地源热泵系统的设计资料.doc

高效闭环地源热泵系统设计和实施 ? 美国能源部IUEP国际能效示范中国项目 徐云生，美国密苏里大学环境与能源技术学院 N124 Engineering Building North, ENTECH, College of Engineering, University of Missouri-Columbia, MO 65203 N124 Engineering Building North, ENTECH, College of Engineering, University of Missouri-Columbia, MO 65203 Lee Peyton, Ph.D. Sustaine Technologies P.O.Box 7364, Columbia, MO 65205 USA P.O.Box 7364, Columbia, MO 65205 USA 王宽，国际地源热泵协会中国地区委员会北京南新仓国际大厦A座506室 北京南新仓国际大厦A座506室, Email: Charles.wang@ ,010 摘要： 本文全面介绍了美国能源部IUEP国际能效示范中国项目：中关村华夏科技大厦地源热泵空调供热系统的设计和实施情况，包括埋地换热器设计和施工，监测，资助，示范作用，二氧化碳减排交易，建筑美学等多方面内容。该项目已经通过中国有关科研机构的权威节能检测。 关键词：埋地换热器设计和施工，监测，国际资助，示范作用，二氧化碳减排交易，建筑美学 建筑概况 华夏科技大厦地处北京上地信息开发区中关村软件园。是国家软件开发基地的企业之一。该地区没有城市热力供一应，邻近的大部分建筑使用天然气锅炉供暖，供暖成本较高。软件园的开发和管理者对清洁环境有特别的追求，期望能为无烟产业-软件产业-创造一个真正的绿色社区。因此，可再生能源的使用在这里一直得到鼓励。 主 主体结构于 2004 年 11 月完成 华夏科技大厦为一回字型建筑，包括地上三层，地下一层，总面积为 28,670 平方米。大厦同时具备办公室和公寓房间。公寓部分乃是考虑软件企业的特点而为开发和管理人员预备的。分离的 15 套公寓安排在建筑的西北角。这种安排，使得我们能在同一幢建筑里示范地源热泵是如何满足公寓居所和商用空间的能源需求的。 建筑在东面，西面和中庭大面积采用落地玻璃，给室内带来充分的自然光线，但另一方面 加重了建筑的能源负荷。该建筑的冷负荷为2600KW，热负荷为2800KW。实际设计和机组选型按热负荷进行。 过去，这对于我们只是土壤而已，今天，通过 地源热泵，它已经能像煤一样为我们提供源源 不绝的能源华夏科技大厦的主体结构已于2004年11月完成，在当年开始试运行供暖。大厦其中一层已作为美国第三大软件公司，PeopleSoft 公司，在中国的办公大楼。另有多家知名IT企业入住，截至2006年初 过去，这对于我们只是土壤而已，今天，通过 地源热泵，它已经能像煤一样为我们提供源源 不绝的能源 根据北京市节能中心在中国建筑科学研究院支持下，在2006年4月针对华夏科技大厦地源热泵空调采暖系统出具了系统节能检测报告。经过2个采暖季和一个供冷季的检测表明，系统全年运行节能效果良好，相对常规系统节能达到40%。 埋地换热器设计和施工 华夏科技大厦全部的供暖和冷气均由封闭式的地源热泵系统来提供。和开式水源热泵相比，这种系统不再使用地下水，而是在地下通过垂直安置的一系列 U-型管道阵列，通过管内流体的封闭循环来将地下的能源带出（入）至所用空间。在夏季，空调系统所排出的废热被输送至地下，而在冬季，土壤中的能量被不断地提取出来。我们使用的不再是化石燃料所“创造”的能量，而是在季节间作能量的“转移”。 华夏科技大厦共使用了 695 组 U-型垂直埋 管，平均深度69米。同时使用了5000米的水平埋管。根据可用的埋管空间情况，综合采用了垂直单U换热器、垂直双U换热器、水平单管换热器、水平多管换热器等多种形式。埋管材料采用国际地源热泵协会认定的 HDPE 3408。 闭式地下换热系统的垂直方式 这种材料具有良好的抗腐蚀，抗老化的性能。极限拉伸长度可达 1：5。同时具有较好的导热性能，其导热系数接近土壤，是普通 PVC 材料的 4-5 倍。采用这种经过实际工程检验的材料，并在地下部分避免任何的金属和其它材料的部件，不使用阀门和其它的任何联结方式，而只采用热熔接的方法连接地下管网。上述措施使得地下系统的寿命 能够保持在 50 年以上，预期寿命可达 100 年。这意味着地下系统 可以和建筑同寿命，并和 3-4 代地上设备相匹配。 在天庭中，共安置有 72 组 U-型埋管，为公寓房 间提供空调，暖气和生活热水。图为在地下埋管 施工完