長沙某高校土壤源熱泵熱水系統(tǒng)設計及經濟性分析
介紹了長沙某高校土壤源熱泵熱水系統(tǒng)設計，基于費用效果分析法，與空氣源熱泵熱水系統(tǒng)經濟性進行了對比分析，表明該系統(tǒng)雖然初投資較高，但是運行成本低，節(jié)能減排效果明顯，闡明了合同能源管理運營模式在推動高校熱水系統(tǒng)建設中的優(yōu)勢。
1、前言
土壤源熱泵熱水系統(tǒng)是指以地下土壤和巖層為低位熱源，通過土壤源熱泵熱水機組來制取生活熱水的系統(tǒng)。按照埋管形式的不同，土壤源熱泵地下埋管系統(tǒng)又分為水平式和垂直式。垂直式埋管系統(tǒng)因為其占地面積少，系統(tǒng)COP 高且運行穩(wěn)定的優(yōu)勢受到業(yè)主和設計師的青睞。土壤源熱泵已廣泛應用于空調、采暖及熱水供應，但是土壤源熱泵熱水系統(tǒng)在高校學生公寓的應用并不普遍。
筆者以長沙某高校土壤源熱泵熱水工程為設計和計算為例，詳細介紹垂直式土壤源熱泵熱水系統(tǒng)的設計，對其在高校應用的可行性進行分析，表明垂直式土壤源熱泵熱水系統(tǒng)在全國高校推廣的優(yōu)勢及廣闊的發(fā)展前景。
2、工程概況及設計參數
2.1、工程概況
本項目為湖南長沙某高校學生公寓6 棟宿舍提供生活熱水，目前系統(tǒng)已全部投入使用，且運行效果良好。6 棟公寓共有學生約4100 人，根據實際情況，因地制宜將6 棟公寓劃分為3 個熱水系統(tǒng)。系統(tǒng)一共有學生2682 人，系統(tǒng)二有1155 人;系統(tǒng)三有286 人。設計熱水需求量每人30L /天，則系統(tǒng)一熱水需求量為80t /天，系統(tǒng)二熱水需求量為35t /天，系統(tǒng)三熱水需求量為9t /天。系統(tǒng)結構如圖1 ～3 所示。
圖1 土壤源熱泵熱水系統(tǒng)結構示意圖
5、項目運營模式
本項目采用合同能源管理方式，聘請合同能源管理公司全過程進行系統(tǒng)的設計、施工、運行及維護。為避免收費混亂的現象發(fā)生，收費由學校統(tǒng)一管理，合同能源管理公司不直接參與對學生收費。本項目是對空氣源熱泵熱水系統(tǒng)進行改造，根據以往學校的運營情況，向學生的熱水收費單價為0.1 元/L，即100 元/t。土壤源熱泵熱水系統(tǒng)建成運營后，熱水收費單價為0.04 元/L，即40 元/t。因此每噸熱水優(yōu)惠60 元，本項目的建成不僅經濟環(huán)境效益顯著，更造福學生的學習生活，值得大力推廣。合同能源管理的運營模式是一種雙贏模式，在未來高校熱水系統(tǒng)的新建、改造項目中將會成為一種新的趨勢，也必將推動土壤源熱泵技術在全國的發(fā)展。
6、結語
土壤源熱泵熱水系統(tǒng)的應用要因地制宜，要結合建筑物和地質環(huán)境的特點設計合適的熱水系統(tǒng)�？諝庠礋岜脽崴到y(tǒng)在夏熱冬冷地區(qū)應用廣泛，但與空氣源熱泵或其他形式的熱水系統(tǒng)相比，土壤源熱泵熱水系統(tǒng)經濟效益顯著，節(jié)能減排效果明顯，引入合同能源管理模式對湖南省及其周邊地區(qū)的高校中應用土壤源熱泵熱水系統(tǒng)的項目具有一定的示范作用，垂直式土壤源熱泵熱水系統(tǒng)在全國具有很大的推廣和應用前景。
