜居地。长沙洋湖垸A区水源热泵能源站供冷(热)项目采用水源热泵综合利用系统的水源热泵+蓄能水池模式,以湘江为水源,从湘江提取的水资源在热泵机组中与系统介质实行冷热能量交换后即退回湘江,整个用水过程全封闭,不消耗水资源,仅损失部分冷热能。能源站总供冷(热)建筑面积1500578m2,热泵机组供冷能力67.5 MW,考虑蓄冷调峰后总供冷能力可达75MW。能源站主要设备为离心式水源热泵机组及蓄能水池。水源热泵机组配置9台,单台制冷量7500kW,制热量8164 kW。蓄能水池有效蓄水容积为6000m3

2 系统原理

相较于单纯的水源热泵机组(机组运行与供能负荷完全一致),水蓄能是以水源热泵机组等作为制冷/热设备,以保温水池作为蓄能设备。主机在夜间用能负荷较低时段利用电网多余的谷段电力(低电价)制取空调用冷/热水,并输送到蓄能设备蓄存起来,待白天用能负荷高峰时,将储蓄的冷/热水连同机组制冷/热水一起输送给用户,从而减少高峰用电,可显著减少用电成本。

3 冷热负荷分析

根据洋湖垸A区建筑面积指标,考虑建筑功能和负荷特点,按照《空调工程设计规范》规定,采用分项分时负荷系数法计算洋湖A区供能区域的逐项逐时冷热负荷。洋湖A区分时分项冷负荷计算结果见表1。热负荷计算结果见表2。

4 需水量分析

由于逐时负荷分布不均,无法与水源热泵机组额定制冷(热)量相匹配,因此项目采用蓄能水池技术,对水源热泵机组输入能量进行调节。当热泵输入能量大于所需负荷时,水池蓄能,当输入能量小于所需负荷时,水池释能。

依据逐时负荷采用《水源热泵机组》(GB/T19409-2003)中机组需水量计算公式计算相应时段需水量,公式如下:

 

表1 洋湖A区分时分项冷负荷估算表 MW

  

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表2 洋湖A区分时分项热负荷估算表 MW

  

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WC、WH——分别为夏季和冬季负荷值(kW);

式中QC、QH——分别为夏季和冬季需水量(m3/h);

Heston在文献[3]中提出随机波动 (stochastic volatility, SV)模型,设t时刻标的资产(股票)价格S(t)和它的瞬时波动率ν(t)满足以下方程:

③关于起诉顺位。对于上述各主体的起诉顺序,首先,考虑到“法律规定的机关”提起公益诉讼属于履行法定职责的行为,“其他组织”提起诉讼则属于向社会尽义务的行为,履职行为应当优先,因此应当先 “法律规定的机关”后“其他组织”;其次,在法律规定的机关中,考虑到水行政主管部门的履职行为更加具体、微观,水行政主管部门更易发现违法行为、收集相关证据,因此应当先水行政主管部门后检察机关。

为最大程度上使得机组输出能量与所需负荷相匹配,减少开机台数,降低能耗与需水量,需对机组运行工况进行多次模拟,以得到最优的运行模式。

系统日运行小时数同样按20h计,单台水源热泵机组水源水侧额定流量为1307m3/h,制热量8.164 MW,水源水取退水温差5℃。

1.4.4 定容体积 V的不确定度 urel(V) 检定规程JJG196-2006[16]规定,50 mL B 级容量瓶的允许误差为0.1 mL,取三角分布,其相对标准不确定度应为:

 

表3 能源站夏季逐时需水量计算表

  

注:水池蓄释能考虑了一定的能量损耗

 

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由表3可见,项目取水随着水源热泵机组的逐时开启台数的不同而存在一定的变化,最大时取水量为开启了全部9台机组,为15477m3/h。经统计,项目夏季日取水量为206360m3/d。

△t——取退水温差值(℃)。

Black和Scholes[1]将布朗运动用于刻画风险资产如股票的价格的演化过程,提出了经典的B-S期权定价模型。Merton[2]在此基础上用复合Poisson过程来刻画股票价格的价格跳跃行为,提出了著名的Merton跳-扩散价格模型,即t时刻股票价格S(t)满足以下方程:

(2)冬季逐日需水量。

(1)夏季逐日需水量。

水源热泵系统日运行小时数按20h计,单台水源热泵机组水源水侧额定流量为1720m3/h,制冷量7.5 MW,水源水取退水温差5℃。

 

表4 能源站冬季逐时需水量计算表

  

注:水池蓄释能考虑了一定的能量损耗。

 

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由表4可知,项目最大时取水量为开启了4台机组,为5229m3/h。经统计,项目冬季日取水量为74513 m3/d。

(3)全年需水量。

【症状】由于三代虫侵食鱼体皮肤,因此皮肤的黏液分泌异常,形成白斑状的糜烂病灶,进而发展为伴随皮内出血的溃疡病灶。在内脏看不到显著的变化。三代虫的单独寄生情况通常少见,多与属于纤毛虫类的车轮虫共同感染。另外,如继发弧菌或滑行细菌后皮肤病灶会加重。

根据长沙地区的历年气候变化规律,本项目拟定夏季供冷时间为5个月150天,冬季供暖时间为3个月90天,其余约4个月的时间温度适宜,系统停止运行。

由此计算项目年需水量为:206360×150+74513×90=3766万 m3/a。

参考文献

[1]陈茜.水源热泵空调项目取用水合理性分析[J].黑龙江水利科技,2014,(04):191-193.

[2]赵勇泉.水源热泵设计及应用实例[J].制冷空调与电力机械,2011,(06):40-42+36.

[3]董殿伟,江剑.水源热泵项目取用地下水水资源论证技术要点分析[J]. 中国水利,2013,(03):50-52.

[4]薛岷.水源热泵在建筑节能中的应用与分析 [J].供热制冷,2014,(02):64-66.

[5]张南桥,白雪莲.水源热泵与蓄能结合系统的评价体系研究[J]. 暖通空调,2011,(07):61-65.

 
卓志宇,孙美云
《湖南水利水电》 2018年第03期
《湖南水利水电》2018年第03期文献

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