1工程概况
天津市华北地质勘查局科研楼总建筑面积约16000 m2，本办公楼地上7层，地下1层，空调面积约13500 m2。本工程冷热源方案为地源热泵系统，机房内设置2台WPS130.1B型热泵机组，总制冷量956.6 kW，总制热量1047 kW；室外换热系统为120 m~148 m深的双U型管换热设备；建筑室内末端采用风机盘管+新风系统形式。图1为地源热泵机房内的布置图。为保证制冷机房安全可靠工作，本工程中采用了动态监测网数据采集系统，其系统装置如图2所示。
2系统运行工作模式
根据办公楼的工作性质及工作制度而制定的供暖、供冷时间安排如下：每年的3月19日停止供暖，比规定的3月15日延迟4个工作日；6月23日开始供冷，9月17日结束供冷；11月8日开始供暖，比规定的11月15日提前一周。日常工作时间内每天7:30开机，18:30关机，基本保持11h左右的机组运行时间。供暖时，由于考虑到设施防冻等问题，热泵机组每天24 h运转，节假日不停机，无人工作时执行值班采暖温度的供暖模式。
3经济性分析
经济性分析主要从方案的初投资、运行费用两个方面入手，运行费用包括运行供暖（冷）费用和运行水费两个方面，分析中认为设备维护费用、人工费、设备折旧费等在相关方案中差别不大，故可忽略不计。
3.1初投资分析
地源热泵空调系统总投资为474万元，折合单价约为351元/m2。其中，室外换热系统为105元/m2，机房系统为110元/m2，室内末端（风机盘管+新风）系统为136元/m2。
而既有公共建筑的冷热源系统一般采用常规供热空调系统满足建筑的供冷暖需求，常规供热空调系统采用城市集中供热用于冬季供暖，再配置一套制冷机组用于夏季制冷，此系统投资费用为：热力入网费130元/m2，热力换热装置（热力站）25元/m2。
一般地，冷热源方案中制冷机房设备投资基本相同，室内末端均采用风机盘管+新风系统，初投资亦为136元/m2；故常规供热空调系统方案的总投资单价约为401元/ m2，总投资额为541万元。
由上面的比较可知，地源热泵系统初投资并不高，反而比常规供热空调系统的单价要低5 0元/m2，而常规供热空调系统的总投资是地源热泵方案的1.14倍。这在一定程度上可以说明地源热泵系统在初投资方面和相关冷热源方案具有较大的竞争优势。（）
3.2运行费用分析
在运行费用分析中，采取对地源热泵和常规供热空调系统两种方案进行比较分析的方法。
3.2.1供暖（冷）费用
根据对华勘局办公楼用电费用的分析，地源热泵空调（室外+机房+末端）系统一年的运行电费为4 1 6 8 3 6 . 6 4元，其中冬季供暖费用为304043.15元，按照供暖面积13500 m2计算，单位面积的供暖费用为30.88元。夏季供冷费用为112793.44元，单位面积的供冷费用为8.36元。华勘局办公楼全年电费支付情况汇总表如表1所示。
当采用城市集中供热方式时，办公建筑冬季供暖收费标准为36元/m2，该办公楼每年需要向供热公司缴纳486000元的采暖费用。夏季制冷费用没有统一的收费标准，而夏季制冷费用的高低完全取决于制冷机组的性能，由于地源热泵机组的冷却系统为恒温的地热能，不受室外气象条件的影响，一般设计施工良好的地源热泵机组性能要高于其他类型的热泵机组。由上面的分析计算也可看出地源热泵方案的供冷单价并不高。
3.2.2水费
地源热泵空调系统在正常运行时，一般不会产生水费。用水费用主要在以下两种情况时发生：系统维修时和管道发生泄漏时。华勘局办公楼的地源热泵系统在2010年11月7日开始供暖的两个多月来没有进行过补水。根据空调机房值班记录，2010年整个空调系统补水量在50t左右，产生的水费为500元。
对于采用水冷型的制冷机组供应该办公建筑，所需的冷却水循环量为96 m3/h，冷冻水一般采用闭式循环，补水量可以不考虑，而冷却水的补水量即使按0.1%计算，水冷型制冷机组夏季冷却水补水量为140 t左右，可见，地源热泵机组的水量消耗并不大，可以被一般用户接纳。
冬季城市集中供热+夏季冷水机组系统的运行费用约为600193元，夏季冷水机组供冷单价亦按8.36元/m2计算，整个制冷季为112793元；水费是地源热泵系统的2.8倍左右。
传统的冬季城市集中供热+夏季冷水机组系统的全年运行费用是采用地源热泵系统的1.44倍，采用地源热泵系统每年可节约费用182857元。
4运行效果分析
4.1供冷供热效果
华勘局的地源热泵机房在夏季向室内末端系统提供7℃~12℃的冷水，在冬季提供40℃~45℃的热水，满足了科研楼的供冷、供暖需求。从全年的运行效果上看，夏季供冷时，除有个别房间由于装修和进出风口布局不合理而对制冷效果产生了一定的影响外，其余房间运行较好；冬季供暖时，各个房间的室内温度均在规范规定的设计温度范围内。
4.2节能减排分析
地源热泵是利用土壤或地下水相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的管路系统或地下水，采用热泵原理，输入少量的高位电能，实现低位热能向高位热能转移与建筑物完成热交换的一种技术。
地源热泵机组完全靠电能驱动，没有任何燃烧设备，不会产生有毒有害气体，真正实现了零排放。2台地源热泵机组的制热功率相当于1台蒸发量为2 t/h的燃煤锅炉，燃料消耗量为0.3 t/h，天津市采暖季可按120 d计算，每天工作10 h，这样地源热泵机组可以节约煤炭360 t，减少二氧化碳943.2 t、二氧化硫3.06 t、氮氧化物2.66 t。
5结论
地源热泵系统于2009年11月投入运行以来，至今已经经历了1.5个采暖季和1个制冷季。在整个运行期间内，系统运行正常，供暖、供冷效果较好，完全满足设计及使用要求。
通过经济性分析及1年多的运行结果表明，地源热泵系统初投资不高，运行成本较常规冷热源空调系统低。1套机组既可冬季供暖又可夏季供冷，且无污染、零排放，可以说地源热泵是一种高效、节能、环保、舒适的空调技术，拥有广阔的发展前景。
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