水源地源热泵

开式地表水地源热泵系统实用分析

信息来源:中南建筑设计院作者:张银安; 李斌更新日期:14-09-17 点击:

摘要:根据丹江口水库区域的气候特点及水文状况,分析在该区域应用开式地表水源热泵系统的可行性及应注意的问题。并以武当山体育馆地表水地源热泵系统为例,对该系统在丹江口水库区域的实际应用进行了评价。
 

    随着我国可再生能源利用法及公共建筑节能设计标准的实施,创新、节能、环保已成为空调设计技术发展研究的主题,而利用可再生能源及提高能源利用效率是降低建筑能耗的的根本途经。丹江口水库作为我国南水北调中线工程的水源工程,在大坝加高后其蓄水量及热容量大,尤其是水质优良、在水体较深区域,夏季水温低,冬季水温变化小;水库低品位蓄能丰富,具有很大的开采潜力,非常适合采用地表水地源热泵空调系统。                                                              

    一、丹江口水库区域的气候特征:
    1.1丹江口水库库区的地貌特点
    库区的地貌主要特点是高差大、坡度陡、切割深,最高海拔1798.9m,相对高差1711.9m。
总的地形是西高东低,汉江沿线形成峡谷和盆地相间的地貌。
    1.2丹江口水库地区的气候条件
    丹江口水库库区位于我国南北气候过渡地带的秦巴山区,属北亚热带季风气候,具有四季分明、光能充足、热能丰富、降雨集中、立体气候等特点。年平均总日照为2046h,年平均气温15.9℃,最低月平均气温2.4℃(1月),最高月平均28℃(7月),全年无霜期为248~254天。库区年均降雨量850~950mm,年内最大降雨量1360mm(1964年),年内最小降雨量504mm(1978年),坝址附近多年平均风速2.0m/s,最大风速20m/s(ENE)。夏季空调室外计算温度35℃,冬季空调室外计算温度-2.9℃。
    二、丹江口水库的水资源状况分析:
    2.1丹江口水库库容及水位
    丹江口水库入库支流较多,有丹江、堵河、神定河等,年平均入库水量395亿M3,入库径流以汛期为主,5~10月水量占年总水量79%以上。库区内泥沙以悬移质为主,全流域面积15.9万Km2,坝址以上9.52万Km2。其特征值如下:设计洪水位172.2M,校核洪水位174.5M,正常蓄水位170M,防洪高水位171.7M,汛期蓄水位160/163.5M(夏季/冬季),死水位/极限消落水位150/145M,正常蓄水位以下库容290.5亿M3,死库容126.9~100亿M3,坝顶高程176.6M。
    2.2丹江口水库大坝加高后坝前水温预测:
    武汉大学水资源与水电工程国家科学重点实验室基于其1970~1978年水库水温实测资料,采用水库水温统计数学模型对水库大坝加高后水库水温进行了预测(文献1),其结果详见下表1。
大坝加高后坝前各月平均水温分布表(℃)     表1 

M
   
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0
8.4
7.5
9.7
14.2
19.8
25.2
28.8
29.6
27.5
23.0
17.3
12.0
5
8.9
7.6
9.0
12.7
17.7
22.7
26.3
27.5
26.1
22.4
17.4
12.5
10
9.3
7.8
8.6
11.6
15.9
20.4
24.0
25.5
24.7
21.7
17.4
12.8
15
9.7
7.9
8.2
10.6
14.3
18.4
21.8
23.6
23.3
20.9
17.2
13.1
20
10.0
8.0
8.0
9.7
12.9
16.6
19.9
21.8
21.8
20.1
16.9
13.2
25
10.2
8.2
7.8
9.1
11.7
15.0
18.1
20.0
20.4
19.1
16.5
13.2
30
10.3
8.3
7.6
8.5
10.7
13.6
16.4
18.4
19.1
18.2
16.0
13.1
35
10.3
8.3
7.5
8.0
9.8
12.7
14.9
16.9
17.8
17.2
15.5
12.9
40
10.3
8.4
7.4
7.7
9.1
11.2
13.6
15.5
16.5
16.3
14.9
12.7
45
10.2
8.4
7.3
7.3
8.4
10.3
12.4
14.3
15.3
15.3
14.2
12.4
50
10.1
8.4
7.3
7.1
7.9
9.4
11.3
13.1
14.2
14.4
13.6
12.0
55
9.9
8.3
7.2
6.8
7.4
8.7
10.4
12.0
13.1
13.4
12.9
11.6
60
9.7
8.2
7.1
6.6
7.0
8.0
9.5
11.0
12.1
12.6
12.2
11.2