2016年 第14期Science and Technology & Innovation┃科技与创新
文章编号：2095－6835（2016）14－0129－02
太阳能-地源热泵冷暖热水三联供系统分析
——以天津某典型办公楼项目为例
张朝伟
（天津海运职业学院，天津 300350）
摘 要：太阳能-地源热泵组合系统是将太阳能与地源热泵相结合的高效、节能、绿色、环保的系统，可实现供热、空调和供热水三联供。在夏季太阳能充足的情况下，通过蓄热装置将过剩的太阳能储存在土壤中；冬季太阳能不足时，通过地源热泵将夏季储存的能量取出加以利用。 关键词：太阳能；地源热泵；冷暖热水；三联供
中图分类号：TU832.1+7 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.14.129 1 典型项目概况 1.1 项目概况
以天津某物流公司新建办公楼工程为例，建筑总空调面积3 400 m2，其中，办公楼面积2 090 m2，会议室与食堂面积958 m2，辅助区面积240 m2。 1.2 室外设计参数
室外设计参数如表1所示。
2.2 经济分析
2.2.1 空调冷暖系统全年运行费用比较
太阳能-地源热泵系统与常见风冷热泵空调系统对比如下。 带热回收地源热泵空调系统年运行费用估算： 夏季供冷：290 kW/5.2×24×120×0.7×0.8×1.0＝89 944.6元； 冬季供暖：208 kW/3.9×24×120×0.7×0.8×1.0＝86 016元。
全年运行费用：89 944.6＋86 016＝175 960.6元。 表1 室外设计参数
风冷热泵空调系统年运行费用估算： 夏季空调室外计算干球温度/℃ 33.2 夏季空调室外计算湿球温度/℃ 26.4 夏季供冷：80.9 kW×24×120×0.7×0.8×1.0＝130 475.5元；
.com.cn. All Rights Reserved.冬季空调室外计算干球温度/℃ －11 冬季供暖：88.4 kW×24×120×0.7×0.8×1.0＝142 571.5元。
冬季空调室外计算相对湿度/（%） 53 注：负荷系数取0.7，季节系数取0.8.
1.3 空调室内设计参数 全年运行费用：130 475.5＋142 571.5＝273 047元。
夏季：温度为24～26 ℃，相对湿度小于或等于60%；冬全年运行费用比较：273 047－175 960.6＝97 086.4元。 季：温度为18～22 ℃，相对湿度大于或等于30%. 由此可见，带热回收地源热泵空调系统比风冷热泵空调系1.4 设计依据 统年运行费用可节省97 086.4元。
设计依据为《采暖通风与空气调节设计规范》和《地源热2.2.2 生活热水系统运行费用比较： 泵系统工程技术规范》（GB 50366—2005）。 以该项目为例，该项目100人次洗浴日需要50 ℃生活热水1.5 负荷计算 5 t，冬季地源热泵机组带部分热回收装置热回收热量为73 kW。
经计算，该系统总冷负荷为296 kW，热负荷208 kW。 自来水进水温度为5 ℃，生活热水出水温度为50 ℃，温差为2 系统技术、经济分析 45 ℃。每小时产水量为（温差45 ℃）73/45/1.163＝1.394 t。2.1 技术分析 空调机组运行时间为5/1.394＝3.58 h，空调机组消耗电量为45
太阳能-地源热泵冷暖热水三联供系统由地源热泵空调系×5×1.163/4＝65.4 kW·h，日电加热5 t生活热水（45 ℃温差）统和太阳能光热系统两部分组成。地源热泵空调系统由室外地所需电量为1.163×45×5/0.96＝272.6 kW·h（电加热功率为埋管、热泵机组和末端风机盘管组成，利用浅层地能对建筑物96%），日节约电量为272.6－65.4＝207.2 kW·h。 进行供热制冷。太阳能光热系统主要就是太阳能热水器。目前，天津地区月平均气温大于或等于10 ℃，全年日照时大于普遍以真空管式太阳能热水器为主，承担建筑物的生活热水。 或等于6 h/d的晴朗天气为250～275 d，需要辅助热源天数为
根据以上两种系统的特点，将两者有机地结合起来，即形90～115 d。 成太阳能-地源热泵冷暖热水三联供系统。通常，地源热泵在冬季平均按照90 d估算太阳能不足以满足生活热水需要，供冷时的工质的冷凝，大多通过土壤换热器或井水冷却。这部电价按1元/kW·h计算，则冬季节约电费估算为90×207.2＝分巨大的热能就浪费了，并且系统消耗大量的电能。带热回收18 648元。夏季，太阳能充足，基本不需要电辅助加热。 地源热泵机组巧妙地将这部分热能加以利用，比如用作生活热因此，与一般太阳能加电辅助系统相比，太阳能加带热回水。其做法就是在高温、高压的气态工质进入冷凝器初端时，收地源热泵系统全年节约电费为18 648元。 再加一套热回收用的热交换装置，再由土壤换热器或井水冷2.2.3 全年运行比较 却。热回收地源热泵机组具有可选的热回收功能，即可将25%通过实际工程测算，太阳能-地源热泵冷暖热水三联供系统冷负荷部分热回收或全热回收，在制冷季用户可免费得到生活与常用风冷热泵空调系统加以电辅加热作为太阳能热水辅助热热水，冬季可在供暖的同时提供生活热水。这样既解决了地源源系统相比，2 000 m2建筑物全面运行费用节省10万元，其经热泵系统的热平衡问题，又降低了太阳能热水系统的能耗，可济效果相当显著。 谓一举两得。 （下转第131页）
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2016年 第14期Science and Technology & Innovation┃科技与创新
根据圆环试样转轴转动20 000 r时内表面的磨损量判断。圆环试样内部和转轴表面打磨光亮后再进行退磁处理。
试验前后都要用酒精清洗圆环试样，并用电吹风吹干，在感量为0.1 mg 的天平上称量样品的质量。磨损试验的数据表明，金属材料的强度和硬度越小，越容易出现胶合磨损，且磨损量越来越多。由于金属材料强度、硬度越大，磨损量越小，因此，同时接触摩擦的部件必须经过表面强化处理，确保其表面硬度增大。 2.2 试验分析
试验数据表明，选择双侧踏面制动，轴重约为21 t，其最大极限速度是120 km/h。最大轴制动功率由基础制动装置能够提供的热负荷性能决定。电脑模拟运行和试验数据表明，840 mm直径的车轮轴重为21 t，相应的赫兹接触应力约为850 N/mm2，其允许的最大热应力在300 N/mm2左右。因此，根据高速货车车辆数量和同客车联挂，高速货车制动机的方案需要采用现有的客车制动机。从制动波速和制动缸充气时间来看，104型和F8型客车制动机适用于速度为160 km/h的高速货车。但是，高速货车制动缸充气时间较短，导致纵向冲动变大。
造成磨损的因素很多，而且磨损是一个从微观演变到宏观的动态过程，依据磨擦系统中的部分数据可得，在不同条件下，同种材料的耐磨性可能出现不同的结果。合理选取磨损试验参数和试验方法非常重要。如果试验方法和试验参数选取得不合理，磨损特性指标标准就变得复杂，出现同一材料因试验者选
（上接第128页）
2.3 周期检验
当前电能计量工作装置检测内容中包括国家出台的法律法.com.cn. All Rights Reserved.规等。随着科学技术的不断发展，各单位的产品质量有了明显的提升，电能计量装置的稳定性也有所改善，准确性也比前些年要好。所以，按照之前的方法进行周期性检验可能会引发资源浪费等问题，并且现场施工作业的风险也相对较高。针对这种情况，工作人员可以在电能计量装置运行状态评估工作的基础上延期检验或者提前检验电能计量装置，减少周期检验需要付出的人力和物力等，减少资源的浪费，提高安全防护等级。同时，这样做还可以提升装置运行的安全性，进一步提高技术管理水平。 3 结束语
经济的发展离不开电力资源的支持，而电能计量装置作为提升电力企业工作效率的基本工作装置，在电力企业发展的过程中发挥着至关重要的作用。本文先综合评估了指标体系，然后分别从技术层面、管理层面、重要性层面进行分析，全面论证了综合评估工作方式。之后分别从层次分析法的应用、周期
（上接第129页）
3 结论
太阳能-地源热泵冷暖热水三联供系统具有以下优势：①环保。地能和太阳能都属于可再生能源，采用地源热泵系统供热取代传统燃煤供热可减少排放。②节能。以本项目为例，在设计工况下，热泵机组的夏季能效比（EER）达到5.2，冬季能效比（COP）达到3.9，均达到国家节能标准。③节水省地。以土壤为载体，向其放出热或吸收热量，不消耗水资源，省去了冷却塔、锅炉房及储油房等配套设施，机房面积小，节省了土地资源。④省钱。通过一套系统来实现供热、制冷及生活热水供应，初投资仅为传统空调系统供冷加锅炉房供热系统的2/3左右；运行费用也比传统方式少得多。因此，这种仅利用少量高
取的试验参数不同而得出不同的试验结论，大大影响了耐磨材料磨损规律的研究和特点。
另外，磨损试验方法应尽可能符合部件的实际工况，从而为磨损试验设备的维修和完善归纳出各种耐磨材料试验的合理和可行结论。目前，由于国内磨损试验标准各有差异，试验参数的含义也不同，因此，选取合理的磨损试验参数是相当重要的。 3 结束语
选择双侧铸铁闸瓦踏面制动的模式进行试验。结果表明，21 t轴重货车的制动初速最大为130 km/h。目前，我国货车的主要制动机是空气制动阀120型制动机，其制动缸增压速度要比客车慢，紧急制动时制动缸充气时间为8～12 s，制动间距约为900 m。加装电控制动装置给列车编组及混编带来许多难题，实现电控制动形式的高速货车也将迎来更大的挑战。耐磨材料的选择应该根据部件服役的实际工况，尽可能透出材料的最优性能。 参考文献
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〔编辑：刘晓芳〕
检验和模糊综合评价法的应用3个角度阐述了详细的检验策略，希望可以为后续的研究奠定基础，以提高电能计量装置的工作质量。 参考文献
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〔编辑：白洁〕
品位能源，利用太阳能与地表浅层能量的太阳能-地源热泵综合系统对保护环境及节约能源所起的作用是显而易见的。利用热泵实现冷、热和生活热水三联供可提高设备利用率，运行效果优于其他中央空调系统。 参考文献
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〔编辑：刘晓芳〕
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