南京某楼地源热泵系统设计

南京某楼地源热泵系统设计中国建筑科学研究院空调所*****南京**置业股份有限公司***摘要：地源热泵系统作为利用可再生资源的高能效系统，其发展备受瞩目。本文介绍了南京**B1地块1－6＃楼地源热泵系统形式，并简略叙述了该项目所具有的推广意义。关键词：地源热泵冷热源节能1工程概况1.1建筑概况**·国际街区B1地块1-6#楼位于江苏省南京市**新区，北临**路、西临***路，总占地面积3.0076公顷，为普通住宅。本工程总建筑面积91557.18m2，地上建筑面积为68115.62m2，分为1-6＃楼。其中1＃、3＃、4＃为十八层的高层塔楼，2＃、5＃、6＃为七层的中高层塔楼。1.2末端区域空调系统形式本工程是采用顶棚辐射和置换新风为末端的高舒适度低能耗住宅，实现了“新风、低噪、舒适、节能”的住宅功能。顶棚辐射采暖制冷系统承担室内显热负荷，将盘管埋设于每层混凝土楼板内。置换新风系统承担室内潜热负荷，通过散热和吸热使室内环境处于舒适范围。2末端系统设计参数和空调负荷说明2.1冷热水供回水温度末端系统冷热源由地源热泵机房提供，顶棚辐射系统夏季所需供回水温度为18/20℃，冬季所需供回水温度为28/26℃。置换新风系统夏季所需供回水温度为7/12℃，冬季所需供回水温度为35/30℃。室内主要设计参数见表1表1室内主要设计参数汽夏季粘冬季背新风衬量欢/垄（裁m当3蛙/h.蜓p散）垫温端度盲/工℃床相对湿玩度疮/你％通温雾度跌/品℃顶相对湿抵度支/叼％架26稼60欣20惧40拖302.3末端空调系统冷、热负荷我们利用TRNSYS对建筑负荷和空调系统的能耗作了典型年8760小时的模拟。得出整个系统夏季总冷负荷为2333.71kW，其中，天棚系统冷负荷432.17kW，新风系统冷负荷1904.93kW；冬季总热负荷为1827.83kW，其中，天棚系统热负荷654.44kW，新风系统热负荷1173.42kW。研3扣绘地源热泵屿系统设计颈水系统设权计罚水系统设扫计要结合台各末端系宋统的冷热扫量要求、击不同季节恢末端空调台系统的运败行模式、忘经济原则桑等诸多因秃素来考虑挂。渣顶棚辐射欠系统始本系统设捐置两台克抵莱门特地楚源热泵机牧组供给天拘棚系统，修单台制冷党量晚为榨418.混9k贼W幅，制热量食为匹420k惭W寿。通轧过钥TRNS弃Y衣S庄对全年能勿耗模拟分带析，我们冷发现在过做渡季节，燕系统需对誓天棚提供济冷量，为位降低系统主运行能耗按，设置一央台板式换姿热器提供盛天棚系统躲冷水，其景一次水直票接来自地葵源水。尚置换新风来系统访本系统另墓设置两台月带热回收选装置的主悬机供给新奇风系统和趋生活热水妙，单台制播冷量扒为寒1000谦.5k轰W盏，制热量纤为善1202叉k挽W锐。良3.1.婶3骗福本工程包骑括六栋住药宅楼，业演主最初提然出地源热需泵机房分池别设置于侮六栋住宅捧楼地下一魄层设备房赛内的方案渗，但施工畏图设计过亚程中经过诚多次专家到论证和对益全年负荷怜分析计算熄最后确定架改为一个羊机房，其堂相对于六虾个机房的袋优点有：腿由于各栋厚楼冷热负饰荷较小，它故没有相照应的标况音机组；而更改为一个梨机房后能迎够使用标委况机组，容降低了系雕统初投资猫；读避免了使割用六个机凯房时，各防环路水量础过小导致铜的沿程阻限力小，水嚷泵选型困愿难的问题裂。止3.朽2阻地埋管巡钻孔设计农林相地埋管的习设计和施内工是本工区程中难度斜最大的部讨分，合理都地确定埋六管型式，话并选取适怨当的地埋骑管单位长摸度取热量凶和释热量控是设计的调关键。同掀时应该考部虑建筑物晶土建结构茄及其他设喊施，布置符地埋孔时位避免与之告冲突。著常规的土猎壤换热器咐有垂直埋羞管型和水角平埋管型姑两种。垂悦直埋管型背土壤换热扑器占地面拖积少，深阁度方向有六调剂性，鲁愈深，受触大气影响棍而引起的年波动愈小情，但造价丢高于水平育埋管，施目工难度较塑大。纺由于本工洽程建筑周组围场地很鞠小，因此堂考虑采用惹桩基埋管茫，不足的渔部分在地堆面建筑空凶地采用垂罚直埋管补国充。埋于壳桩基中的汇地埋管型缴式照（驾英U瞒型团或趁W疑型敬心）和长度分均由桩基役的形状和廉深度决定任。通过对浊当地土壤申换热的测野试，可辩确杆定果U赏，梨W束，平U+峰W命，链U+束U嚼等各种类包型埋管的获每米取热包量和释热们量。桩基逼埋管从桩撕相互之间掠距离及避羡免交叉蓬等因素考所虑，共计纵有效利用吼桩孔环路穴为串88被5队个，室外驱补伏孔体30糖2描个，间团距巧5枯米，钻孔奉深腥度膜6绘0何米。郊3.悦3复地埋管歇水力平衡压设计软掌状本工程地笋埋管环路彩数量大，稼如何合理际地进行水废力调节也技是设计的如难点。各得个环路阻描力损亦失姨Δ正P督，包括沿倾程阻力损里失和局部般阻力损双失统Δ纠P距j厨。重3.3.谨1纪各环路沿替程阻力损射失铺Δ丙P或m参计算套各环监路沿程阻挪力损北失煌Δ翼P佣m期（毫米水北柱）图=iL肯，捎式中痕i虹－塑料管剃水力坡降脊（毫米水德柱用/鄙米）；趋聚狭L葵－各环路腐总长度（测米）；爆塑料持管水力坡姥降，可近假似按下式百计算：烧i刊＝纹0.00灰095×春1000执×G国1.77苦4堆/dj烛4.77蒸4穴，侍式饿中巨G吐－每个环岛路流量绍（佩m枝3趴/妈s球）杀;馆适茫d脊j奔－地埋管邻计算内径朽，本工程千为仰0.02摇0振4给米。览3.3.伸2虑各环路局币部阻力损泪失辛Δ恋P波j扭计算平各环瑞路沿程阻血力损动失垄Δ跌P宏j铲（毫米水尊柱）秧=iL判＇币式中乞i姐－塑料管稻水力坡降俗（毫米水绪柱托/况米），同芹上；断蝇岗L临＇－各环池路局部阻移力当量长丸度（米）偿；折根据以上配公式，我称们对所有挖埋管环路葵进行详细愚的水力计怀算，依据撕计算出的律阻力数值诚进行分组蚊，阻力相眨近的埋管声划为同组蜻，取以符1荐＃楼楼为木例，地埋影管分组详状见溜表侦2驻、兰表碎3年。暗表气2助旁煌1狂＃楼地埋惊管分组依表填3凉渗词2颜＃楼地埋峰管分组熔本设计采妨用两级分甘集水器，挑二级分集栽水器置于浙各栋楼专欺设的窗井搏内，一级多分集水器兵置于地源抹热泵机房南内。分组绣的地埋管寿环路首先斧接入相应尺的二级分与集水器，回为了合理传分配各栋谢楼的水量钥，在二级诞集水器总供管上加装碗平衡阀；恋各栋楼地劲埋管二级膝分集水总揭管再接入加机房内一恼级分集水科器。这就动避免了环验路过多且崇各个环路狭阻力相差映过大造成铸的水力失谦调现象。毫地埋管系秀统图见册图撇1粱。坚图馆1况暖地埋管系棚统图作3.蛾4轿土壤热族平衡愚从地源热琴泵系统的呀使用特点笛可以看出缎，地源的肆热平衡是胃保证系统株成功持久夜运行的关咐键。如果己热平衡受袍到破坏，功将使土壤捆温度发生壳改变（不勺论升高或四降低），凭会严重影桥响若干年映后的可靠顽使用，因英此地源热症泵系统的概热平衡是娘能否成功夜的关键因炸素。通过演对全年地凤源热泵系镰统向土壤僻的排热量罪（主要包叛括夏季的物建筑需冷乡量和热泵评机组的耗控电量）和零全年系统皱从土壤中批的取热量者计算发现峰，就全年卖来说，系瞒统夏季的膨排热量将逐大于冬季诉的取热量案。故本工莲程采用了扯带热回收趟的地源热貌泵机组，胜夏季利用犹制冷机的犹冷凝废热痰（这部分孔热量本来遮是要排到格地下土壤响中去的）打来制取免跌费的生活守热水，既望免费得到环了供住户警使用的卫但生热水，凯又减少了两系统对大幅地的热排扭放，有利止于解决南阿方地区夏他季放热量深大、冬季割取热量小劫的土壤热梯平衡问题景。4结语愚4.1倒嘱目前国内神采用顶棚桑辐射结合研置换新风皆为末端的虑高舒适低啊能耗住宅概还有北京墓锋尚国际迟公寓和北挖京当代万左国预城棒MOM体A脂，但朗诗隔国际街区手是目前国久内规模最规大的尝试召桩基埋管遭系统的工溪程。而本而工程的实唐施，可扩华展地埋管震式地源热艘泵系统在颂中国南方淡的应用前誉景。昆4.2鸣绿由于本系催统是在人哭口密度较降大的住宅萄常年连续捕运行，故辣土壤的全唇年热平衡护计算和热胳响应试验祖是必须格肤外重视的仍两个问题滚。而在热渗平衡计算行中，必须持了解整个框系统全年絮运行的逐存时冷、热泳量参数，踢因此，全脱年负荷计案算必不可柱少。尼4.3