长沙某高校土壤源热泵热水系统设计及经济性分析

　　介绍了长沙某高校土壤源热泵热水系统设计，基于费用效果分析法，与空气源热泵热水系统经济性进行了对比分析，表明该系统虽然初投资较高，但是运行成本低，节能减排效果明显，阐明了合同能源管理运营模式在推动高校热水系统建设中的优势。

1、前言

　　土壤源热泵热水系统是指以地下土壤和岩层为低位热源，通过土壤源热泵热水机组来制取生活热水的系统。按照埋管形式的不同，土壤源热泵地下埋管系统又分为水平式和垂直式。垂直式埋管系统因为其占地面积少，系统COP 高且运行稳定的优势受到业主和设计师的青睐。土壤源热泵已广泛应用于空调、采暖及热水供应，但是土壤源热泵热水系统在高校学生公寓的应用并不普遍。

　　笔者以长沙某高校土壤源热泵热水工程为设计和计算为例，详细介绍垂直式土壤源热泵热水系统的设计，对其在高校应用的可行性进行分析，表明垂直式土壤源热泵热水系统在全国高校推广的优势及广阔的发展前景。

2、工程概况及设计参数

2.1、工程概况

　　本项目为湖南长沙某高校学生公寓6 栋宿舍提供生活热水，目前系统已全部投入使用，且运行效果良好。6 栋公寓共有学生约4100 人，根据实际情况，因地制宜将6 栋公寓划分为3 个热水系统。系统一共有学生2682 人，系统二有1155 人;系统三有286 人。设计热水需求量每人30L /天，则系统一热水需求量为80t /天，系统二热水需求量为35t /天，系统三热水需求量为9t /天。系统结构如图1 ～3 所示。

图1 土壤源热泵热水系统结构示意图

5、项目运营模式

　　本项目采用合同能源管理方式，聘请合同能源管理公司全过程进行系统的设计、施工、运行及维护。为避免收费混乱的现象发生，收费由学校统一管理，合同能源管理公司不直接参与对学生收费。本项目是对空气源热泵热水系统进行改造，根据以往学校的运营情况，向学生的热水收费单价为0.1 元/L，即100 元/t。土壤源热泵热水系统建成运营后，热水收费单价为0.04 元/L，即40 元/t。因此每吨热水优惠60 元，本项目的建成不仅经济环境效益显著，更造福学生的学习生活，值得大力推广。合同能源管理的运营模式是一种双赢模式，在未来高校热水系统的新建、改造项目中将会成为一种新的趋势，也必将推动土壤源热泵技术在全国的发展。

6、结语

　　土壤源热泵热水系统的应用要因地制宜，要结合建筑物和地质环境的特点设计合适的热水系统。空气源热泵热水系统在夏热冬冷地区应用广泛，但与空气源热泵或其他形式的热水系统相比，土壤源热泵热水系统经济效益显著，节能减排效果明显，引入合同能源管理模式对湖南省及其周边地区的高校中应用土壤源热泵热水系统的项目具有一定的示范作用，垂直式土壤源热泵热水系统在全国具有很大的推广和应用前景。