王曉輝 李會增 陳紅軍

引 言

利用淺層地熱能的冷暖兩用空調(diào)，地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是一種既能供熱又能制冷的高效節(jié)能環(huán)保型空調(diào)系統(tǒng)，是實現(xiàn)暖通設計節(jié)能減排、保護環(huán)境的最友好、最有效的供冷、供熱系統(tǒng)。本文即以合肥青秀城售樓部地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)設計為例，探析地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在暖通設計中的應用，以求為其他的類似項目提供相關的經(jīng)驗及依據(jù)。

1 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)概述

1.1 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)組成

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是由室外地下埋管系統(tǒng)、地源熱泵中央空調(diào)機組系統(tǒng)與室內(nèi)空氣處理末端系統(tǒng)等三部分組成（圖1）。

可見，這里的地埋管水循環(huán)和室內(nèi)末端水循環(huán)系統(tǒng)是能量的主要傳遞者，整個系統(tǒng)就是一個不斷的熱量交換、能量轉(zhuǎn)換的過程。

1.2 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點

地源熱泵中央空調(diào)具有以下優(yōu)勢：①它采納了可再生能源的技術優(yōu)勢。冬天吸熱、夏天排熱，綠色環(huán)保；②是高效節(jié)能的空調(diào)。穩(wěn)定的土壤溫度環(huán)境提高了空調(diào)系統(tǒng)的工作效率，保障了空調(diào)的制冷及制熱效果的實現(xiàn)；③環(huán)境效益顯著。④兼顧供暖和制冷的雙重使用功能；⑤維護便捷，節(jié)約成本。⑥舒適親人。

2 合肥青秀城售樓部地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)設計

2.1 項目概況

合肥青秀城售樓部地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)設計項目建筑面積約4000m2，建筑共四層。地下室為會議室、地上一層為展示區(qū)、地上二三層為辦公區(qū)域。本次設計內(nèi)容包括空調(diào)末端設計、地板輻射采暖系統(tǒng)設計、室外地埋管換熱系統(tǒng)設計以及地源熱泵機房系統(tǒng)設計四項內(nèi)容。

室外地埋系統(tǒng)：鉆孔84口。孔徑150mm?？咨?00m，工藝潛孔錘。

風系統(tǒng)設計：夏季采用風機盤管系統(tǒng)，冬季使用地板采暖輻射系統(tǒng)，新風系統(tǒng)為大空間使用頂送風（下送風），單獨辦公室使用踢腳線送風。

空調(diào)負荷：系統(tǒng)總冷負荷420kW，冬季熱負荷350kW。

2.2 室內(nèi)/室外計算參數(shù)

2.3 地源熱泵中央空調(diào)風系統(tǒng)設計

根據(jù)該售樓部的分布格局特征，二層和三層的單獨的小辦公室采用踢腳線送風?？紤]到空調(diào)所具有的一般使用功能，這里設計保證每個小辦公室都隨時可以制熱、制冷、除濕和通風。一般來說，這些區(qū)域的內(nèi)外區(qū)分隔是比較明顯的，詳細的空調(diào)風系統(tǒng)可參見圖2。

2.4 地源熱泵中央空調(diào)水系統(tǒng)設計

地源熱泵比之于傳統(tǒng)的空調(diào)控制系統(tǒng)所具備的的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢很大程度體現(xiàn)在其水系統(tǒng)的設計上。隨著末端空調(diào)的負荷變大變小，電動的二通閥會相應的發(fā)生調(diào)節(jié)來改變流經(jīng)末端換熱器的冷凍水量，隨后的電動閥調(diào)節(jié)水流量或者是采取改變水泵頻率的方式，實現(xiàn)對冷凍水系統(tǒng)的水流量的控制以適應整個系統(tǒng)產(chǎn)生的負荷的變化。在本項目中，空調(diào)水系統(tǒng)采用雙管制一次泵變流量同程式系統(tǒng)。所有風機盤管加設電動二通閥。（見圖3）

2.5 地源熱泵中央空調(diào)地下埋管式熱換器系統(tǒng)設計

2.5.1 豎井埋管管長

作為U形埋管的內(nèi)徑di通常為20～40mm，其管內(nèi)設計流速一般為0.6～1m/s，本設計管內(nèi)流速取0.7m/s。管內(nèi)徑40mm

2.5.2 豎井數(shù)目確立及孔徑

2.6 地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)熱泵機房設計

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)熱泵機房設計要考慮到機房建筑設計與設備布置的要求。設備位置要求一方面靠近冷熱負荷比較集中的地方，一方面要求盡量離熱源比較近，在節(jié)省耗材的同時集中供暖制冷。考慮到機房有一定的溫度需求，選擇的機房房間應該有良好的照明、朝向以及自然通風狀況，或者機械通風設施完善。為了避免設備檢修的時候放水閥排出大量的不適宜的水，機房內(nèi)也應該有較好的排水設施。

3 結(jié) 論

地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在暖通設計中的應用需要因地制宜，在分析當?shù)氐牡責豳Y源優(yōu)勢、電力資料、氣象資料、地質(zhì)資料、水文資料等的基礎上，結(jié)合所需要選取的系統(tǒng)設備主要性能、技術參數(shù)、規(guī)格、尺寸、質(zhì)量與價格等來，以使用的需求為根本出發(fā)點，才能形成比較成功的設計系統(tǒng)，才能實現(xiàn)所需的暖通設計中的節(jié)能目的，才能為建筑能耗的降低給予支持。

參考文獻

[1]李傳景.地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在建筑中的應用探討[J].門窗，2014（2）：65+67.

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[3]高亮.地源熱泵空調(diào)自動控制系統(tǒng)設計[D].太原理工大學，2013.