219 严寒地区大型商业建筑地下水源热泵空调系统的方案优选

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1、严寒地区大型商业建筑地下水源热泵空调系统的方案优选大连市建筑设计研究院有限公司王巍沈阳建筑大学市政与环境工程学院林豹摘要针对不同学者在严寒地区大型商业建筑地下水源热泵空调系统的选择上存在的分歧，选取沈阳市的一家大型商场作为研究对象，设计了非水环双风机系统、水环单风机系统和水环双风机系统三种形式的地下水源热泵空调系统，继而对其能耗、经济性和地下水用量进行了计算和分析。结果表明：非水环双风机系统的能耗、经济性和地下水用量较水环单风机系统和水环双风机系统都具有优势，可认为是严寒地区大型商业建筑地下水源热泵空调系统的理想方案之一。关键词地下水源热泵空调

2、系统双风机系统水环热泵系统能耗经济性1引言地下水源热泵系统是一种相对简单的地源热泵系统，投资少、开采易、运行管理方便，所以往往成为地源热泵系统的首选。但是在对于严寒地区大型商业建筑地下水源热泵空调系统的形式，学术界仍存在异议。众所周知，大型商业建筑的内区面积较大，且存在着全年性冷负荷。因此，一些学者认为水环热泵系统在大型商业建筑的应用上具有一定优势；但另一些学者认为双风机系统在过渡季节和冬季利用室外的新风来消除内区的余热，可大幅降低运行能耗。至于采用何种形式的地下水源热泵系统，既在技术上可行，能耗上节约，经济上又合理，业界尚没有达成一致，也鲜有

3、工程实例能够较全面地对比不同地下水源热泵空调系统形式的优劣。本文以期通过实际的工程设计以及能耗和经济性分析得到一个定量的比较结果，为严寒地区此类建筑地下水源热泵空调系统的方案选择提供一些参考依据。2研究对象的选择我国的建筑气候区一级区划分为7个，严寒地区属于第Ⅰ建筑气候区[1]。大型商业建筑（Large-scaleCommercialBuilding）是指用于商业经营活动的任一楼层建筑面积≥5000m2或总建筑面积≥15000m2的建筑[2]。由于本文的研究对象为严寒地区的大型商业建筑，故选取沈阳市的一家大型商场做为研究对象。其地理位置属于建筑

4、气候区的ⅠD区，单层建筑面积14000m2，皆符合要求。所选商场共3层，首层为家具卖场，二、三层为家乐市场，总建筑面积44000m2。由于所选商场的内区面积较大，按《采暖通风与空气调节设计规范》要求，在无特殊困难时，有内区建筑物空调系统必须按内外区分开设置。本文把距外墙6m以内的区域划为内区，其余区域为外区。夏季空调设计冷负荷为5800kW；冬季外区空调设计热负荷为1200kW，内区仍存在冷负荷。该建筑的空调系统一班制运行，运行时间8:00~18:00，共10h。3地下水源热泵空调系统的设计进行不同地下水源热泵空调系统的设计，分别是非水环双风机

5、系统、水环单风机系统和水环双风机系统（单风机和双风机指的是空调系统末端的形式，水环指的是热泵机组的连接方式，为容易区分，故此命名）。3.1非水环双风机系统的设计系统的冷热源由3台水源热泵机组来提供，夏季3台机组并联运行，冬季运行一台就可满足外区的供热需求。地下水不直接进入热泵机组，经过板式换热器换热后回灌到地下。设置4口抽水井，8口回灌井，井深50m，每口抽水井设置一台深井泵。风系统的设计分内外区进行，内区采用双风机全空气系统，外区采用单风机全空气系统。气流组织采用散流器下送，空调机房集中回风的形式。水系统采用两管制、同程式系统，通过设置在供回

6、水管上的压差旁通阀来对流量调节。系统的主要设备如表2所示。表1非水环双风机系统的主要设备及参数名称型号性能参数数量备注水源热泵机组MWH480CA制热量：1800kW，制冷量：1686kW1—MWH570CA制热量：2208kW，制冷量：2004kW2—循环水泵FLG250-315流量：550m3/h，功率：75kW32用1备，末端侧FLG250-315流量：550m3/h，功率：75kW21用1备，地下水侧深井泵SP125-2流量：100m3/h，功率：22.5kW4—双风机空气处理机组ZKW30额定风量：30000m3/h，功率11kW8外

7、区用ZKW40额定风量：40000m3/h，功率15kW3外区用ZKW60额定风量：60000m3/h，功率23kW7内区用ZKW80额定风量：80000m3/h，功率30kW5内区用表2水环单风机系统的主要设备及参数名称型号性能参数数量备注水源热泵机组MWH390CA制热量：1425kW，制冷量：1371kW2负责外区和一层内区MWH480CA制热量：1800kW，制冷量：1686kW2负责二、三层内区末端循环泵FLG200-315A流量：243m3/h，功率：22kW32用1备FLG250-315A流量：300m3/h，功率：55kW32用

8、1备环路循环泵FLG250-315流量：550m3/h，功率：75kW41用1备单风机空气处理机组ZKW30额定风量：30000m3/h，功率11kW