暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的應(yīng)用

1、<p>　　暖通空調(diào)設(shè)計(jì)中地源熱泵的應(yīng)用</p><p>　　摘要：暖通空調(diào)在為人們營造舒適環(huán)境的同時(shí)，也帶來了許多問題，在發(fā)達(dá)國家的商業(yè)建筑中，中央空調(diào)系統(tǒng)的能耗約占建筑總能耗的50％以上，有些地區(qū)甚至達(dá)到70%，給能源和電力造成很大的壓力。其次，是廢氣排放、溫室效應(yīng)和酸雨等問題。因此，不斷開發(fā)節(jié)能、環(huán)保型可持續(xù)發(fā)展的暖通空調(diào)技術(shù)已非常迫切。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：暖通

2、空調(diào) 設(shè)計(jì)地源熱泵 運(yùn)用 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TB657文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　我國地域?qū)拸V，蘊(yùn)藏著豐富的地表淺層地能資源，因地制宜地采用不同形式的地源熱泵技術(shù)可以有效地提高低溫地?zé)豳Y源，同時(shí)克服傳統(tǒng)熱泵空調(diào)技術(shù)的局限與不足，是非常有意義和具有實(shí)用價(jià)值的，在節(jié)約能源、防治

3、環(huán)境污染和城市現(xiàn)代化方面有著較大的意義。 </p><p>　　一、地源熱泵的原理及特點(diǎn) </p><p>　　地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、熱泵機(jī)組和室內(nèi)空調(diào)末端系統(tǒng)。工作原理就是在地下埋設(shè)管道作為換熱器，管道與熱泵機(jī)組連接形成閉式環(huán)路，管道中有液體流動(dòng)通過循環(huán)將熱泵機(jī)組的凝結(jié)熱通過管道散入地下（供冷工況），或從大地吸取熱量供給熱泵機(jī)組向建筑物供熱（供熱工況）。其中

4、水源熱泵機(jī)主要有兩種形式：水—水式或水—空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物空調(diào)末端換熱介質(zhì)可以是水或空氣，系統(tǒng)的關(guān)鍵是大地?fù)Q熱器的設(shè)計(jì)和施工。地源熱泵的特點(diǎn)有： </p><p>　　1屬于可再生能源利用技術(shù) </p><p>　　地表淺層好象一個(gè)巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽能，比人類每年利用能量的500倍還多。這種近乎

5、無限、不受地域、資源限制的低焓熱能，是人類可以利用的清潔可再生能源。另外地源熱泵冬季供暖時(shí)，同時(shí)對(duì)地能蓄存冷量，以備夏用，夏季空調(diào)時(shí)，又給地能蓄存熱量，以備冬用。因此說地源熱泵是可再生能源利用技術(shù)。 </p><p>　　2高效節(jié)能和低的運(yùn)行費(fèi)用 </p><p>　　由于地源溫度全年相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種溫度特性使得地源熱泵

6、比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。 </p><p><b>　　3環(huán)境效益顯著 </b></p><p>　　既不破壞地下水資源，又無任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。 </p><p><b>　　4一機(jī)兩用 <

7、/b></p><p>　　地源熱泵可供暖供冷，全年冷熱供應(yīng)，節(jié)省投資和占地。地源熱泵這種可再生能源利用技術(shù)，高效節(jié)能且無任何污染，順應(yīng)了國際能源發(fā)展大趨勢(shì)，也順應(yīng)了我國的能源與環(huán)保政策，是值得研究與大力發(fā)展的可再生能源利用方式。 </p><p><b>　　二、案例概況 </b></p><p>　　1某住宅小區(qū)的總體面積在26 萬m

8、2，而空調(diào)面積達(dá)22.8 萬m2。在建筑結(jié)構(gòu)布置過程中，多數(shù)是把環(huán)形當(dāng)成重點(diǎn)結(jié)構(gòu)，且小區(qū)內(nèi)業(yè)布置了相應(yīng)的綠化地，小區(qū)主要結(jié)構(gòu)形式按照11 棟樓組合起來,，具體情況為8 棟住宅樓，1 所幼兒園（9#），1 座中央會(huì)所（11#），1 棟綜合服務(wù)樓（10#）。 </p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)參數(shù) </b></p><p>　　室外參數(shù)對(duì)空調(diào)室外參數(shù)的設(shè)計(jì)必須要按照暖

9、通工程設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，對(duì)于溫度及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的控制都需要達(dá)到實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)需要。夏季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度33.2℃，濕球溫度26.4℃；冬季室外空調(diào)計(jì)算干球溫度-12℃，相對(duì)濕度45%。 </p><p>　?。?）室內(nèi)參數(shù)對(duì)空調(diào)房間參數(shù)的設(shè)計(jì)則要結(jié)構(gòu)空間內(nèi)部的主要結(jié)構(gòu)情況，夏季溫度26℃，相對(duì)濕度≤60%；冬季溫度20℃（衛(wèi)生間25℃），相對(duì)濕度≥30%。 </p><p><b>

10、　　3空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì) </b></p><p>　?。?） 室內(nèi)末端系統(tǒng)設(shè)計(jì)戶內(nèi)空調(diào)末端設(shè)備時(shí)在冬、夏季時(shí)期，所有的都選擇臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管加以控制，這樣才能保持室內(nèi)空氣的清新。通常風(fēng)機(jī)盤管按照房間功能及裝修需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，多數(shù)情況選擇與房間內(nèi)適合的風(fēng)口形式，這種結(jié)構(gòu)在商業(yè)建筑中也很適合；考慮到避免動(dòng)態(tài)的熱氣會(huì)在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)異常情況，則處理時(shí)需保證風(fēng)機(jī)盤管多數(shù)為高靜壓型。室內(nèi)水系統(tǒng)的分布則要根據(jù)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的

11、實(shí)際情況設(shè)計(jì)，通常需要使用導(dǎo)一次泵、兩管制系統(tǒng),對(duì)公共部分的設(shè)計(jì)要增加相關(guān)裝置，如：空調(diào)供、回水管井等，而水管的分布集中為異程式布置。7℃/12℃的冷水由處在地下室的水源熱泵機(jī)組夏季提供，冬季提供45℃/40℃的熱水。對(duì)各個(gè)供水管上需提供相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置，這樣可以保證回水管上不會(huì)發(fā)生流量失衡的問題。戶內(nèi)連接水管按照設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采取走道、過道、衛(wèi)生間、廚房等不會(huì)影響到裝置功能的位置，由此能將整個(gè)建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)美化處理，并保證空調(diào)系統(tǒng)作用的發(fā)揮。

12、</p><p>　?。?）冷、熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)本次研究的全部水源都是來自于外界的井水，為了防止所用水中的雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)組，井水必須要經(jīng)過沉淀處理才能使用。然后通過旋流清理機(jī)組內(nèi)的雜物，這樣是為了報(bào)紙機(jī)組設(shè)備處于穩(wěn)定的環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)設(shè)備具體的運(yùn)行條件，對(duì)井水側(cè)選擇定流量系統(tǒng)，同時(shí)配備相關(guān)的操作中黃紙。地源熱泵系統(tǒng)用戶側(cè)的空調(diào)循環(huán)水泵與機(jī)組選擇之間，在聯(lián)合是采取的原則為“先并聯(lián)后串聯(lián)”，循環(huán)水泵既能和機(jī)組實(shí)現(xiàn)一對(duì)一供水，

13、以此保證各個(gè)裝置之間協(xié)調(diào)運(yùn)行。對(duì)分、集水器兩者需要配備相應(yīng)的裝置，通常使用壓差旁通閥，這些對(duì)于空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)的使用有促進(jìn)作用。 </p><p>　?。?） 室外管網(wǎng)系統(tǒng)若地下水地源熱泵系統(tǒng)能夠按照標(biāo)準(zhǔn)形式設(shè)計(jì)，那么在全年時(shí)期里這種系統(tǒng)均可發(fā)揮理想的控制效果。一年中在不同的時(shí)間段里，地下水都能保持著均衡狀態(tài)，抽取的井水再次回灌到相同的水層，含水層的水量就能受到保護(hù)而布置于損壞。 </p><p

14、>　　a抽水井、回灌井：抽水井、回灌井的布置需要按照實(shí)際場(chǎng)地情況而定，不僅要維持地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還要方式水井能源過度耗損。按照工程施工的具體標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)收集到數(shù)據(jù)實(shí)施分析后，保證各個(gè)井的平均井深要為120m，設(shè)計(jì)降深為8～10m。抽水量在103m3/h，回灌水量在60m3/h，靜止水位為地下34m，動(dòng)水位平均約為地下40m。按照計(jì)算后得到的結(jié)果對(duì)水源熱泵機(jī)組的型號(hào)合理選擇，室外共需30 眼井，1 眼井是觀測(cè)井，這樣可以對(duì)地

15、下水的運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)掌握探測(cè)，井水出水溫度常年在16℃。井水系統(tǒng)可劃分成兩個(gè)時(shí)期，一期需要使用的井水量473m3/h，根據(jù)這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃一期需13 眼井，將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成5 抽8 回；二期共需井水量549m3/h，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成6 抽10 回。30 眼井按照小區(qū)外圍布置，井間距需大于30m。抽水井、回灌井孔徑均為425mm。 </p><p>　　b蓄水池及回灌水池：由于每個(gè)機(jī)房選擇的內(nèi)機(jī)型號(hào)不同，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采取針對(duì)性的處

16、理方式，保證水量能均勻布置。為了能讓這一問題得到處理，我們應(yīng)該對(duì)兩期井水系統(tǒng)機(jī)組、井等相應(yīng)的位置中，建立蓄水池來滿足用水需要。施工時(shí)要先把井下水轉(zhuǎn)移到蓄水池里，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的裝置把井水轉(zhuǎn)移到各個(gè)機(jī)房以供使用，這樣可以達(dá)到機(jī)組運(yùn)行的要求。若對(duì)水池設(shè)計(jì)有更高的要求，則必須要降低井口的數(shù)量，對(duì)于不同的季節(jié)同樣需要做好數(shù)量調(diào)整，這一才能讓蓄水池的作用得到發(fā)揮。 </p><p><b>　　4 控制系統(tǒng) <

17、;/b></p><p>　?。?）熱泵機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)：為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的有效控制，通常要對(duì)各臺(tái)熱泵機(jī)組裝設(shè)微電腦控制設(shè)備，這樣是為了達(dá)到冷熱水的控制效果。按照空調(diào)內(nèi)容回水溫度，對(duì)動(dòng)控制熱泵機(jī)組壓縮機(jī)開啟臺(tái)數(shù)，且保證各個(gè)機(jī)組的運(yùn)行時(shí)間處于相同水平。 </p><p>　?。?）水池的控制系統(tǒng)：采取的主要措施是通過水池的水位控制深井泵的開啟。 </p><p>

18、　　（3）井群控制：對(duì)每期的井水系統(tǒng)中的井進(jìn)行分組,以便于控制。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　據(jù)世界環(huán)保組織估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵，平均可節(jié)約用戶30%～40% 的采暖空調(diào)運(yùn)行費(fèi)，因此它將成為大有發(fā)展前景的采暖空調(diào)技術(shù)。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b><

19、/p><p>　　[1] 王麗莉.淺議暖通空調(diào)設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題[J]. 中國新技術(shù)新產(chǎn)品. 2011(12) </p><p>　　[2] 魏燕鑫,左風(fēng)云.淺論地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)節(jié)能中的運(yùn)用[J]. 中華民居. 2011(04) </p><p>　　[3] 李新國,趙軍,朱強(qiáng).地源熱泵供暖空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性[J]. 太陽能學(xué)報(bào). 2001(04) </p>