混合式地源热泵中央空调系统的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com【文章编号】1007—9467(2008)03—0001—04混合式地源热泵中央空调系统的应用■苏宇贵-，麦康勤-，吴含-，谢廷荣，鲍士雄，(1．广州中宇冷气科技发展有限公司，广州519035；2．上海正道冷气工程公司，上海201315；3．上海交通大学，上海200240)【摘要】对于以冷负荷为主的商业性建筑来说，使用冷却塔使埋管周围土壤温度升高，夏季埋管内流动介质与辅助冷却地源热泵系统可以节省初投资，减少地下埋管，并且周围土壤温差降低，换热能力减弱，影响系统能效比能消除因地下热积聚而引起的机组性能恶化，提高系统的

2、运和运行特性。行效率。通过上海市台海大厦工程的实践，分析了混合式地第二，为满足建筑供冷需要就要增加地下埋管源热泵系统的可行性和经济性。长度以增大换热量。从而在冬季使用时埋管长度远【关键词】混合式地源热泵；辅助冷却；可行·li；经济性远大于实际建筑室内负荷要求的埋管长度。这样，不【中图分类号】TU833【文献标志码】B但造成资源的浪费，无疑也大大增加了初投资。同时1引言使埋管场地需求增大，严重削弱了地源热泵系统的到目前为止，我国已有数千个地源热泵工程，但优越性。绝大多数是以地下水作为热源的水源热泵系统。采2工程概况用地埋管的热泵系统较少，而造成这种现象的原因台海大

3、厦总建筑面积1lO00m：，其中空调面积之一就是地埋管初投资较高。为了降低初投资，推广7500m：。整座建筑采用分散式地源热泵系统，既可地下埋管的地源热泵系统，国内外技术人员想了很以夏季供冷，也可以冬季供暖。经计算，其空调夏季多方法，其中一个有效方法是：采用混合地源热泵系设计冷负荷1200kW，冬季设计热负荷700kW，室内统(HybridGround—SourceHeatPump：HGSHP1。本文机组总功率350kW。考虑到房间的使用率和机器的以“上海市台海大厦’硕目为例，分析采用冷却塔+U使用率，取夏季需要排向室外的热量为1550kW，冬型地下垂直埋管的混

4、合地源热泵系统的可行性和经季从室外吸收的热量为500kW。外界热源采用闭式济性。循环的地埋管系统，夏季热汇采用地埋管系统+冷台海大厦位于上海市，其天气特征是：夏季冷负却塔。整个系统共分三个环路：空调系统内环路、地荷明显大于冬季热负荷。按照多年工程经验，一般夏埋管环路和冷却塔环路。具体原理图见图1。季冷负荷为冬季热负荷2倍左右。因此，存在以下两整个系统的控制策略为：冬季地埋管的换热量个问题：刚好满足整个建筑的供热需要；在过渡季节部分制第一，地下埋管换热器夏季排向埋管附近土壤冷或制热时，地埋管环路会根据空调系统内环路中排出的热量远大于冬季从土壤中吸取的热量。使冬的水

5、温而控制启停。当夏季冷负荷进一步加大，内环季和夏季的土壤负荷产生不平衡。系统长期运行将维普资讯http://www.cqvip.com等效岩土综合导热系数工程娴取值为2．4W／(m·IrO。冒3．2混合地埋管的材料与设备选型由于地埋管换热将是冬季换热的惟一方式，则地埋管的长度将按冬季工况选取，取定管内流质的平均温度4℃，外界环境土壤温度15℃，则传热韫差11℃，土壤综合导热系数2．4W／m·K，则每米孔深换热热量72W／m。冬季吸收热量5，采用单图1水系统原理图u型管竖直埋管，各u型管采用并联连接。u型管路水温超过32℃时，冷却塔环路就会开启，当冷却采用国产高密

6、度聚乙烯管，内经26mm，外径32mm，共钻孔133个，孔深70m，孔间距3．5m(原设塔开启后内环路水温会下降，当内环路水温低于28℃时，冷却塔环路又会自动关闭。计数据：钻孔121个，孔深78nl，孔间距4m)，共占地面积1400m2。配合地埋管的地埋管环路板式换3台海大厦混合地埋管系统的设计概况热器BR-08B型一台，换热面积109．8m2，最大热交3．1台海大厦地质勘探说明换量540kW。地埋管水环路水泵KQW150／320-22／4台海大厦地基处的岩石特性，根椐实地地质勘(一用一备)流量112m3／h，扬程32m，功率22kW。测：28m以上为土质，28

7、m~56m为强风化岩，56m～夏季共向大地散失1550kW，地埋管部分能带80m为中轻风化岩，以下为铁化海底礁石层。根据岩走500kW，其余选用辅助用冷却塔KST-400，其技术土物性测定仪测定的热导率，见表1：参数为流量250m3／s，输入功率1lkW。配合冷却塔的表1地基岩石热导率冷却塔环路水泵Qw2oo／235．18．5／4(z)(一用一备)，其技术参数为流量280m3／h，扬程16m，功率18．5kW。冷却塔环路板式换热器BR-08型一台，换根据表1可知，本工程所在地岩层分布较为简热面积109m2，最大换热量1163l。单。本工程打井至78nl，故，只需

8、对土质热导率进行3．3运