恒温恒湿！贵州铜仁卷烟厂应用复合型地源热泵系统

一、项目基本情况

项目位于贵州省铜仁市大兴科技工业区，总建筑面积约8.4万平方米，包括联合生产工房、原辅料周转库、香精香料库、生产管理及技术研发中心、后勤服务用房、辅助用房等。该项目是目前唯一在卷烟生产工艺中应用浅层地热能实现恒温恒湿卷烟生产环境的卷烟厂，其恒温、恒湿效果非常好且节能效果明显。该项目采用地埋管地源热泵+地下水地源热泵+冷却塔的复合能源系统，且应用了余热回收技术。

空调系统冷热负荷

本项目总冷负荷为9220kW，总热负荷为4378kW，具体见表1。

冷热源技术路线及工艺流程

根据不同使用场景要求，地源热泵复合能源系统需满足多种恒温、恒湿工况使用要求。本项目难点之一是需要满足8种不同的恒温、恒湿工况使用要求；难点之二是需要确保在喀斯特复杂地质条件下地埋管孔拥有高成孔率和水源井的高成井率。

为最大限度节约初期投资，本工程地源热泵系统的设计原则为以满足建筑物冬季空调热负荷为主，剩余部分建筑冷负荷由冷却塔适当调峰。即建筑供暖热负荷全部由地埋管解决，建筑制冷负荷由地埋管和冷却塔联合解决。考虑到本项目建筑性质的特殊性及建筑冷热负荷的差异性和项目所在地水文地质条件建议打2抽4回6口水源井。

利用地埋管满足全部建筑供暖热负荷需要单孔深度为150m的地埋管换热器555眼。为最大限度节约初期投资，推荐以热负荷为准计算地埋管数量，地埋管无法提供的部分冷负荷由冷却塔解决。

在以冬季工况来考虑主机配比时如果选用2台主机则单台主机的制热量较大，如果出现设备故障对整个系统的影响较大故选用3台热泵主机做为空调热源，如1台设备出现故障其余2台可满足总热负荷的70%以上，可满足正常使用要求。夏季工况下则采用与冬季工况相同的热泵主机为建筑制冷，则共选用了6台参数一样的夏季冷冻水供回水温度为7/12℃；冬季采暖热水供回水温度为55/50℃的热泵主机为本项目供暖、制冷。采取该设计方案可以使热泵主机互为备用提高系统的稳定性。由于工艺要求本项目在夏季工况下有热源的需要，将3台热泵主机加装热回收装置，在制冷的同时可提供55/50℃采暖热水。这样既可以满足工艺需要也可以节省运行成本，另外还有水源热泵做为备用热源以保证系统的稳定运行。

设置板式换热器在过渡季利用冷却塔和水源井的天然冷源为空调系统服务以节省运行成本。地源热泵系统的工艺流程如图2:

生产运行情况与经济性

本项目自投产以来运行稳定，恒温恒湿效果非常理想，地温场保持均衡，系统运行效率始终较高。从实际运行结果来看采用多种能源形式调峰的复合式能源系统形式是可靠的，经济的。复合式能源系统充分利用各种不同能源系统的优点，在保证空调冷热负荷需求的前提下最大限度的降低了初期投资成本。在后期运行费用方面，采用地源热泵复合能源系统后与常规空调相比，具有良好的经济环境效益。夏季节约用电65万千瓦时，节能率高达27%；冬季节约燃气43万m³，节能率高达53%；加上过渡季，全年节约运行费用近300万元。同时每年可节约标煤600吨，减排二氧化碳1496吨，减排粉尘408吨，减排二氧化硫45吨，减排氮氧化合物22吨。