温室工程设计冷热源方案

    1、工程概略

         本工程位于北京市大兴区，当地年均匀气温11.0℃，1月均匀最低气温-4.8℃，7月均匀最高气温25.8℃，采暖温度-9℃，极端最低气温-27.4℃，全年无霜期209天，供暖期长达130天。温室为北京市大兴区新凤河水环境管理工程中的一个子工程，属亚行贷款项目。新凤河水环境管理工程是应用黄村污水处置厂的中水作为水源，一局部经过人工湿地净化系统处置作为新凤河李营闸以下河段的环境用水，一局部中水直接作为河道生态用水供新凤河李营闸以上河段运用，为河道提供景观用水并为下游提供灌溉用水。

    2、温室简介

         温室是以采光掩盖资料作为全部或局部围护构造资料，在冬季或其它不适合植物露地生长的时节供栽扶植物的建筑。生活中我们常见的玻璃育花房和蔬菜大棚就是典型的温室。温室主要运用原理是让阳光直接映照进温室，加热室内空气，而同时玻璃或透明塑料薄膜又能够不让室内的热空气向外分发，使室内的温度坚持高于外界的状态，以提供有利于植物快速生长的条件。这样温室构成了两个特性：温度较室外高、不散热。

         依据温室的最终运用功用，可分为消费性温室、实验（教育）性温室和允许公众进入的商业性温室。蔬菜栽培温室、花卉栽培温室、养殖温室等均属于消费性温室；人工气候室、温室实验室等属于实验（教育）性温室；各种欣赏温室、批发温室、商品批发温室等则属于商业性温室。

         本文所引见的温室坡面和三个侧面均为玻璃构造资料，另一侧面紧贴水环境管理工程的中心控制室（新凤河水环境管理工程的一个组成局部），主要为水环境管理过冬绿化提供植物培育种苗。该温室占空中积1300m2，位于大兴区郊外新凤河河畔，是一栋把运用功用和景观揉为一体的建筑物，但需独立配置采暖空调设备。　

    3、冷热源计划比拟

         采暖方式和采暖设备选择是一个触及温室投资、 运转本钱、消费经济效益的问题。因而，在设计计划阶段，应充沛调查工程的特性，对温室所可能采用的热源方式停止细致比拟剖析。分述如下：因工程所处位置远离城市供热管网，温室的热源需求自行处理。常用的热源设备从燃料选用上可分为：燃油式、燃气式、燃煤式和电热式等四种。其中燃气式的设备安装最简单，造价最低，但气源上没有保证。

         燃油式的设备固然具有设备简单、操作烦琐、自动化控制水平高、造价也比拟低、占空中积比拟小及土建投资低等，但燃油设备的运转费用相对较高，相同的热值比燃煤费用高3倍以上。虽然燃煤式的设备最复杂，操作也比拟复杂，需求锅炉工人义务心强，精心操作，并且燃煤式设备费用最高，土建费用比拟高，但燃煤设备运转费用是各种热源设备中最低的。燃煤式设备最重要的缺陷是污染空气和环境，与本工程的环保主题不分歧。 电能是最清洁、便当的能源，但电能是二次能源，自身比拟贵，且当地电力负荷也较为慌张，为此还需再配套电力增容设备。若能充沛思索电能峰谷价差的优惠，电能也是一个可选项。（设计温室白昼热负荷较低约为总负荷的1/4，夜间热负荷最高。刚好契合谷峰电价的运用请求，运转本钱将比白昼用电低1-2倍。）对南方地域而言，采暖期短热负荷低，采用燃油式的设备比拟好。但对北京而言，冬季加温时间长（采暖天数130天），采用燃煤热水锅炉固然一次投资比拟大，但能够节约运转费用，长期计算还是适宜的。

         温室供热系统选择应分离初投资、运转本钱、消费技术程度、操作管理简单、设备牢靠性及环保等诸方面综合思索。除上述几种方式外地热、水源热泵也可处理冬季供暖问题。

         地热作为新能源的一种应合理规划，特别需重点处理好水资源的合理运用问题。深层水为数万年前构成的一次性优质水，具有不可再生性。而工程所处位置能否具有该资源，且开发费用都是未知数，且北京水资源严重短缺该计划不予思索。

         水源热泵系统，夏季供冷冬季可供热。该种供热方式效率能效比可高达4.1，供冷效率能效比可达4.2-5.1，较单纯电热采暖效率高的多，但需求有连续稳定的水源作保证。水源热泵与锅炉（电、燃料）的供热系统相比，水源热泵具有明显的优势。锅炉供热只能将90%～98%的电能或70%～85%的燃料内能转化为热量，供用户运用，因而水源热泵要比电锅炉加热俭省三分之二以上的电能，比燃料锅炉俭省二分之一以上的能量。由于水源热泵的水源温度（12～28℃）全年较为稳定，其制冷、制热系数可达3.5～4.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运转费用为普通中央空调的50～60%.从工程现有条件来看：连续稳定的水源只要来自污水处置厂的中水能够满足，能否采用中水作为该工程的水源呢？若采用中水水源热泵该工程还会成为此项目的一个设计亮点。

         经调查研讨，只需采用适于污水运转的换热器，应用城市污水的水量大、水温适合的特性，就可构成一套特殊的水源热泵系统。该系统可充沛应用城市污水处置厂二级出水（水温12～28℃）作为水源，合理应用出水的流量和温差停止制冷和供热，而不影响二次出水的后续回用。对城市污水水源热泵系统而言，由于水源稳定，设备的制冷、供热效果将会有牢靠的保证。经与设备消费商和业主的屡次沟通，最终肯定采用污水水源热泵机组作为本工程的冷热源。

         随着可持续开展和公众环保认识的进步，世界应用能源的构造都正在转变，从原有的煤、石油取暖过渡到以自然气及电等清洁能源。北京作为大气污染最为严重的城市之一，其管理大气污染的政策中就包括能源构造的调整，从以煤为主改为自然气和电力替代能源。但是，替代能源固然能够局部处理大气污染的问题，而自然气和石油等都属于不可再生的能源，从可持续开展的角度看，必需进步能源应用效率或者寻觅能够再生的能源。本工程中提出的应用集中城市生活污水作为水源的污水水源热泵，提取低位能源停止制冷、供暖，既节能又环保，具有一定的理想意义。　　

    4、温室设计

        基于上述剖析比拟，思索节能环保的请求，经过论证调查，肯定对现有的污水停止重新应用，即采用污水水源热泵作为温室的供热计划。本工程的水源中央空调系统是由末端系统（室内空气处置末端等）、水源中央空调主机系统（又称为污水水源热泵）和水源水系统三局部组成。

         4.1 污水水源热泵空调系统该水源中央空调系统主要为中控室及办公区（468m2）提供冷暖负荷及温室（1300 m2 ）提供采暖负荷。中控室及办公区采用风机盘管和新风换气机系统，温室采用散热器和暖风机系统。由于该温室为生长型温室，因而请求设计温度在16℃-35℃之间，以满足温室植物生长需求。

         夏季温室采用湿帘机械通风降温和自然通风降温两种通风方式，以满足不同室外气候条件下的需求。温室在纵向两侧相对墙上布置有17个电控百叶风阀分红上下两组，满足自然通风需求；同时还设置了9台通风量为31500 m3/h的轴流风机，在自然通风不能满足时运用。

         同时还设置的6台通风量为3240m3/h暖风机以补偿冬季散热器采暖的不利影响，将汇集在高处的热空气，应用射流卷吸的方式带到温室下部，降低室内温度梯度并具有经济节能的效果。水源水系统采用湿地景观水池和污水厂来水两路，当景观水池水量有保证时优先采用（此水质较污水厂来水好）。

         水源热泵选用一台高温型水源热泵机组，制冷量为270KW ，制热量为327KW；系统采用大小不同的两组循环泵，供冬季和夏季工况运用。

         4.2 系统特性该计划属经济有效的高效节能技术，城市污水的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。

         环境效益显著，该安装的运转没有任何污染，能够建造在居民区内，没有熄灭，没有排烟，也没有废弃物，不需求堆放燃料废物的场地，且不用远间隔保送热量。

         运转稳定牢靠，水源的温度（终年温度在12-28℃）一年四季相对稳定，其动摇的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运转更牢靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

    5、理想意义

        城市污水水源热泵系统，水源稳定牢靠，设备的制冷、供热效率高。该系统运转能量应用率夏季的效能系数可达4.2-5.1，冬季制热系数可达4.1以上，是一种经济、高效、节能的热泵系统。系统能有效天时用污水低位热能，替代传统的供暖、制冷系统，具有明显的环保效益、社会效益和经济效益，是一种能够在污水处置行业推行的新技术，有普遍的开展前景和推行意义。