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可再生能源建筑在三峡花苑小区中的应用

开展可再生能源建筑应用，在三峡花苑小区中建设水源热泵中央空调系统，

其目标是为浅层地热资源利用起到示范和推广作用，为公用建筑或其他类似地区

居民建筑浅层地热能的综合有效利用提供科学依据，提高地热能的利用水平，减

少常规空调系统对能源的消耗和对环境的污染，项目设计节能目标符合国家及省

市要求的50-80%的节能设计标准。

标签：可再生能源；水源热泵；节能环保

1、项目概况

本项目位于宜昌市明朝阳路沙河和黄柏河交汇处，总用地面积85866.1平方

米，总建筑面积332870.4平方米，地上建筑面积244394.4平方米，地下建筑面

积88476平方米。由16栋高层（26F～32F）、2栋多层及-2F（局部-3F）地下室

组成，共2261户。

2、浅层地热能资源概述

水源热泵集中供冷、供暖是近二十年来欧美国家大力推广的新技术。近年来，

我国北方地区推广水源热泵集中供暖、供冷有了长足的发展，仅北京、重庆就有

数千个水源热泵集中供暖、供冷系统投入运行，取得了很好的经济和社会效益。

水源热泵集中供冷、供暖系统是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热

源，既制冷又制热，还可以提供生活热水的高新技术。

3、建设方案

建设水源热泵系统的水源拟采用沙河与黄柏河交汇处（黄柏河库区）的地表

水。根据监测数据，水体夏季最高温度23.6℃，冬季最低温度11.6℃。夏季是水

源热泵系统的优质冷却水源，冬季是水源热泵系统的优质低位热源水。抽取的沙

河与黄柏河交汇处的地表水经机组换热后100%退水至沙河。利用项目旁边沙河

与黄柏河交汇处水体温度相对稳定的特性，通过输入少量的高品位电能，实现水

体与建筑物内部的热量交换，使低品位热能向高品位转变为冷、暖两用空调及太

阳能集热生活热水系统的补充热源。综合考虑工程项目现场条件和经济合理因

素，选择在整个小区（包含住宅区和非住宅区）范围内建设水源热泵集中供冷、

供暖与，为其提供节能型的集中供冷、供暖支持。

3.1方案遴选

本工程项目选择水源热泵集中供冷、供暖系统方案与常规空调系统进行比

较，根据建筑物的使用性质，为合理利用能源，降低能耗，减少环境污染。本建

筑供冷供热系统推荐采用太阳能+水源热泵系统，作为该项目集中供冷供暖系统

的冷热源。

水源热泵集中供冷供暖系统与常规中央空调的比较（见下表）：

3.2设计参数

（1）室外计算温度：夏季TWG=35.8℃TWS=28.1℃冬季TWK=-2℃

（2）室内设计计算参数：

（3）最大取水量（以夏季总制冷量8000KW的空调机组计算）：

M=[Q+N/Δt×0.86]×10h/d×180d=[（8000+1360）KW/（28.6℃-23.6℃）

×0.86]×10h/d×180d=1610m3/h×10h/d×180d/年=290万m3/年。

（4）取水、退水构筑物：沙河与黄柏河交汇处（黄柏河库区）常年水位65m

左右，1#楼与检察院大楼间的地面高程约69m，在此二栋楼之间设置一个底面高

程60m的集水井，将沙河与黄柏河交汇处的河水通过一根DN800的地下管线，

采用自流的形式引至集水井。退水采用小区的市政雨水管网排至沙河。

本项目为宜昌市西陵区三峡花苑经济适用房住宅小区，太阳能+水源热泵集

中供冷、供暖及生活热水系统使用面积约244000㎡、可覆盖人数约8000人。

根据《冷热水机组能效限定值及能源效率等级》GB19577-2004要求，对于

螺杆式/离心式冷水（热泵）机组，当额定制冷量小于528KW时，其COP不应

小于4.10；当额定制冷量为528～1163KW时，其COP不应小于4.30；当额定制

冷量大于1163KW时，其COP不应小于4.60。

该项目抽取较大气温度相对稳定的黄柏河河水，河水进入机组水源侧的进/

出水温度，夏季23.6℃/28.6℃，冬季11.6℃/6.6℃。总冷负荷14806KW，总热负

荷9624KW，生活热水负荷18000KW。选用水源热泵主机如下（同步使用系数

0.54）：

（1）选用3台制冷量2000KW，输入功率340K