北京某商务园区地源热泵空调系统方案设计
张瑾
（中国中元国际工程公司）
摘要：本项目采用复合式空调系统，即地源热泵+燃气锅炉+冷水机组系统，按照满足60 %的冬季热负荷配置换热孔和热泵机组，冬季不足的供热量由燃气锅炉提供，夏季不足的制冷量由冷水机组提供。
关键词：地源热泵、土壤换热器、热泵机组、PE管、换热效率。
1 ．引言
随着我国建筑业的持续发展，对建筑节能的要求越来越高。减少我国冬季采暖所造成的大气污染，降低供暖空调系统的能耗、节约能源是建筑节能和暖通空调工作者一直追求的目标，特别是近年来大中城市为改善大气环境、迫切需要减少燃煤量、大力推广使用包括可再生能源的清洁能源。地源热泵供暖空调系统冬季从大地吸收热量、夏季向大地放出热量，再由热泵机组向建筑物供冷供热。该系统和常规电制冷系统相比大约节能５０％，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的新型空调系统。近些年这项技术在我国得到了大力发展，已经有很多工程案例。
地源热泵技术是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，来源包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。热泵机组通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。
2． 工程概况
商务园区位于北京市北，温榆河边，总建筑面积约45万平米，占地约55万平米，园区内有集团办公楼、宿舍楼、培训中心、商务楼，体育馆等建筑，分两期建设，一期建筑面积23万平方米，需要夏季制冷和冬季供暖。
3. 冷、热负荷
根据设计规范估算冷、热负荷值，商务园区的空调面积按照23万平米估算：
夏季冷负荷面积指标为100w/m2，总冷负荷约为23000kw；
冬季热负荷面积指标为70w/m2，总热负荷约为16100kw。
4．水文地质条件
本项目所在区域的第四系厚度约为三、四百米，主要岩性为粘土、砂质粘土、砂层、砂砾石等，富水性一般，比较适合实施垂直埋管的地源热泵系统，土壤换热器适宜的垂直深度为140m左右。
5．设计思路
鉴于本项目的建筑功能较为复杂，而且冬、夏季负荷相差较大，冬季热负荷为夏季冷负荷的70%，如果按照满足夏季冷负荷需求设计成单纯的地源热泵系统，必然会导致机组和换热孔的数量较多，初投资较高，而且部分换热孔和热泵机组在冬季闲置，形成不必要的浪费。因此，本项目的空调系统设计成复合式空调系统，即地源热泵+燃气锅炉+冷水机组系统，按照满足冬季热负荷的60 %配置换热孔和热泵机组，其余部分的冷热量，冬季由燃气锅炉提供，夏季由冷水机组提供。
6．主要设备配置
6.1 主要设备配置
冬季供热 按冬季供热负荷的40%，选配2台真空燃气锅炉，单台制热量3500kw，另外选配3台离心式热泵机组，单台制热量3323kw，制冷量2970kw，可满足冬季的供热需求。夏季供冷 3台单机制冷量2970kw的离心式热泵机组和2台单机制冷量7384kw的离心式冷水机组，同时选用4台冷却塔，可满足夏季的供冷需求。
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