青秀城地源熱泵中央空調系統設計

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，地源熱泵中央空調系統是一種既能供熱又能制冷的高效節能環保型空調系統，是實現暖通設計節能減排、保護環境的最友好、最有效的供冷、供熱系統。本文即以合肥青秀城售樓部地源熱泵中央空調系統設計為例，探析地源熱泵中央空調系統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驗及依據。

1 地源熱泵空調系統概述

1.1 地源熱泵中央空調系統組成

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

可見，這里的地埋管水循環和室內末端水循環系統是能量的主要傳遞者，整個系統就是一個不斷的熱量交換、能量轉換的過程。

1.2 地源熱泵空調系統的特點

地源熱泵中央空調具有以下優勢：①它采納了可再生能源的技術優勢。冬天吸熱、夏天排熱，綠色環保；②是高效節能的空調。穩定的土壤溫度環境提高了空調系統的工作效率，保障了空調的制冷及制熱效果的實現；③環境效益顯著。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系統設計

2.1 項目概況

合肥青秀城售樓部地源熱泵中央空調系統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、地上二三層為辦公區域。本次設計內容包括空調末端設計、地板輻射采暖系統設計、室外地埋管換熱系統設計以及地源熱泵機房系統設計四項內容。

室外地埋系統：鉆孔84口。孔徑150mm。孔深100m，工藝潛孔錘。

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

空調負荷：系統總冷負荷420kW，冬季熱負荷350kW。

2.2 室內/室外計算參數

2.3 地源熱泵中央空調風系統設計

根據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。考慮到空調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，這些區域的內外區分隔是比較明顯的，詳細的空調風系統可參見圖2。

2.4 地源熱泵中央空調水系統設計

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

2.5 地源熱泵中央空調地下埋管式熱換器系統設計

2.5.1 豎井埋管管長

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

2.5.2 豎井數目確立及孔徑

2.6 地源熱泵中央空調系統熱泵機房設計

地源熱泵中央空調系統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，機房內也應該有較好的排水設施。

3 結 論

地源熱泵中央空調系統在暖通設計中的應用需要因地制宜，在分析當地的地熱資源優勢、電力資料、氣象資料、地質資料、水文資料等的基礎上，結合所需要選取的系統設備主要性能、技術參數、規格、尺寸、質量與價格等來，以使用的需求為根本出發點，才能形成比較成功的設計系統，才能實現所需的暖通設計中的節能目的，才能為建筑能耗的降低給予支持。

參考文獻

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

[2]肖向陽.地源熱泵中央空調節能控制系統研究[D].湖南師范大學，2010.

[3]高亮.地源熱泵空調自動控制系統設計[D].太原理工大學，2013.