恒有源科技發(fā)展集團（微信號：HYYESSTD）專注于淺層地能作為建筑物供熱的替代能源的科研、開發(fā)和推廣。致力于原創(chuàng)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，實現(xiàn)為建筑物無燃燒供熱，大力發(fā)展地能熱冷一體化新興產(chǎn)業(yè)。
4．機房熱泵系統(tǒng)設(shè)計
本工程二十棟建筑設(shè)置一個集中的冷熱源機房，機房設(shè)置于19號公建會所地下一層設(shè)備層。機房總建筑面積為550平方米，機房層高為4.5m。
4.1主機選型
機房共選擇10臺LWP1800型西亞特?zé)岜弥鳈C，單臺主機制冷量559kW，耗電量110kW，供水溫度7℃-12℃；單臺主機制熱量726kW，耗電量170kW，供水溫度50℃-45℃。主機均為雙壓縮機回路。
4.2循環(huán)水泵選型及管路系統(tǒng)設(shè)計
末端系統(tǒng)和與井水換熱的二次水循環(huán)系統(tǒng)各選擇六臺循環(huán)水泵（一臺備用），為減小管道直徑便于系統(tǒng)安裝和控制，將十臺主機分為兩組連接管道，末端與二次兩系統(tǒng)的水泵也相應(yīng)分開。兩組主機系統(tǒng)均接至末端分集水器及二次水外線總管道。循環(huán)水泵選擇QPG150-315型屏蔽泵，單臺水泵循環(huán)流量為200m3/h，揚程為32m，功率為30kW。
管道系統(tǒng)按兩組主機分開設(shè)置，管道系統(tǒng)按如上原理圖中設(shè)置四通換向閥門，使末端水系統(tǒng)在夏季流經(jīng)主機蒸發(fā)器制冷、在冬季流經(jīng)主機冷凝器制熱，每組管路系統(tǒng)共設(shè)置八臺四通換向閥。
4.3熱水系統(tǒng)設(shè)計
本工程采用熱泵系統(tǒng)制備供應(yīng)日常生活用熱水，機房內(nèi)設(shè)置容量為50m3的玻璃鋼熱水儲水箱制備并儲存生活熱水。熱泵系統(tǒng)主機熱水出水溫度較低，瞬間加熱能力有限，因此需設(shè)置較大的蓄存熱水裝置。
設(shè)板式換熱器，其一次加熱側(cè)為熱泵主機冷凝器散熱，設(shè)計循環(huán)供水溫為55℃；二次側(cè)由蓄水箱取水循環(huán)加熱。
當(dāng)水箱內(nèi)水位及水溫均達到設(shè)計要求時停止系統(tǒng)加熱，當(dāng)蓄水箱內(nèi)水溫低于限值時停止向水箱內(nèi)補水以確保熱水用戶水溫。
設(shè)變頻供水裝置由蓄水箱內(nèi)取熱水供向末端用戶，供水裝置根據(jù)用戶用量調(diào)節(jié)供水量及保持供水壓力。
5．室外單井循環(huán)在能采集系統(tǒng)設(shè)計
本工程當(dāng)?shù)氐牡叵滤牡刭|(zhì)條件較好，采用單井循環(huán)地能采集技術(shù)系統(tǒng)抽取地下水作為介質(zhì)為熱泵系統(tǒng)低位能量采集系統(tǒng)，在獲取地能冷熱量后井水100%回灌。
5.1水文地質(zhì)情況
本地區(qū)地層以砂卵石為主，間含砂土、粗沙、中沙、細沙等，地下水含量豐富，靜水位埋深為20m～25m之間，含水層厚度多在30m以上。具體地區(qū)域水系見圖5。
5.2單井循環(huán)地能采集井
單井循環(huán)換熱地能采集井按結(jié)構(gòu)分為兩類：有蓄能顆粒采集井和無蓄能顆粒采集井，根據(jù)本工程地質(zhì)條件，設(shè)計選用無蓄能顆粒采集井。
無蓄能顆粒采集井在井壁（內(nèi)徑為 D ）和井管（外徑為 d ）之間不設(shè)置填料等，可以實現(xiàn)井壁與井管內(nèi)循環(huán)水的直接換熱。循環(huán)水由置于井管底部負(fù)壓區(qū)的潛水泵抽出，進入熱泵機組放熱或吸熱后，由熱泵機組返回進入上部正壓區(qū)內(nèi)。水流在地能采集井環(huán)形空間內(nèi)向下流動至負(fù)壓區(qū)，透過井管下部的花管部份進入井管，再由潛水泵抽出，完成循環(huán)取熱過程。
水流在環(huán)形空間由上向下的運動的過程中實現(xiàn)熱交換。
本工程共設(shè)單井循環(huán)換熱地能采集井13口，拓孔直徑為800mm，井深85m，成井后內(nèi)設(shè)500mm鋼制井管，井內(nèi)設(shè)恒有源公司單井循環(huán)地能采集系統(tǒng)能量采集裝置。
6．運行費用分析
6.1系統(tǒng)運行
本工程目前已運行10個采暖、制冷季，通過實際發(fā)生的采暖、制冷用電統(tǒng)計記錄可知：建筑冬季采暖每平方米用電量平均為33kW?h、夏季制冷每平方米建筑平均用電量為15kW?h，本項目電價約為0.5元/kW?h，項目采暖用電費用為16.5元/平方米，綜合考慮項目運行人員成本、維護成本約5元/平方米，實際區(qū)域供暖成本為21.5元/平方米。本項目以低于市熱力集團天然氣供暖30元/平方米2元的標(biāo)準(zhǔn)收費，即28元/平方米，實際收費率按90%計算，按如上經(jīng)營標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域供熱企業(yè)可實現(xiàn)15%左右的毛利潤。
據(jù)相關(guān)報導(dǎo)，北京市熱力集團集中供熱采購成本為91元/平方米，銷售僅為24元/平方米，為彌補其虧損，政府每年要拿出33億元進行補貼。與之形成鮮明對比的是，節(jié)能環(huán)保的熱泵供暖不僅實現(xiàn)區(qū)域供暖的零污染、更以與集中熱力銷售價格供暖成本相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟的運行保障了區(qū)域供暖，減輕了政府關(guān)于此項民生問題的負(fù)擔(dān)。
7．結(jié)論
以淺層地能為低位熱源，以水為傳熱介質(zhì)，采用熱泵技術(shù)進行供熱、空調(diào)及生活熱水制備的地能熱泵系統(tǒng)在四季香山小區(qū)應(yīng)用成功，系統(tǒng)投入運行以來效果良好，調(diào)節(jié)靈活，管理方便，節(jié)能性突出，建筑采暖費用不超過24元/平方米，空調(diào)制冷費用不超過10元/平方米，低于其它空調(diào)采暖方式；系統(tǒng)運行過程中無任何污染物排放，環(huán)保性顯著，同時以合理的單井循環(huán)地能采集技術(shù)封閉循環(huán)的形式利用地下水源實現(xiàn)了地下水的完全回灌、對地下水不產(chǎn)生污染。
以單井循環(huán)換熱為基礎(chǔ)的熱泵系統(tǒng)為區(qū)域供暖，不僅可實現(xiàn)不依賴政府補貼的運營，更可實現(xiàn)15%的利潤空間，具有推廣意義。（作者：王滿全 楊明忠）
來源_《中國地能》
http://weibo.com/p/1001603832551855802136
