上海某高级别墅土壤热源热泵系统节能效果分析论文

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1、上海某高级别墅土壤热源热泵系统节能效果分析论文.freel2，功能分区明确，房间众多包括卧房、客房、起居室、餐厅、门厅等，地下一层设有娱乐、酒吧间、健身房、酒窖等。3.2土壤地质状况地质钻探表明：佘山地区的浅层土壤是以粘土、砂粉土为主的软土，土壤比较潮湿，地下水位较高，较适合GSHP系统的应用。3.3室外设计参数1夏季：室外干球温度为34℃，湿球温度为28.2℃，日平均温度为30.4℃，大气压力为100530Pa，风速为3.2m/s。冬季：室外空调温度为-4℃，相对湿度为75％，大气压力102510Pa，风

2、速为3.1m/s。表1室内设计参数房间用途夏季设计温度℃冬季设计温度℃夏季相对湿度％冬季相对湿度％人员密度人/m2照明2新风量m3/hp起居室高级起居261860400.152030门厅门厅261860400.122030餐厅餐厅261860400.122030卧室高级卧室261860400.102025娱乐酒吧261860400.232030女佣一般卧室261860400.122025表2房间负荷及机组主要参数表房间冷负荷k换热量k孔数孔深m计算流速m/s孔间距m钻孔直径mm水管净间距mm管径mmIIII

3、IIIIIIIIIII50234.8535.266977056658.158.80.730.824.531106025表4上海地区2℃间隔、24小时运行的BIN参数BIN-6-4-202468101214小时数（h）湿球温度（℃）1276168351524486440498521478428-6.3-5.1-3.3-1.60.11.83.86.28.210.011.5BIN1618202224262830323436小时数（h）湿球温度（℃）49958961361653771858736192771413.

4、615.517.61921.423.825.025.826.427.027.43.4负荷计算及机组选型鉴于别墅内房间众多，功能分区明确，同时使用系数低。空调系统采用分区独立设计，不同房间负荷及机组配置见表2。外墙开设新风口，直接引入主机回风静压箱，计算不考虑风系统引起的冷量损失。3.5埋地换热器设计根据空调负荷分配，设置两组地下埋管系统，I号系统负责别墅地上一层需求，II号系统负担地下一层和地上二层空调需要。环路采用单U型竖埋管设计，同程式布置以保持环路间水力平衡。根据系统设计流量、阻力计算并考虑附加修正，

5、I、II号系统各配置PTB40-125A循环水泵一台。换热器主要设计参数见表3。4GSHP系统节能效果分析研究人员在分析空调系统能耗时，多采用负荷频率表法和满负荷当量法，这种方法虽然直观简便，但未考虑建筑的个体特性，误差不容忽视。本文选择BIN法进行别墅全年动态负荷及空调系统全年能耗计算。4.1BIN参数4根据1984年的气象观测日报表，上海气象局用拉格朗日插值法，生成了全年8784小时（闰年）的逐时干球温度、相对湿度、风向、风速、气压、总云量、法向直射日射、水平面的散射日射等数据。基于上述数据，上海地区2

6、℃间隔、24小时运行的BIN参数见表4，其中四个与建筑能耗有关的代表温度见表5。表5上海地区BIN参数关键温度高峰冷负荷温度℃中间冷负荷温度℃中间热负荷温度℃高峰热负荷温度℃36248-64.2别墅全年动态负荷别墅全年动态负荷见图1。4.3GSHP系统全年运行能耗土壤热源热泵系统能耗主要包括水源热泵机组的功耗、埋地换热器侧循环水泵功耗、室内侧冷冻水循环水泵功耗、空调末端设备功耗。节能效果评价选择风冷热泵（ASHP）为参考，以冷热源侧运行能耗为主，不考虑室内侧循环水泵、末端设备功耗，见图4、5、6。4.4节能

7、效果评价本文使用季节能效比SEER（SeasonEnergyEfficiencyRatio）来分析两种系统的运行性能。SEER定义如下：计算可得：ASHP系统夏季运行：SEER＝2.86ASHP系统冬季运行：SEER＝2.69GSHP系统夏季运行：SEER＝3.28GSHP系统冬季运行：SEER＝4.14显然，冬夏季运行，GSHP系统的季节能效比均远远高于ASHP系统，尤其冬季运行时，节能效果更加显著。空调系统分区独立设计便于用户根据房间使用情况，自由调节主机、埋地换热系统开启。表6列举了GSHP系统若干运

8、行工况分类，能耗比较见图7。表6工况运行参数Sort1F2F-1FI#II#Case1√√√√√Case2√××√×Case3×√××√Case4××√×√注：√代表系统开启；×代表系统关闭。5结论本文介绍了上海地区某高级别墅土壤热源热泵系统设计情况。采用BIN法，分别计算了别墅全年动态负荷分布、GSHP系统全年运行能耗、ASHP系统全年运行能耗，并选择季节能效比SEER评价其节能效果。结果表明：（1）GSHP系