地源热泵空调在谋地下商业建筑中设计运用系统1.doc

地源热泵空调在某地下商业建筑中设计运用 浙江省建筑设计研究院 施春燕 姚国梁 摘要：本文分析了浙江某地下商业建筑的特点，对三种冷热源空调方式进行了经济分析比较，并介绍了地源热泵系统在本项目中的设计运用。 关键词：地下建筑 可再生能源 地源热泵系统 0 引言 随着我国经济的发展，对能源的需求不断增加，对可再生能源的利用开发被提到了议事日程上，国家相继出台《中华人民共和国节约能源法》、《民用建筑节能管理规定》、《建设部建筑节能“十五”计划纲要》、《地源热泵系统工程技术规范》等一系列法规、政策、并安排专项资金提供财政补贴，大力提倡和鼓励可再生、可持续发展能源的发展利用。 地源热泵系统是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400m深）作为冷热源，进行能量转换的供冷、供热系统。它是以传热介质为载体，通过热泵机组的运行，冬季将土壤的热能传递转移到需供暖的建筑物内部，夏季又可以将建筑物内热量，传递转移到地球浅部地层中去。它充分利用了地下土壤常年温度相对稳定的特点，提高了系统运行效率，是高效、节能、环保的一种空调系统。本文通过浙江某地下商业建筑项目，分析探讨了地源热泵系统的运用及与其它空调冷热源方案的比较。 1 工程概况 本工程地下中央商务区位于中央花园的下方（见图1）。工程总建筑面积为56390m2，共地下2层。其中地下一层主要为精品商业街及地下机械停车库，地下二层主要为停车库及设备辅助用房，并设有4个人防区。建设地属于冬冷夏热地区。 到本工程四周有较大的绿化区域，有充足的室外面积用于埋设地埋管，具备采用地源热泵系统先天条件。 2 空调负荷特性 本工程空调主要用于地下一层的商业街，上部覆盖大于1.5m的绿化带，具有建筑围护结构负荷小、负荷强度变化小、间断运行、负荷的持续性不高、冬暖夏凉、商场人员较多、夏季冷负荷高、而冬季热负荷小、新风负荷较大等特点。空调使用面积约为1.1万m2，按当地气候参数，夏天空调年使用120d，冬季年使用90d，每天按13小时运行计算。由HDY-SMAD暖通空调负荷计算软件算得本项目夏季最大冷负荷为1600kW，冬季最大热负荷为500kW。无生活热水负荷。根据全年动态负荷计算的结果，夏季总冷量累计为kWh，冬季总热量累计为kWh，见表1。 表1 全年动态负荷表 月份 1月 2月 3月 4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 合计 热负荷（kWh） 40625 0 0 0 48750 冷负荷（kWh） 78000 由于夏季的总冷量和冬季的总热量相差悬殊，本项目以冬季的需热量来选择供热方式，而夏季供冷主要采用高效的水冷式冷水机组方式来解决。 3 空调冷热源选择 3.1 冷热源方案比较 空调冷热源的选择，在空调设计中占有举足轻重的地位，不仅关系到项目的建设成本，还关系到系统的日常运行成本。因此，根据项目的特点、合理地选择空调冷热源就显得尤为重要，有必要对工程项目进行多方案经济分析比较，选择最佳方案。以下对三种冷热源的方案进行分析比较： 方案一：地源热泵+水冷冷水机组，该方案需设置冷冻机房，无锅炉房，消防安全性较好。使用可再生能源，需要有约3500m2敷设地埋管的场地。 方案二：燃气锅炉+水冷冷水机组，该方案需要设置冷冻机房及锅炉房，需设置锅炉烟囱，锅炉房内需设置消防设施、防爆设施。消耗不可再生能源--天然气。 方案三：风冷热泵+水冷冷水机组，该方案需设置冷冻机房，无锅炉房，消防安全性好，风冷热泵运行受室外温度影响较大，冬季低温时机组能效较差。 3.2 一次初投资分析 三个方案的冷热源初投资见表2。 表2 冷热源初投资比较 项目 地源热泵+水冷冷水机组 (方案一) 燃气锅炉+水冷冷水机组 (方案二) 风冷热泵+水冷冷水机组 (方案三) 备注 型号 数量 总价 （万元） 型号 数量 总价 （万元） 型号 数量 总价 （万元） 水冷冷水机组 550kW N:105kW 2台 2×28.5 800kW N:108kW 2台 2×38 550kW N:105kW 2台 2×28.5 合资 地源热泵机组 500kW N:108kW 1台 25.8 0 0 0 0 0 0 合资 风冷热泵机组 0 0 0 0 0 0 600kW N:171kW 1台 77.4 合资 燃气锅炉带换热器 0 0 0 500kW N:1.5kW 1台 22 0 0 0 合资 循环水泵 Q:100m3/h H: 32m N:15kW 3台 3×1.7 Q:140m3/h H: 32m N:18.5kW 2台 2×1.9 Q:100m3/h H: 32m N:15kW 3台 3×1.7 合资 供热水泵 0 0 0 Q:50m3/h H: 26