青秀城地源热泵中央空调系统设计

王晓辉 李会增 陈红军

引 言

利用浅层地热能的冷暖两用空调，地源热泵中央空调系统是一种既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统，是实现暖通设计节能减排、保护环境的最友好、最有效的供冷、供热系统。本文即以合肥青秀城售楼部地源热泵中央空调系统设计为例，探析地源热泵中央空调系统在暖通设计中的应用，以求为其他的类似项目提供相关的经验及依据。

1 地源热泵空调系统概述

1.1 地源热泵中央空调系统组成

地源热泵中央空调系统是由室外地下埋管系统、地源热泵中央空调机组系统与室内空气处理末端系统等三部分组成（图1）。

可见，这里的地埋管水循环和室内末端水循环系统是能量的主要传递者，整个系统就是一个不断的热量交换、能量转换的过程。

1.2 地源热泵空调系统的特点

地源热泵中央空调具有以下优势：①它采纳了可再生能源的技术优势。冬天吸热、夏天排热，绿色环保；②是高效节能的空调。稳定的土壤温度环境提高了空调系统的工作效率，保障了空调的制冷及制热效果的实现；③环境效益显著。④兼顾供暖和制冷的双重使用功能；⑤维护便捷，节约成本。⑥舒适亲人。

2 合肥青秀城售楼部地源热泵中央空调系统设计

2.1 项目概况

合肥青秀城售楼部地源热泵中央空调系统设计项目建筑面积约4000m2，建筑共四层。地下室为会议室、地上一层为展示区、地上二三层为办公区域。本次设计内容包括空调末端设计、地板辐射采暖系统设计、室外地埋管换热系统设计以及地源热泵机房系统设计四项内容。

室外地埋系统：钻孔84口。孔径150mm。孔深100m，工艺潜孔锤。

风系统设计：夏季采用风机盘管系统，冬季使用地板采暖辐射系统，新风系统为大空间使用顶送风（下送风），单独办公室使用踢脚线送风。

空调负荷：系统总冷负荷420kW，冬季热负荷350kW。

2.2 室内/室外计算参数

2.3 地源热泵中央空调风系统设计

根据该售楼部的分布格局特征，二层和三层的单独的小办公室采用踢脚线送风。考虑到空调所具有的一般使用功能，这里设计保证每个小办公室都随时可以制热、制冷、除湿和通风。一般来说，这些区域的内外区分隔是比较明显的，详细的空调风系统可参见图2。

2.4 地源热泵中央空调水系统设计

地源热泵比之于传统的空调控制系统所具备的的节能环保优势很大程度体现在其水系统的设计上。随着末端空调的负荷变大变小，电动的二通阀会相应的发生调节来改变流经末端换热器的冷冻水量，随后的电动阀调节水流量或者是采取改变水泵频率的方式，实现对冷冻水系统的水流量的控制以适应整个系统产生的负荷的变化。在本项目中，空调水系统采用双管制一次泵变流量同程式系统。所有风机盘管加设电动二通阀。（见图3）

2.5 地源热泵中央空调地下埋管式热换器系统设计

2.5.1 竖井埋管管长

作为U形埋管的内径di通常为20～40mm，其管内设计流速一般为0.6～1m/s，本设计管内流速取0.7m/s。管内径40mm

2.5.2 竖井数目确立及孔径

2.6 地源热泵中央空调系统热泵机房设计

地源热泵中央空调系统热泵机房设计要考虑到机房建筑設计与设备布置的要求。设备位置要求一方面靠近冷热负荷比较集中的地方，一方面要求尽量离热源比较近，在节省耗材的同时集中供暖制冷。考虑到机房有一定的温度需求，选择的机房房间应该有良好的照明、朝向以及自然通风状况，或者机械通风设施完善。为了避免设备检修的时候放水阀排出大量的不适宜的水，机房内也应该有较好的排水设施。

3 结 论

地源热泵中央空调系统在暖通设计中的应用需要因地制宜，在分析当地的地热资源优势、电力资料、气象资料、地质资料、水文资料等的基础上，结合所需要选取的系统设备主要性能、技术参数、规格、尺寸、质量与价格等来，以使用的需求为根本出发点，才能形成比较成功的设计系统，才能实现所需的暖通设计中的节能目的，才能为建筑能耗的降低给予支持。

参考文献

[1]李传景.地源热泵中央空调系统在建筑中的应用探讨[J].门窗，2014（2）：65+67.

[2]肖向阳.地源热泵中央空调节能控制系统研究[D].湖南师范大学，2010.

[3]高亮.地源热泵空调自动控制系统设计[D].太原理工大学，2013.