土壤源热泵技术应用

关键 词 ： 土壤 源 热 泵 ， 埋 管 ， 计 方 案 地 设 中 图分 类 号 ：Ｕ ３ Ｔ８１ 文 献标 识码 ： Ａ
地 源热泵空调 技术 是一种 利用浅 层地 热能 通过热 泵技术 将 满足部分卫生热水负 荷 ； 冬季应优先保 证空调用热 负荷开启 机组
低位能向高位 能转移 ， 以实现供热制冷 的高效节能 的供热空 调技 ａ和 ｂ 空 调 用 热 为 部 分 负 荷 时 开启 机 组 ａ或 ｂ及 机 组 ｃ冬 夏 季 ， ， 术。冬季浅层地热 能 的热 量被 提取 出来 ， 通过热 泵提 升温 度后 ， 不 足 卫 生 热 水 负 荷 由辅 助 热 源 提供 。 给室内供暖。夏 季 ， 通过制冷循环将室 内的热量取 出来释放 到地 ４ 地埋 管换 热器设 计 下， 同时对建筑物进 行供冷 ， 季释放 的热 量可作 为卫 生热水 热 夏 土壤源热泵机组 的综合 Ｃ Ｐ 能效 比） 季 ３４ 夏季 ５ ９ 。 Ｏ （ 冬 ．４， ．３ 源 回收利用 ， 以， 所 地源热 泵技 术在酒 店等 此类有 全年 卫生热 水 根 据空调负荷求 出冬 季最大地下取热负荷为 １２ ７ｋ 夏季最大 ０ Ｗ， 要求的建筑中得 到了广泛应用 。 散热负荷为 ２５ ２ｋ ７ Ｗ。空调冬季 从土壤 吸 收的热量 和夏季 向土 壤排放 的热量可 以由下述 公式 计算 ：
车库及设备用房外均 要求 设置 中央空 调 ， 围无 城市 热力管 网 ， 壤排放 的热量 一卫生热水 回收量 ， 值为 １４ ２ｋ 过 渡季节及 周 其 ９ Ｗ，
且要求冷热源低碳环保。
冬 季均 为从 土壤 吸 收热 量 ， 建 筑物 全年 动态 负荷模 拟结 果来 从
看， 通过调整卫生热水 负荷 ， 基本可达到放热和取热的平衡 。 １ 方案 １ ） 。按照夏季工况进行埋管 ， 总埋管量为 ： 夏季 向土壤
Ｑ ＝Ｑ ｌ ｇ×（ —１ Ｃ Ｐ） １ ￣Ｏ 。
Ｑ ＝Ｑ ２ 冷×（ ＋１ Ｃ Ｐ） １ ￣Ｏ 。
１ 工程 概况
本工程分为 ５ 区 ， 个 共有单体 ２ ０多个 ， 每个单 体均 为 ２层 ～
３层建筑 ， 要 功能 有 餐饮 、 乐 、 议 、 主 娱 会 客房 、 游泳 池 等。 占地
ａ 建筑物基 础桩基 之下 ；． 筑物 范 围以外 空地 。由于 ｂ建 靠运行提供试验数 据 。为 了准确 掌握工程 地点 的地质 情况 和地 种选择 ：． 下热物性参数 ， 进行 了地埋管 实验孔安装 和地 下热 响应测试 。采 地埋管 换热器施 工需 要 的时 间 比较 长且必须 在埋管完 成后方 可 影响 整个工 程进 度 ， 同时埋设 于桩 基下 的 用单 ｕ地埋管测试 。根据实验数据和推 导的传热 模型 ， 得到项 目 进行建筑物桩基施 工 ， 检查井 内用 阀 门控制 ， 地点 的地下综合热物性参数 ： 导热系数为 １５ （ ・ ， 土 每个 回路地埋管都 要求 接至建 筑物 以外 ， ．４Ｗ／ ｍ Ｋ） 岩 整个 管路 系统复 杂 ， 且 初始平均温度约为 １ ６℃ 。夏季换热能力 为 ５ ．３Ｗ／ ４ ８ ｍ。冬 季换 以备任何一 回路 出现 问题时能 独立 关 断，
第３ ７卷 第 １ ９期
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１６ ・ １
２ ０ １ １年 ７ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ．１ １３７ Ｎｏ ９
Ｊ１ ２ １ ｕ ． ０１
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水
・暖
・电
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文章 编 号 ：０ ９ ６ ２ （０ ）９ ０ １ ・２ １０ — ８ ５ ２ １ １ — ｌ ６０ １
９ ３万 ｍ ， 上建 筑面 积约 １４ ． 地 ．３万 ， 建 筑面 积 约 １２ 万 ， 地下 ．１
其 中 ，。 Ｑ 为冬季从土壤吸收 的热量 ，Ｗ； 为夏季 向土壤排 ｋ Ｑ
容积率为 ０ １３ 鸟瞰整个 园 区像 盛开 的一 朵花 的五个 花瓣 。每 放 的热量 ，Ｗ； 热为冬 季 最 大热 负荷 ，Ｗ； 冷为夏 季最 大 冷负 ．５ ， ｋ Ｑ ｋ Ｑ 个单体之间及单体 与园 区围墙之 间有 大量 的绿地 面积 。除 地下 荷 ，Ｗ。夏季 向土壤排放 的热量按 满负荷计 算为 ： ｋ 夏季 空调 向土
热 能力 为 ３ ．３Ｗ／ １７ ｍ。
造价高 ， 故本工 程选 择将地埋管敷设于建筑物 以外空地。
３ 地源热 泵冷 热水机 组设 计
１ 建筑物空调负荷计算 结果 ： ） 冬季最 大热负 荷为 １７０ ｋ ０ Ｗ， 夏季最大冷负荷为 ２２０ｋ ０ Ｗ。２ 建筑 物游泳 池和高温 池及客 房 ）
２ 前 期准 备
根据本工程既要满足低碳环保 ， 又有足够 的地 埋管 空间 的现
每米埋管散热量 ＝ ９ ０ ／ ４ ８ ２ １ ｌ ４ ２００ ５ ．３＝ ７２ １Ｉ。 ｌ 状 ， 用地 源热泵作 为冷热源 。由于我 国在土壤 源热泵技 术 的应 排放的热量／ 选 ２ 方案 ２ ） 。按 照冬季 工况进 行埋 管 ， 总埋管量 为 １２ ７０ ０ ０ ０／ 用方面处于起步阶段 ， 而地埋 管换 热器的传热 性能随着施 工地点 １７ ３ ４ ｎ 的地质构造不同发 生很大 变化 ， 因此 ， 有必 要采 用现场 测试 法进 ３ ．３＝ ８００ｉ。由此可得应按方案 ２考虑埋管数量。 行地埋管换热器 的实地试验研究 ， 为土壤源热 泵的优化 设计和 可 ３ 地埋管场 地 的确定 。通 常地埋 管换 热器埋 设场地 可有 两 ）
土 壤 源 热 泵 技要： 结合工程 实例 ， 细介绍 了地 源热泵系统设计 的具体 步骤 ， 详 阐述 了土壤 源热泵 系统设计 时热响应测试 的必要 性 ， 并确 定 了地 埋 管优 化 设 计 方 案 ， 而 解 决 了地 埋 管 室外 换 热 器 和 热 泵 机 组 的 设 计 及 选 型 问题 。 从