157 太原南站冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、太原南站冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)太原南站冷熱源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中南建筑設(shè)計(jì)院王春香馬友才劉華斌摘要摘要詳細(xì)介紹了地源熱泵系統(tǒng)與城市熱網(wǎng)供熱相結(jié)合的冷熱源系統(tǒng)（復(fù)合型地源熱泵系統(tǒng)）在太原南站中的運(yùn)用，闡述了在設(shè)計(jì)上如何使土壤總放熱量基本平衡，并介紹了該工程中空調(diào)、采暖系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞地源熱泵冷熱源冷熱量平衡節(jié)能Cold＆HeatSourceDesignofTaiyuanSouthRailwayStationByWangChunxiangMaYouc

2、aiLiuhuabinAbstract:ThispaperintroducesthecombineduseofgroundsourceheatpumpurbanheatingpipewkinTaiyuanSouthRailwayStation，designofcoolingheatingbalanceinground.Theairconditioningheatingsystemarealsodescribed.Keywds:groun

3、dsourceheatpump，coldheatsource，coolingheatingbalance，energysaving1工程概況工程概況太原南站(見圖1)位于太原市東南的小店區(qū)，距離太原市中心約7.9公里，地處國家級太原高新區(qū)、經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)及武宿物流區(qū)等三大園區(qū)交叉輻射的核心地段。為特大型旅客站房，主要承擔(dān)石太、大西客運(yùn)專線旅客到發(fā)業(yè)務(wù)?？偨ㄖ娣e183952平方米，其中客運(yùn)用房面積59639平方米，站臺雨棚面積70550

4、平方米，由出站層、站臺層、高架候車層三個(gè)平面層組成。站房主體最高點(diǎn)距地面38.6米。由進(jìn)出站廳、候車廳、售票用房、行包房、旅客服務(wù)、管理辦公用房等組成。圖1太原南站太原南站2冷、熱源方式的選擇冷、熱源方式的選擇2.12.1外部條件外部條件太原南站位于太原高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，周圍的市政條件還未形成。太原市有比較完善的城市熱網(wǎng)，但是小店區(qū)域的城市熱網(wǎng)仍在規(guī)劃之中，預(yù)計(jì)城市熱網(wǎng)最快三年內(nèi)可以供熱至太原南站。城市熱網(wǎng)供回水溫度為11080℃。2.2

5、2.2冷、熱源方式冷、熱源方式根據(jù)城市熱網(wǎng)的條件，考慮冬季采用城市熱網(wǎng)供熱，但是由于城市熱網(wǎng)可能在車站投入使用時(shí)仍未形成，若單純依賴城市熱網(wǎng)供熱，則建成初期車站有可能冬季不能供暖。因此采用地源（土壤源）熱泵與城市熱網(wǎng)相接合的方式（復(fù)合型地源熱泵系統(tǒng)）供冷熱。若建成初期城市熱網(wǎng)仍未能供給，則全部采用地源熱泵機(jī)組供熱。量1100KW；東機(jī)房選用一臺水水板式換熱機(jī)組供熱，換熱量1000KW。采暖水側(cè)進(jìn)出溫度90／70℃。采暖系統(tǒng)服務(wù)站房暖氣片

6、采暖系統(tǒng)、行包房暖氣片采暖系統(tǒng)、外部采暖系統(tǒng)以及熱風(fēng)幕系統(tǒng)。4.34.3土壤源熱泵機(jī)組的配置土壤源熱泵機(jī)組的配置由于地源熱泵系統(tǒng)為冬季從土壤取熱，夏季向土壤釋熱，故在選擇土壤換熱器的時(shí)候需考慮全年內(nèi)土壤取熱與釋熱的平衡。如果這兩個(gè)熱量平衡，則土壤換熱器長期運(yùn)行時(shí)不會引起地層中熱量（或冷量）的積累而使其性能退化。經(jīng)計(jì)算，太原南站的夏季冷負(fù)荷為9765kW，冬季熱負(fù)荷為8937kW（其中1703kW為大門熱風(fēng)幕及行包房采暖熱負(fù)荷）。太原地區(qū)

7、冬季采暖時(shí)間為120天，夏季空調(diào)時(shí)間為60天。這樣，每年從土壤中的取熱為向土壤中的散熱量的1.5倍左右。因此設(shè)計(jì)按夏季冷負(fù)荷選配地源（土壤源）熱泵機(jī)組、土壤換熱器，冬季根據(jù)土壤換熱器換熱能力確定地源（土壤源）熱泵機(jī)組制熱量，不足部分由城市熱網(wǎng)提供。這樣冬季通過調(diào)整城市熱網(wǎng)與地源熱泵供熱量達(dá)到冬季從土壤總吸熱量與夏季對土壤總放熱量基本平衡的目的?？紤]到車站建成時(shí)，城市熱網(wǎng)有可能還未能形成，配置地源熱泵機(jī)組時(shí)考慮冬季全部采用地源熱泵系統(tǒng)供熱

8、的可能。這樣就會出現(xiàn)每年土壤取熱大于釋熱的情況。因此城市熱網(wǎng)形成之前兩三年內(nèi)的不平衡需通過土壤本身進(jìn)行自調(diào)節(jié)。考慮到太原南站地下多為巖石層，導(dǎo)熱快，蓄熱差，短期內(nèi)的不平衡應(yīng)該能夠通過土壤自身調(diào)節(jié)，而不致影響土壤換熱器的性能。車站在東西出站層各設(shè)置一個(gè)冷熱源機(jī)房，其中西站房設(shè)垂直埋管式土壤換熱器共四十五組，共計(jì)打井?dāng)?shù)量1602口，有效埋管深度65.3～74m，埋管型式為雙U垂直式，埋管間距不小于5000mm采用dn25PE管；土壤換熱器夏

9、季換熱量5580KW、冬季換熱量3000KW；東站房垂直埋管式土壤換熱器五十組，共計(jì)打井?dāng)?shù)量938口，有效埋管深度66m，埋管型式為雙U垂直式，埋管間距不小于3800mm，采用dn25PE管；土壤換熱器夏季換熱量3260KW、冬季換熱量1750KW；循環(huán)水側(cè)夏季進(jìn)出溫度35／30℃，冬季進(jìn)出溫度4／8℃。地埋管各組供水管上均設(shè)平衡閥，各組內(nèi)地源井同程布置。西機(jī)房服務(wù)整個(gè)站房空調(diào)負(fù)荷的62.7%，西站房夏季空調(diào)配機(jī)負(fù)荷5016KW，冬季空

10、調(diào)配機(jī)負(fù)荷5748KW。選用四臺電力驅(qū)動的螺桿式地源熱泵機(jī)組夏季單臺制冷量1254KW，冬季單臺制熱量1302KW，夏季共計(jì)制冷量5016KW，冬季土壤換熱器換熱能力共計(jì)制熱量3210KW；不足部分由城市熱網(wǎng)提供。選用二臺水水板式換熱機(jī)組與三臺熱泵機(jī)組（部分負(fù)荷運(yùn)行）同時(shí)供熱；換熱機(jī)組單臺換熱量1100KW，二臺共計(jì)換熱量2200KW。東機(jī)房服務(wù)整個(gè)站房空調(diào)負(fù)荷的37.3%，夏季空調(diào)配機(jī)負(fù)荷2984KW，冬季空調(diào)配機(jī)負(fù)荷3220KW，其

11、中地源熱泵機(jī)組提供1910KW；選用二臺電力驅(qū)動的螺桿式地源熱泵機(jī)組，夏季單臺制冷量1492KW，冬季單臺制熱量1502KW；夏季共計(jì)制冷量2984KW，冬季機(jī)組（部分負(fù)荷運(yùn)行）共計(jì)制熱量1910KW，選用一臺水水板式換熱機(jī)組與二臺熱泵機(jī)組同時(shí)供熱；換熱機(jī)組換熱量1310KW。地源熱泵機(jī)組夏季空調(diào)供回水溫度613℃，冬季空調(diào)供回水溫度50／45℃；換熱機(jī)組一次水側(cè)進(jìn)出溫度110／80℃，空調(diào)水側(cè)進(jìn)出溫度50／75℃。冬季空調(diào)回水(45℃