157 太原南站冷熱源系統(tǒng)設(shè)計

1、太原南站冷熱源系統(tǒng)設(shè)計太原南站冷熱源系統(tǒng)設(shè)計中南建筑設(shè)計院王春香馬友才劉華斌摘要摘要詳細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)（復合型地源熱泵系統(tǒng)）在太原南站中的運用，闡述了在設(shè)計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。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，主要承擔石太、大西客運專線旅客到發(fā)業(yè)務(wù)?？偨ㄖ娣e183952平方米，其中客運用房面積59639平方米，站臺雨棚面積70550

4、平方米，由出站層、站臺層、高架候車層三個平面層組成。站房主體最高點距地面38.6米。由進出站廳、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，預計城市熱網(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組供熱。量1100KW；東機房選用一臺水水板式換熱機組供熱，換熱量1000KW。采暖水側(cè)進出溫度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)以及熱風幕系統(tǒng)。4.34.3土壤源熱泵機組的配置土壤源熱泵機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候需考慮全年內(nèi)土壤取熱與釋熱的平衡。如果這兩個熱量平衡，則土壤換熱器長期運行時不會引起地層中熱量（或冷量）的積累而使其性能退化。經(jīng)計算，太原南站的夏季冷負荷為9765kW，冬季熱負荷為8937kW（其中1703kW為大門熱風幕及行包房采暖熱負荷）。太原地區(qū)

7、冬季采暖時間為120天，夏季空調(diào)時間為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)計按夏季冷負荷選配地源（土壤源）熱泵機組、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。考慮到車站建成時，城市熱網(wǎng)有可能還未能形成，配置地源熱泵機組時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行自調(diào)節(jié)。考慮到太原南站地下多為巖石層，導熱快，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)置一個冷熱源機房，其中西站房設(shè)垂直埋管式土壤換熱器共四十五組，共計打井數(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，共計打井數(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)夏季進出溫度35／30℃，冬季進出溫度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。西機房服務(wù)整個站房空調(diào)負荷的62.7%，西站房夏季空調(diào)配機負荷5016KW，冬季空

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

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