北京某商務(wù)園區(qū)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方案設(shè)計
張瑾
（中國中元國際工程公司）
摘要：本項目采用復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)，即地源熱泵+燃?xì)忮仩t+冷水機(jī)組系統(tǒng)，按照滿足60 %的冬季熱負(fù)荷配置換熱孔和熱泵機(jī)組，冬季不足的供熱量由燃?xì)忮仩t提供，夏季不足的制冷量由冷水機(jī)組提供。
關(guān)鍵詞：地源熱泵、土壤換熱器、熱泵機(jī)組、PE管、換熱效率。
1 ．引言
隨著我國建筑業(yè)的持續(xù)發(fā)展，對建筑節(jié)能的要求越來越高。減少我國冬季采暖所造成的大氣污染，降低供暖空調(diào)系統(tǒng)的能耗、節(jié)約能源是建筑節(jié)能和暖通空調(diào)工作者一直追求的目標(biāo)，特別是近年來大中城市為改善大氣環(huán)境、迫切需要減少燃煤量、大力推廣使用包括可再生能源的清潔能源。地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)冬季從大地吸收熱量、夏季向大地放出熱量，再由熱泵機(jī)組向建筑物供冷供熱。該系統(tǒng)和常規(guī)電制冷系統(tǒng)相比大約節(jié)能５０％，是一種利用可再生能源的高效節(jié)能、無污染的既可供暖又可制冷的新型空調(diào)系統(tǒng)。近些年這項技術(shù)在我國得到了大力發(fā)展，已經(jīng)有很多工程案例。
地源熱泵技術(shù)是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，來源包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。熱泵機(jī)組通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。
2． 工程概況
商務(wù)園區(qū)位于北京市北，溫榆河邊，總建筑面積約45萬平米，占地約55萬平米，園區(qū)內(nèi)有集團(tuán)辦公樓、宿舍樓、培訓(xùn)中心、商務(wù)樓，體育館等建筑，分兩期建設(shè)，一期建筑面積23萬平方米，需要夏季制冷和冬季供暖。
3. 冷、熱負(fù)荷
根據(jù)設(shè)計規(guī)范估算冷、熱負(fù)荷值，商務(wù)園區(qū)的空調(diào)面積按照23萬平米估算：
夏季冷負(fù)荷面積指標(biāo)為100w/m2，總冷負(fù)荷約為23000kw；
冬季熱負(fù)荷面積指標(biāo)為70w/m2，總熱負(fù)荷約為16100kw。
4．水文地質(zhì)條件
本項目所在區(qū)域的第四系厚度約為三、四百米，主要巖性為粘土、砂質(zhì)粘土、砂層、砂礫石等，富水性一般，比較適合實施垂直埋管的地源熱泵系統(tǒng)，土壤換熱器適宜的垂直深度為140m左右。
5．設(shè)計思路
鑒于本項目的建筑功能較為復(fù)雜，而且冬、夏季負(fù)荷相差較大，冬季熱負(fù)荷為夏季冷負(fù)荷的70%，如果按照滿足夏季冷負(fù)荷需求設(shè)計成單純的地源熱泵系統(tǒng)，必然會導(dǎo)致機(jī)組和換熱孔的數(shù)量較多，初投資較高，而且部分換熱孔和熱泵機(jī)組在冬季閑置，形成不必要的浪費(fèi)。因此，本項目的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計成復(fù)合式空調(diào)系統(tǒng)，即地源熱泵+燃?xì)忮仩t+冷水機(jī)組系統(tǒng)，按照滿足冬季熱負(fù)荷的60 %配置換熱孔和熱泵機(jī)組，其余部分的冷熱量，冬季由燃?xì)忮仩t提供，夏季由冷水機(jī)組提供。
6．主要設(shè)備配置
6.1 主要設(shè)備配置
冬季供熱 按冬季供熱負(fù)荷的40%，選配2臺真空燃?xì)忮仩t，單臺制熱量3500kw，另外選配3臺離心式熱泵機(jī)組，單臺制熱量3323kw，制冷量2970kw，可滿足冬季的供熱需求。夏季供冷 3臺單機(jī)制冷量2970kw的離心式熱泵機(jī)組和2臺單機(jī)制冷量7384kw的離心式冷水機(jī)組，同時選用4臺冷卻塔，可滿足夏季的供冷需求。
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