北京某别墅地源热泵系统设计案例..doc

北京某别墅地源热泵系统设计案例 随着现代社会的高速发展，人们对居住环境舒适度和能耗的要求越来越高。尤其别墅作为一种高档住宅越来越多地出现在人们身边。人们常说，拥有别墅是财富的象征，在别墅的各类设施中，中央空调占很重要的地位，直接影响楼盘的销售和以后业主的生活。 　　高档别墅对其中央空调系统有着高标准：高效、稳定、环保、节能。 　　(1)室内空气品质应满足高标准的温、湿度要求，这就要求在不同室外工况下有持续稳定的冷、热源; 　　(2)室内、外应宁静宜人而且内、外环境应合理配合装潢及视觉要求，确保美观; 　　(3)真正优异并适合高档别墅的空调方案应同时具备技术性能特点、运行成本、维护管理等方面的相对优异性并应兼具科技创新及绿色环保概念。 　　由于别墅具有鲜明的使用独立性，而且很多别墅主人往往将其作为第二居所，可能长时间停止室内的正常供冷和供暖。因此对于别墅小区类项目来说，集中的冷热源会出现使用率低、管网平衡难以调节等问题;因此越来越多的别墅项目是以单栋别墅为单位，设立有独立冷、热源的户式中央空调系统，用户可以根据需求开启和调节，即开即用，方便灵活。 工程概况　　工程是由中国集团有限公司在中国北京发展的新型老年社区，建设单位及设计单位均力争将本社区打造成为绿色、环保、适宜退休人员居住的典范工程。该项目已获建设部评定的2A级住宅。 　　该社区位于北京东北约50km的顺义潮白河畔，占地234公顷，总建筑面积79万m2，分三期建设，目前第一、二期已投入使用，三期正在建设中。该社区可以容纳1.2万居住人员，并提供了一系列包括公寓，联排别墅及独立别墅的居住建筑，以及为社区服务的配套公共服务中心建筑。 　　所处地区市政条件匮乏，既无市政燃气管道，也无城市热网，对于采暖和空调系统的冷源如何设置，是设计中重点探讨研究的课题，通过技术经济分析比较及深入细致的调查研究最终决定： 　　在二期的独立住宅项目中采用环保节能型的土壤源换热的地源热泵技术(见图1、图2)。 优、缺点(1)优点：环保性，与燃煤锅炉相比，可大量减少污染物的排放，保护大气环境。技术成熟性，目前国内、外已有大量成功实例，节省运费。 (2)存在的问题：系统自动化的设计要求应提高;机房的设计空间不够合理，留有经济合理的维修空间。 (3)尚待研究解决的问题：地质结构与不同深度地温的关系;单位管长换热量及其变化;冬夏季取、排热量不平衡问题等。 图1 图2 　　综上，可以得出这样的结论： 　　(1) 节能高效，运行费用低： 充分利用地下能源，用一份电可制造4份以上的热量，其中三份热量直接来于大地，大大降低了运行费用; 　　(2) 绿色环保： 系统运行时无任何大气排放问题，属真正环保意义的空调方式; 　　(3) 运行平稳，寿命长：系统及控制较简单，运行可靠性好，安装于室内及地下，避免恶劣环境，地下部分可用50年，机组使用寿命长，均在15年以上。 　　别墅的户式中央空调系统常见形式　　风冷(热泵)冷水机组+风机盘管　　此为传统方案，已发展的比较成熟，采用自动化变频控制，可以实现全面调节运行。 　　风管式户式中央空调(风道机)　　此种方式是通过风管将冷风或热风送入室内。室内机组不是风机盘管而是一种管道空调机，通过各个风口，送入室内。 变制冷剂流量系统(　　VRV空调系统，可以根据室内负荷大小自动调节其容量，具有较好的节能效果，室内机形式也比较多样化。这种系统形式由于自身的灵活性目前使用比较广泛。 　　但是以上三种形式的系统在满足了室内温湿度要求之后，却都有以下几种弊端： 　　(1)由于都属于空气源热泵的原理，所以都必须设置室外机，室外机除了要寻找合适的摆放位置外，还不可避免地产生噪音问题，对住户和小区的视听环境都会产生一定的影响。 　　(2)在北方地区应用以上系统还有一个更麻烦的问题是冬季室外温差低的时候，热泵的效率很低，一般的空气源热泵零下五度以下工作效率低，所以冬季必须有其他辅助加热措施，而且使用时需要除霜。 　　(3)对于大多数长期生活在北方的人来说，要在漫长的冬季使用空调是非常不适应的，甚至是根本不能接受的。所以北方地区的高档住宅冬季大都采用了比较舒适的低温地板敷设采暖系统，也就是说冬季必须有稳定的热源。所以采用以上几种空调系统的别墅大都另配了燃气采暖炉供冬季使用。 地源热泵中央空调系统介绍　　地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统。地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统三种形式。 　　(1)地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下;闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。 　　(2)地表水热泵系统与土壤源热泵系统相似，用潜在水下并联的塑料管组成的地下水热交换器替代土壤热交换器。 　　虽然采