某研究院采用空气源热泵供暖,节能减排效果显著

文摘   2024-10-24 16:47   上海  

编者按:本期分享海信空调有限公司清华青岛艺术研究院空气源热泵应用项目,该项目获得2024“节能杯”第九届热泵系统应用设计大赛“热泵集中供暖最佳应用奖”。

项目背景
清华青岛艺术与科学创新研究院位于青岛市黄岛区,是由青岛市人民政府、清华大学、青岛西海岸新区管委三方共同筹建的重要科研机构。研究院占地约185亩,建筑面积达到12.7万余平方米,拥有14栋单体建筑,并划分为艺术与科技融合创新区、创新成果展示区、创新成果交流区、创新研究成果转化区以及综合办公生活区等多个功能区域。为了满足研究院的冷热源需求,海信空调有限公司承担了热泵系统的铺设和安装任务。
甲方要求:
  • 组应满足整个园区夏季制冷冬季采暖的使用需求,且运行费用要低于市政收费标准,机组主管路对接至园区供热主管道,为室内配套末端提供冷热源;
  • 机组应采用风冷冷却方式,无需锅炉、冷却塔等大型的外置设备,减少废气和粉尘的排放;
  • 机组应满足高能效、高舒适性、高安全性和智能控制等要求,机组应满足环境温度-20℃以下能够稳定制热的要求;
  • 机组能效应满足国家一级能效标准,并应获得权威检测机构出具的中国节能产品认证证书;
  • 机组应方便维修,方便检修人员检查、更换和保养。
空气源热泵机组来替换原有市政采暖系统
由于市政采暖运行成本过高,清华青岛艺术研究院决定采用海信科龙低温强热型商用空气源热泵机组来替换原有的市政采暖系统。整个园区的热泵设备铺设分为两期进行:
  • 一期工程:安装18台热泵机组。
  • 二期工程:增加至36台,共计54台空气源热泵机组。
所有机组均统一放置于园区的北侧,并进行了隔音处理,以减少对周边环境的影响。

项目原设计冷热源采用市政采暖作为热源,冷水机组+冷却塔作为冷源;输配系统根据冷热源匹配相应的形式,其中,室内侧采用风机盘管+新风的系统形式,且室内末端已铺设完毕。对原设计方案优化如下:

提供模块化风冷式冷(热)水机组,替换原有市政采暖措施,取消锅炉、冷却塔等大型的外置设备,为室内风机盘管等设施提供冷热源;项目园区内有14栋单体建筑,各楼总建筑面积约为8.78万平方米。


科龙KH系列低温强热型空气源热泵机组采用R410A清洁冷媒,单台空气源热泵机组额定制冷量≥150KW,制冷COP≥3.20,额定制热量≥160KW,制热COP≥3.5,循环水流量0.172m³/(KW•h),机组能效可达一级能效等级要求;热泵机组制冷环境最高运行温度可达48℃,制热环境最低运行范围可达-30℃,最高热水出水温度可达到60℃;单台机组尺寸2215*1150*2260mm,占地面积≤2.6㎡。
实际使用效果
节能减排效果分析
项目的节能减排效果显著。通过使用空气源热泵机组,取消了锅炉、冷却塔等大型外置设备,原市政全年费用为75元/㎡,而使用热泵机组后费用降至19.5元/㎡。据此计算,每年可节省约7500吨的碳排放,有效促进了节能减排,响应了国家的“双碳”目标要求。
2023年实际使用费用及逐月设备耗电量走势如下:


节能潜力分析
项目在节能方面仍有潜力可挖。通过增加蓄冷系统和光伏发电系统,可以实现对电网的“削峰填谷”,提升机组效率,进一步降低运行费用。蓄冷系统可作为应急冷源,提高供冷保障度。而光伏发电系统则可实现暖通空调系统的零碳运行,甚至负碳运行,为园区的可持续发展提供了新的可能性。

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