上海自然博物馆土壤源系统案例

    1 工程介绍

    上海自然博物馆项目位于上海市静安区，北京西路石门二路处，在建雕塑公园北部，基地面积12000m2，总建筑面积45300m2，其中地上建筑面积12700m2，地下建筑面积32600m2。建筑总高度18m，地上三层，地下二层。建筑功能主要为展厅，另有藏品室、办公室等辅助用房。为了采用可再生能源以实现节能减排，展厅和藏品库拟采用土壤源热泵系统，夏季冷负荷5000kW,冬季热负荷3000kW。

    2 系统设计概况

    2.1 冷热源

    展厅和藏品库等大空间的空调冷热源由土壤源热泵承担，主机选用3台制冷量为1673kW、制热量为1789kW螺杆式地源热泵机组。冷却方式采用地埋管土壤换热器为主，埋管数量按冬季负荷设计，夏季不足的部分采用常规冷却塔进行补充。

    2.2 土壤换热器设计

    地下埋管土壤换热器是地源热泵系统的关键组成部分，是土壤源热泵系统设计的核心内容，其选择的形式是否合理，设计的是否正确，关系到整个地源热泵系统能否满足要求和正常使用。

    上海地区属于太湖流域的冲积平原，浅层土以黏土、亚黏土及粉砂为主的软土，属于第四纪沉积层，且土壤潮湿，地下水位高，含水量充足，土壤源热泵系统换热效果好，是土壤源系统较适合的土壤类型，采用单U型埋管综合性能高于双U埋管。单U埋管夏季单位井深放热60W/m，冬季35W/m。

    因为地质较好，钻井难度不大，埋管深度按100m进行设计（地铁下埋管深度90m）。钻井数量按冬季工况设计，初步设计557口100m的钻井，224口90m的钻井。 为保证土壤散热能力，埋管间距尽量取大，根据场地的实际情况，按4.5m×4.5m埋管设计，可满足空调要求。

    2.3 末端设计

    各展厅均采用全空气变风量系统，旋流风口或喷口送风，集中回风。根据室内温度自动调节送风量，空调器采用带有新排风热交换的功能，最大程度节省能源，并实现过渡季节全新风运行。小办公室、会议室等小空间采用直接蒸发式的变频多连机热泵系统。

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