安慶師大資源環(huán)境學(xué)院一行調(diào)研新能源汽車動(dòng)力電池廠房項(xiàng)目
發(fā)布時(shí)間：2019年09月27日 瀏覽：407次
9月26日下午，安慶師范大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院受安慶市住建局委托，對安慶市可再生能源進(jìn)行調(diào)研(安慶新能源汽車動(dòng)力電池廠房工程名列其中)，學(xué)院韋教授一行蒞臨指導(dǎo)。安慶皖江高科建筑安裝工程有限公司副總馬健、第三項(xiàng)目部生產(chǎn)經(jīng)理余永根、地源熱泵系統(tǒng)中標(biāo)單位安徽郁金香新能源科技有限公司項(xiàng)目經(jīng)理邢甘霖陪同調(diào)研。馬健副總介紹了項(xiàng)目的建設(shè)情況，邢經(jīng)理全面介紹了地源熱泵系統(tǒng)的施工程序以及該系統(tǒng)在節(jié)約能源方面的優(yōu)點(diǎn)。賓主雙方就新能源未來發(fā)展進(jìn)行了深入探討。
下面簡要說明一下本項(xiàng)目地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念：
一、什么是地源熱泵
地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷且節(jié)能環(huán)保的中央空調(diào)系統(tǒng)。
地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移，通常地源熱泵消耗1kWh的能量，可以為用戶輸送4kWh以上的熱量或冷量。淺層地能溫度常年保持在18℃左右，作為在冬季供熱和夏季制冷的最佳冷熱源。即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖。夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去，并且能常年保證地下溫度的均衡。
地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)冷卻塔加鍋爐中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)約能源約40%。
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2、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)冬季供暖工作原理
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項(xiàng)目由安慶皖江高科建筑安裝工程有限公司投資建設(shè)，建筑為生產(chǎn)組裝新能源汽車動(dòng)力電池的工業(yè)廠房。位于安慶市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，建筑物主廠房三層，輔助辦公樓三層，總建筑面積約37568m2，廠房高度約15m，設(shè)計(jì)采用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。
項(xiàng)目效果圖
2、 地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化說明
本項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)是在合肥新能源汽車動(dòng)力電池生產(chǎn)廠房基礎(chǔ)之上，結(jié)合本項(xiàng)目建筑特點(diǎn)和實(shí)際使用情況，保留了原設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，對系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能、室內(nèi)環(huán)境健康、設(shè)備選型合理、施工工藝可靠和使用維護(hù)便捷等方面進(jìn)行深層次設(shè)計(jì)優(yōu)化。
（1）主要設(shè)備選型設(shè)計(jì)優(yōu)化：
設(shè)備選型比較表
注：經(jīng)過設(shè)備選型優(yōu)化在滿足系統(tǒng)原有制冷量、制熱量不變的基礎(chǔ)上，減少設(shè)備總裝機(jī)功率623kw。
（2）系統(tǒng)運(yùn)行模式設(shè)計(jì)優(yōu)化：
注：①優(yōu)化設(shè)計(jì)后系統(tǒng)運(yùn)行模式更加細(xì)化，每種運(yùn)行模式與原設(shè)計(jì)相比系統(tǒng)運(yùn)行效率更高；
②在不同的季節(jié)根據(jù)室內(nèi)不同的負(fù)荷需求，選擇最佳節(jié)能運(yùn)行模式，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化管理。
（3）空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
（一）原設(shè)計(jì)存在的不足：
① 生產(chǎn)車間14臺組合式空調(diào)機(jī)組采用定風(fēng)量送風(fēng)系統(tǒng)，無法根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷需求，調(diào)節(jié)送風(fēng)風(fēng)量，造成負(fù)荷過剩。
② 每臺組合式空調(diào)機(jī)組只對回風(fēng)口進(jìn)行回風(fēng)溫度檢測，依據(jù)回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)機(jī)組循環(huán)水量進(jìn)行送風(fēng)溫度控制。此方案存在機(jī)組回風(fēng)口溫度與車間實(shí)際溫度變差較大；調(diào)節(jié)循環(huán)水量控制送風(fēng)溫度，反饋延時(shí)長，系統(tǒng)反應(yīng)慢等問題。
③ 每臺組合式空調(diào)機(jī)組新風(fēng)混合比例采用定量(送風(fēng)量的12%)或定時(shí)控制，對室內(nèi)生產(chǎn)區(qū)域?qū)嶋H空氣質(zhì)量無檢測，容易造成室內(nèi)空氣質(zhì)量下降或新風(fēng)比例過大增加能源消耗。
（二）優(yōu)化設(shè)計(jì)
①將生產(chǎn)區(qū)域每層分為東西兩個(gè)區(qū)域，三層共六個(gè)分區(qū)。每個(gè)區(qū)域中心設(shè)置一個(gè)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測器，分別對本區(qū)域的空氣溫度、濕度和CO2濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和顯示。同時(shí)將各區(qū)域環(huán)境溫度、濕度和CO2濃度數(shù)據(jù)傳輸給能源管理系統(tǒng)。
②在原有控制系統(tǒng)增加能源管理模塊：對地埋換熱器各區(qū)域地下溫度場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；對室內(nèi)各生產(chǎn)區(qū)域空氣溫度、濕度和和CO2濃度以及室外環(huán)境空氣溫度、濕度和和CO2濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；根據(jù)以上檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)最佳運(yùn)行模式的選擇，調(diào)整各區(qū)域的能量分配，控制熱泵機(jī)組、輸送水泵和組合式空調(diào)機(jī)組的啟停和運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，能源管理系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等通訊功能。
③生產(chǎn)車間14臺組合式空調(diào)機(jī)組全部采用變風(fēng)量送風(fēng)系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)根據(jù)各生產(chǎn)區(qū)域?qū)嶋H負(fù)荷需求，對每臺機(jī)組進(jìn)行變風(fēng)量輸送和循環(huán)水量調(diào)節(jié)，在達(dá)到室內(nèi)負(fù)荷需求的同時(shí)，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和不必要的機(jī)械磨損，延長設(shè)備的使用壽命。
④每臺組合式空調(diào)機(jī)組新風(fēng)控制由能源管理系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)各區(qū)域和室外空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制每臺空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)比例，在確保室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時(shí)，減少過剩負(fù)荷的能源消耗，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。
（4）施工工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化
原設(shè)計(jì)由于項(xiàng)目場地受限，所有地埋管井均設(shè)計(jì)在建筑物內(nèi)地下。地埋鉆井、開挖、埋管、回填與建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和一層地面關(guān)系緊密，容易造成安全和質(zhì)量隱患。交叉施工相互干擾，工藝復(fù)雜，質(zhì)量管理要求高，施工進(jìn)度慢，并且地埋管線無法維護(hù)。
根據(jù)本工程現(xiàn)場條件對地埋設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，將所有地埋管井調(diào)整到建筑外圍的綠化帶和道路地下，避免了與建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)地面的相互干擾和交叉施工，消除了安全和質(zhì)量隱患，縮短施工周期，保證施工進(jìn)度。并方便水平管線的維護(hù)。
（5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
本項(xiàng)目控制系統(tǒng)在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加一下功能：
① 增加智慧新能源管理平臺根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷需求、室外環(huán)境參數(shù)和地下溫度場數(shù)據(jù)選擇系統(tǒng)最節(jié)能運(yùn)行模式（包括熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻塔和組合式空調(diào)機(jī)組的全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)）
② 增加生產(chǎn)車間三層六個(gè)分區(qū)和室外環(huán)境監(jiān)測（包括溫度、濕度和）功能
③ 增加14臺組合式空調(diào)機(jī)組根據(jù)室內(nèi)溫濕度變頻調(diào)節(jié)送風(fēng)量功能
④ 增加14臺組合式空調(diào)機(jī)組根據(jù)室內(nèi)CO2濃度PID調(diào)節(jié)新風(fēng)混合比例功能
⑤ 增加運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)功能，具有與企業(yè)智能化管理平臺對接實(shí)時(shí)通訊功能
⑥ 可增加遠(yuǎn)程無線通訊功能，傳輸空調(diào)機(jī)房視頻圖像、系統(tǒng)節(jié)能分析圖表和實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。
綜上所述，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)：
* 設(shè)備配置更合理；
* 運(yùn)行模式更節(jié)能；
* 室內(nèi)環(huán)境更健康；
* 能源管理更智能；
* 操作維護(hù)更便捷。
下面簡要說明一下本項(xiàng)目地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)理念：
一、什么是地源熱泵
地源熱泵是一種利用淺層地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)既可供熱又可制冷且節(jié)能環(huán)保的中央空調(diào)系統(tǒng)。
地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移，通常地源熱泵消耗1kWh的能量，可以為用戶輸送4kWh以上的熱量或冷量。淺層地能溫度常年保持在18℃左右，作為在冬季供熱和夏季制冷的最佳冷熱源。即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖。夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去，并且能常年保證地下溫度的均衡。
地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)冷卻塔加鍋爐中央空調(diào)系統(tǒng)綜合節(jié)約能源約40%。
二、地源熱泵工作原理
1、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)夏季制冷工作原理?
2、地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)冬季供暖工作原理
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三、安慶新能源汽車動(dòng)力電池廠房地源熱泵項(xiàng)目優(yōu)化設(shè)計(jì)
1、 項(xiàng)目概況項(xiàng)目由安慶皖江高科建筑安裝工程有限公司投資建設(shè)，建筑為生產(chǎn)組裝新能源汽車動(dòng)力電池的工業(yè)廠房。位于安慶市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，建筑物主廠房三層，輔助辦公樓三層，總建筑面積約37568m2，廠房高度約15m，設(shè)計(jì)采用地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。
項(xiàng)目效果圖
2、 地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化說明
本項(xiàng)目總體設(shè)計(jì)是在合肥新能源汽車動(dòng)力電池生產(chǎn)廠房基礎(chǔ)之上，結(jié)合本項(xiàng)目建筑特點(diǎn)和實(shí)際使用情況，保留了原設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，對系統(tǒng)運(yùn)行節(jié)能、室內(nèi)環(huán)境健康、設(shè)備選型合理、施工工藝可靠和使用維護(hù)便捷等方面進(jìn)行深層次設(shè)計(jì)優(yōu)化。
（1）主要設(shè)備選型設(shè)計(jì)優(yōu)化：
設(shè)備選型比較表
| 設(shè)備名稱 | 原有設(shè)計(jì) | 優(yōu)化設(shè)計(jì) | ||
| 地源熱泵機(jī)組 | 冷/熱量:1390kw/2086kw 功率:486kw |
2臺 | 冷/熱量:1927kw/1930kw 功率:324kw |
1臺 |
| 冷/熱量:917kw/962kw 功率:169kw |
1臺 | |||
| 冷水熱泵機(jī)組 | 冷量:1043kw;功率:243kw | 1臺 | 冷量:1907kw;功率:335kw | 1臺 |
| 冷卻塔 | 流量:500m3/h;功率:15kw | 1臺 | 流量:500m3/h;功率:15kw | 1臺 |
| 流量:250m3/h;功率:7.5kw | 1臺 | |||
| 空調(diào)循環(huán)泵 | 流量:200m3/h;揚(yáng)程:32m 功率:30kw |
3臺 | 流量:365m3/h;揚(yáng)程:33m 功率:45kw |
2臺 |
| 流量:100m3/h;揚(yáng)程:32m 功率:15kw |
2臺 | 流量:175m3/h;揚(yáng)程:33m 功率:30kw |
1臺 | |
| 流量:120m3/h;揚(yáng)程:45m 功率:18.5kw |
1臺 | |||
| 地源循環(huán)泵 | 流量:400m3/h;揚(yáng)程:32m 功率:55kw |
3臺 | 流量:425m3/h;揚(yáng)程:32m 功率:45kw |
2臺 |
| 流量:200m3/h;揚(yáng)程:32m 功率:30kw |
2臺 | 流量:205m3/h;揚(yáng)程:32m 功率:22kw |
1臺 | |
| 冷卻塔循環(huán)泵 | 流量:425m3/h;揚(yáng)程:26m 功率:37kw |
2臺 | 流量:425m3/h;揚(yáng)程:26m 功率:37kw |
2臺 |
| 流量:215m3/h;揚(yáng)程:26m 功率:22kw |
2臺 | |||
| 總裝機(jī)功率 | 1700.5kw | 1077.5kw | ||
（2）系統(tǒng)運(yùn)行模式設(shè)計(jì)優(yōu)化：
| 季節(jié) | 原設(shè)計(jì)運(yùn)行模式 | 優(yōu)化設(shè)計(jì)運(yùn)行模式 | ||
| 工作模式 | 輸入功率 | 工作模式 | 輸入功率 | |
| 夏季 制冷 |
地源機(jī)組2臺+冷水機(jī)組1臺 | 1482kw | 地源機(jī)組2臺+冷水機(jī)組1臺 | 1112kw |
| 地源機(jī)組1臺+冷水機(jī)組1臺 | 911kw | 地源機(jī)組(大)+冷水機(jī)組1臺 | 891kw | |
| 地源機(jī)組(小)+冷水機(jī)組1臺 | 653kw | |||
| 地源機(jī)組2臺 | 1134kw | 地源機(jī)組2臺 | 635kw | |
| 冬季 供暖 |
地源機(jī)組2臺 | 1134kw | 地源機(jī)組2臺 | 635kw |
| 地源機(jī)組1臺 | 567kw | 地源機(jī)組(大) | 414kw | |
| 地源機(jī)組(小) | 221kw | |||
| 春秋 | 地埋直接換熱 | 45kw | 地埋直接換熱 | 18.5kw |
②在不同的季節(jié)根據(jù)室內(nèi)不同的負(fù)荷需求，選擇最佳節(jié)能運(yùn)行模式，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能化管理。
（3）空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
（一）原設(shè)計(jì)存在的不足：
① 生產(chǎn)車間14臺組合式空調(diào)機(jī)組采用定風(fēng)量送風(fēng)系統(tǒng)，無法根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷需求，調(diào)節(jié)送風(fēng)風(fēng)量，造成負(fù)荷過剩。
② 每臺組合式空調(diào)機(jī)組只對回風(fēng)口進(jìn)行回風(fēng)溫度檢測，依據(jù)回風(fēng)溫度調(diào)節(jié)機(jī)組循環(huán)水量進(jìn)行送風(fēng)溫度控制。此方案存在機(jī)組回風(fēng)口溫度與車間實(shí)際溫度變差較大；調(diào)節(jié)循環(huán)水量控制送風(fēng)溫度，反饋延時(shí)長，系統(tǒng)反應(yīng)慢等問題。
③ 每臺組合式空調(diào)機(jī)組新風(fēng)混合比例采用定量(送風(fēng)量的12%)或定時(shí)控制，對室內(nèi)生產(chǎn)區(qū)域?qū)嶋H空氣質(zhì)量無檢測，容易造成室內(nèi)空氣質(zhì)量下降或新風(fēng)比例過大增加能源消耗。
（二）優(yōu)化設(shè)計(jì)
①將生產(chǎn)區(qū)域每層分為東西兩個(gè)區(qū)域，三層共六個(gè)分區(qū)。每個(gè)區(qū)域中心設(shè)置一個(gè)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測器，分別對本區(qū)域的空氣溫度、濕度和CO2濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測和顯示。同時(shí)將各區(qū)域環(huán)境溫度、濕度和CO2濃度數(shù)據(jù)傳輸給能源管理系統(tǒng)。
②在原有控制系統(tǒng)增加能源管理模塊：對地埋換熱器各區(qū)域地下溫度場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；對室內(nèi)各生產(chǎn)區(qū)域空氣溫度、濕度和和CO2濃度以及室外環(huán)境空氣溫度、濕度和和CO2濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測；根據(jù)以上檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)最佳運(yùn)行模式的選擇，調(diào)整各區(qū)域的能量分配，控制熱泵機(jī)組、輸送水泵和組合式空調(diào)機(jī)組的啟停和運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，能源管理系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳等通訊功能。
③生產(chǎn)車間14臺組合式空調(diào)機(jī)組全部采用變風(fēng)量送風(fēng)系統(tǒng)，能源管理系統(tǒng)根據(jù)各生產(chǎn)區(qū)域?qū)嶋H負(fù)荷需求，對每臺機(jī)組進(jìn)行變風(fēng)量輸送和循環(huán)水量調(diào)節(jié)，在達(dá)到室內(nèi)負(fù)荷需求的同時(shí)，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和不必要的機(jī)械磨損，延長設(shè)備的使用壽命。
④每臺組合式空調(diào)機(jī)組新風(fēng)控制由能源管理系統(tǒng)根據(jù)室內(nèi)各區(qū)域和室外空氣質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)控制每臺空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)比例，在確保室內(nèi)空氣質(zhì)量的同時(shí)，減少過剩負(fù)荷的能源消耗，降低系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。
（4）施工工藝設(shè)計(jì)優(yōu)化
原設(shè)計(jì)由于項(xiàng)目場地受限，所有地埋管井均設(shè)計(jì)在建筑物內(nèi)地下。地埋鉆井、開挖、埋管、回填與建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和一層地面關(guān)系緊密，容易造成安全和質(zhì)量隱患。交叉施工相互干擾，工藝復(fù)雜，質(zhì)量管理要求高，施工進(jìn)度慢，并且地埋管線無法維護(hù)。
根據(jù)本工程現(xiàn)場條件對地埋設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，將所有地埋管井調(diào)整到建筑外圍的綠化帶和道路地下，避免了與建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和室內(nèi)地面的相互干擾和交叉施工，消除了安全和質(zhì)量隱患，縮短施工周期，保證施工進(jìn)度。并方便水平管線的維護(hù)。
（5）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化
本項(xiàng)目控制系統(tǒng)在原有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上增加一下功能：
① 增加智慧新能源管理平臺根據(jù)室內(nèi)負(fù)荷需求、室外環(huán)境參數(shù)和地下溫度場數(shù)據(jù)選擇系統(tǒng)最節(jié)能運(yùn)行模式（包括熱泵機(jī)組、循環(huán)水泵、冷卻塔和組合式空調(diào)機(jī)組的全系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)）
② 增加生產(chǎn)車間三層六個(gè)分區(qū)和室外環(huán)境監(jiān)測（包括溫度、濕度和）功能
③ 增加14臺組合式空調(diào)機(jī)組根據(jù)室內(nèi)溫濕度變頻調(diào)節(jié)送風(fēng)量功能
④ 增加14臺組合式空調(diào)機(jī)組根據(jù)室內(nèi)CO2濃度PID調(diào)節(jié)新風(fēng)混合比例功能
⑤ 增加運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄、存儲(chǔ)和統(tǒng)計(jì)功能，具有與企業(yè)智能化管理平臺對接實(shí)時(shí)通訊功能
⑥ 可增加遠(yuǎn)程無線通訊功能，傳輸空調(diào)機(jī)房視頻圖像、系統(tǒng)節(jié)能分析圖表和實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。
綜上所述，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)：
* 設(shè)備配置更合理；
* 運(yùn)行模式更節(jié)能；
* 室內(nèi)環(huán)境更健康；
* 能源管理更智能；
* 操作維護(hù)更便捷。
