1、土壤源水環(huán)熱泵在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用前言隨著人們生活水平提高，消費(fèi)用電量也大量提高。尤其空調(diào)系統(tǒng)用 電量在建筑用電中占有不小的比重。 為緩解能源危機(jī),21世紀(jì)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為 社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。水環(huán)熱泵結(jié)合淺層地?zé)崮艿耐寥涝此h(huán)熱泵技術(shù)得到了較 快的發(fā)展，其不僅進(jìn)一步提高了水環(huán)熱泵系統(tǒng)的性能 ，也擴(kuò)大了水環(huán)熱泵的適應(yīng) 范圍,是今后水環(huán)熱泵技術(shù)的發(fā)展方向。1. 土壤源水環(huán)熱泵的工作原理系統(tǒng)工作：夏季:水環(huán)熱泵處于制冷狀態(tài)，水環(huán)路吸收的熱量經(jīng)過(guò)循環(huán)水泵去冷卻塔 和地埋管將熱量放散到大氣和土壤中。冬季：外區(qū)水環(huán)熱泵向水系統(tǒng)吸熱，內(nèi)區(qū)水環(huán)熱泵可能向水系統(tǒng)放熱或吸 熱,混合后的環(huán)路水需去土壤取熱量后再次流

2、向水環(huán)熱泵。2. 土壤源水環(huán)熱泵的特點(diǎn)回收余熱、節(jié)能土壤源水環(huán)熱泵是通過(guò)一個(gè)循環(huán)水系統(tǒng)將不同區(qū)域的各機(jī)組有效地組織 起來(lái),冬季會(huì)把有的區(qū)域熱量轉(zhuǎn)移到另外需要熱量的地方，從而達(dá)到回收余熱、節(jié) 能的目的。靈活性安裝的靈活性。可以整棟大樓一次完成安裝或者根據(jù)大樓的租住情況部 分安裝使用。運(yùn)行、管理的靈活性。水環(huán)熱泵用戶可以按照戶、層、樓、區(qū)域等運(yùn)行 并收取運(yùn)行費(fèi)用，不同區(qū)域設(shè)備故障檢修時(shí)并不影響其他區(qū)域使用。調(diào)節(jié)的靈活性。水環(huán)熱泵可滿足同時(shí)供冷和供熱要求的場(chǎng)合，達(dá)到四管制 風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)的效果。水環(huán)熱泵系統(tǒng)的主機(jī)房占地面積較常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)要小很多。地埋管水環(huán)熱泵系統(tǒng)冬季運(yùn)行工況穩(wěn)定，沒(méi)有以往風(fēng)冷熱泵

3、的容霜問(wèn)題， 也沒(méi)有供熱鍋爐方面的大氣污染物排放問(wèn)題，設(shè)備效率較高。系統(tǒng)設(shè)備分散，維修量稍大，系統(tǒng)投資稍多，應(yīng)根據(jù)具體工程情況選用。3. 土壤源水環(huán)熱泵的應(yīng)用范圍土壤源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用在有內(nèi)外區(qū)的地方時(shí)節(jié)能效果顯著 ；或需要獨(dú)立計(jì) 量控制的項(xiàng)目；無(wú)法實(shí)現(xiàn)井水回灌、不好設(shè)置鍋爐房等輔助設(shè)備機(jī)房的項(xiàng)目；還很 適合同時(shí)供冷和供熱的場(chǎng)所，可以替代常規(guī)四管制空調(diào)系統(tǒng)。4. 水環(huán)熱泵結(jié)合地埋管的空調(diào)系統(tǒng)工程實(shí)例工程概況工程位于浙江省，總建筑面積18萬(wàn)m2地下二層，汽車庫(kù)、商業(yè)和設(shè)備 用房。地上3棟高層辦公樓,A樓B樓C樓,每棟26層,高度分別為；裙房為四層, 分別為D樓E樓F樓,功能為辦公、報(bào)告廳、餐廳，總高

4、度。空調(diào)建筑面積近13 萬(wàn)平米。空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)本工程選用的是土壤源水環(huán)熱泵系統(tǒng)，主要考慮因素為以下幾點(diǎn)：業(yè)主提出A樓B樓C樓為分層出租辦公樓，每層電量核算、使用要靈活。 D樓E樓F樓為人員比較密集的場(chǎng)所，單層面積都超過(guò)20XXm2進(jìn)深較 大，近40-50m存在較大內(nèi)區(qū)，比較適合水環(huán)熱泵系統(tǒng)。 整個(gè)建筑比較緊湊，難以選用合適的鍋爐房位置及泄爆口、 煙囪位置。 空調(diào)使用時(shí)不受室外環(huán)境溫度影響太大，保證冬季供暖的舒適性。空調(diào)水系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖空調(diào)冷熱源經(jīng)計(jì)算,夏季空調(diào)總冷負(fù)荷19624KW總熱負(fù)荷10267KW/空調(diào)總冷指標(biāo)149W/m2 總熱指標(biāo) 79W/m2空調(diào)冷熱源由水環(huán)熱泵提供，分體水環(huán)熱泵主機(jī)設(shè)

5、置于走道或噪音要求 不高區(qū)域吊頂內(nèi)，整體式水環(huán)熱泵置于空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)。水環(huán)熱泵釋放的熱量夏季由 閉式冷卻塔和地埋管系統(tǒng)承擔(dān)，冬季吸收的熱量由地埋管系統(tǒng)承擔(dān)。空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 辦公、行政中心等小開(kāi)間區(qū)域采用分體水環(huán)熱泵機(jī)組，新風(fēng)采用全熱 交換式換氣機(jī)。展廳、行政中心等大開(kāi)間區(qū)域采用整體機(jī)全空氣水環(huán)熱泵機(jī)組。 吊裝在吊頂內(nèi)全熱交換式換氣機(jī)組周圍設(shè)置隔聲維護(hù)措施。空調(diào)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水系統(tǒng)均為閉式系統(tǒng)。A B C樓分別在地下二層機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置板式換熱 器構(gòu)成ABC樓用戶側(cè)獨(dú)立循環(huán)水系統(tǒng),解決系統(tǒng)局部壓力過(guò)大問(wèn)題。ABC樓板式 換熱器的一次側(cè)與DEF樓、地埋管、閉式冷卻塔構(gòu)成低區(qū)循環(huán)水系統(tǒng)。 由于低區(qū) 各系統(tǒng)阻力、流

6、量相差較大，且為了便于進(jìn)冷卻塔和地埋管系統(tǒng)的水量控制，低區(qū) 設(shè)置二級(jí)泵系統(tǒng),地埋管與冷卻塔分別設(shè)置了定流量帶盈虧管的一級(jí)泵,ABCDEF 各樓各設(shè)置變頻運(yùn)行的二級(jí)泵。夏季冷卻塔進(jìn)出水設(shè)計(jì)溫度37/32 ° C,地埋管側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)出水溫度35/30 ° C,板換一次側(cè)進(jìn)出水溫度介于（3032）/（3537） ° G板換二次側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn) 出水溫度介于（3032）+1/（3537）+1 ° G冬季地埋管一次側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)出水溫度 15/10 ° C,板換二次側(cè)設(shè)計(jì)進(jìn)出水溫度 9/14 ° Co水環(huán)熱泵系統(tǒng)水平主管路和豎向管路均采用同程式系統(tǒng)。為防止系統(tǒng)的

7、水力失調(diào)，在一級(jí)集水器的各回水分支處、每棟樓每層進(jìn)豎井的回水管分支 處設(shè)置靜態(tài)平衡閥。高區(qū)各水系統(tǒng)設(shè)置高位膨脹水箱定壓。低區(qū)水系統(tǒng)在地 下二層設(shè)置落地式膨脹水箱定壓。高區(qū)各水系統(tǒng)設(shè)置高壓自動(dòng)加藥裝置。低區(qū)水系統(tǒng)為防止系統(tǒng)事故漏水滲漏到土壤污染地下水，水處理采用旁通水處理裝置。地埋管系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前由勘察公司對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了勘察，并打了 2 口測(cè)試井，土壤 平均導(dǎo)熱系數(shù)為 W/m-r ,意味著有較強(qiáng)的地下?lián)Q熱能力，適合做地源熱泵系統(tǒng)。 地埋管報(bào)告結(jié)果如下表：1#井（井深100m,管徑d25）制冷模式埋管深度m夏季換熱指標(biāo)W/m井深夏季單孔散熱量W1006430制熱模式埋管深度m冬季換熱指標(biāo)W/

8、m井深冬季單孔取熱量W10048202#井（井深115m,管徑d32）制冷模式埋管深度m夏季換熱指標(biāo)W/m井深夏季單孔散熱量W1157797制熱模式埋管深度m冬季換熱指標(biāo)W/m井深冬季單孔取熱量W1156164根據(jù)以上熱響應(yīng)測(cè)試報(bào)告結(jié)合項(xiàng)目的投資費(fèi)用，地埋管采用雙U形式并 聯(lián)設(shè)計(jì),井深100m,孔間距4m每根U型管外徑d25。地埋管數(shù)量按照空調(diào)熱負(fù) 荷結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)熱量計(jì)算，冬季需向土壤吸熱量接近7200KW需井總數(shù)1340 個(gè),考慮到其它不確定因素留些余量，共設(shè)井?dāng)?shù)1640個(gè)。輔助冷源經(jīng)計(jì)算選用4 臺(tái)閉式冷卻塔，置于E樓四層屋頂，每臺(tái)循環(huán)水量950m3/h。埋管換熱器分配管采 用同程形式，分集水器后總管采用異程式，傳熱介質(zhì)為水。空調(diào)系統(tǒng)投資投資項(xiàng)總投資,萬(wàn)地埋管及井1600水環(huán)熱泵機(jī)組1830其它（包括安裝、冷卻塔、水泵、新風(fēng)機(jī)等）3190投資匯總，萬(wàn)66205. 結(jié)論土壤源水環(huán)熱泵與常規(guī)水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比，節(jié)能效果顯著。但由于系 統(tǒng)投資較常規(guī)空調(diào)高，對(duì)地埋管系統(tǒng)施工質(zhì)量有一定要求，選用施工隊(duì)時(shí)要考慮 隊(duì)伍的施工能力，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)勘察資料在有利的自然