浅谈地源热泵在北方别墅的利用

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1、浅谈地源热泵在北方别墅的利用地源热泵系统作为一种利用可再生能源作为冷热源的空调系统，正在逐步的被认可和使用，是国家节能减排、利用可再生能源的重要项目，在北方地区的别墅中也应用广泛。　　地源热泵与其他冷热源形式相比较有很多优势:　　(1)地源系统比空气源系统更高效，空气源受室外温度影响，需要供暖或制冷时室外空气温度更低或者更高，系统效率低。　　(2)地源热泵比水源热泵更稳定，水源热泵受水温、水量、水质以及地方政策的影响和制约，地下水系统回灌问题也是现阶段水源热泵正在攻克的问题。　　当然，同时地源热泵也有其缺点:　　(1)地源热泵系统受建筑容积率的制约，不是所有的项目都能达到地源

2、热泵地埋管系统的面积要求。　　(2)地源热泵系统设计时，需计算好冬季蓄冷量和夏季蓄热量的平衡，如不能计算好地下能量平衡，容易产生热岛现象或冷坑现象。　　(3)系统最为稳定，但是工程初投资较高。　　北方的气候条件较差，冬季温度过低，供暖时间较长，夏季制冷时间短，在北方使用地源热泵系统的时候首先要考虑的就是建筑的结构特点和使用功能，建筑物是否符合节能建筑的要求。当建筑物的保温效果越好，供暖热负荷越小，地源热泵系统越节能，系统的COP值越高。　　地源热泵在适用于建筑面积较大的项目时，首先考察项目所在地的地质情况、可供钻孔的面积大小、距建筑物的最小距离等，由于大型地源热泵系统地埋管数

3、量较多，占地面积较大，需视具体情况对项目是否影响建筑物基础做出详细的计算；其次，地埋管的冷热平衡问题是系统是否能安全、有效、长期运行的关键，如建筑物自身不能解决地埋管的冷热平衡问题，需借助其他方式向地下蓄热或蓄冷，以防止系统运行一段时间后系统效率降低甚至是不能提取能量。　　那么就北方别墅型建筑合理使用地源热泵系统进行分析：　　(1)建筑容积率　　别墅型建筑容积率低，通常不大于0.35，空地、绿地面积较大，可适当加大地埋管钻孔位置距建筑物的距离，不会对建筑物基础造成影响。　　(2)地源热泵设计　　根据别墅各个房间的用途、朝向等，采用TRNSYS软件对建筑物供暖和空调全年逐时动态

4、负荷进行模拟，根据模拟数据整理出逐月总负荷变化数据及峰值负荷，由此可以确定地埋管地源热泵机组的容量，选择项目采用的热泵机组型号及技术参数。　　在地埋管钻孔区域做岩土热物性测试，根据岩土热物性测试报告中得出的岩土导热系数、体积比热容等参数计算出地埋管数量，并利用TANSYS模拟软件对地埋管区域在地源热泵系统运行时的地下温度场进行模拟。由于北方冬季供暖时间长，夏季制冷期短，多数会存在冬季蓄冷过多，夏季蓄热过少的现象，需要采用辅助蓄热装置（太阳能蓄热、风能蓄热等），或调整地源热泵的系统运行方式，如过渡季节及夏季增加热水供应方案等。　　为减少项目初投资，可先根据相近地区岩土热物性报告

5、中数据进行估算，待钻第一个竖埋孔时进行岩土热物性测试，根据得出的实际数据进行校核地埋管数量和重新模拟。　　(3)地源热泵系统属于低温常供型系统，系统出水温度通常设定在45℃~50℃，这与地板采暖的设计供水温度相吻合，且不会因供热水温过高而产生扬尘等问题，故采用地板采暖的末端散热形式不但使用户达到了满意的效果同时也不必采用高温机组而消耗较多能源。　　(4)尽管在设计中我们考虑到系统的动态变化，做到系统合理化，减少不必要的资源消耗，但是就地源热泵的运行时可以做到更节能。通常别墅中地源热泵系统考虑初投资会统一建一座综合热泵机房，同时为多栋别墅供暖和制冷，这样虽然初投资上有了一定的降

6、低，但是在智能控制中却突显缺陷，不能真正做到节能的效果。所以在别墅地源热泵项目中，应采取一栋一机的方式，这样不但可以减少集中机房供热、冷时外X管路的能量损失，同时也在运行时做到了节能。通过智能控制，在别墅内没有人的时候可以停止机组运行，只需要别墅内系统循环泵循环即可，在需要回别墅的时候远程开启热泵机组，或在别墅长期无人居住的时候，末端设定一个低温值，满足建筑物的最低温度要求即可，这样才做到了真正的节能运行，运行费用也会降低很多。　　综上所述，在北方的别墅型建筑中，建议采用地源热泵系统时综合考虑，要将建筑节能、采暖和制冷形式以及智能化运行等因素综合考虑，这样才能做到真正的节能环

7、保。