山东省沂水中心医院天使花苑地源热泵空调方案分析

　　一、工程概况

该项目为临沂市沂水中心医院天使花苑住宅小区建设项目，总建筑面积：8.7万平方米，住宅楼９栋。其中三栋 11层，三栋15层，三栋17层，共计538户，分别为90户型、110户型和130户型。

二、设计依据

1、《采暖通风与空调设计规范》（GB50019-2003）

2、《公共建筑节能设计标准》

3、山东省《建筑节能设计标准》（GBJ14-037-2006）

4、《全国民用建筑工程暖通空调·动力设计技术措施》 （2003版）

5 、《建筑节能工程施工质量验收规范》（GB50411-2007）

6 、《地源热泵系统工程技术规范》（ G B50366-2005）

三、气象参数
四、主要设计参数

1.采用逐时负荷计算法确定，本工程夏季设计冷负荷3540KW，冬季设计热负荷3480KW。

2.地源热泵机组夏季空调供回水温度为7/12℃，地埋管侧进出水温度31/36℃；冬季空调供回水温度为40/45℃，地埋管侧进出水温度7.5/4℃。

五、空调冷热源

1、在选择能源形式时，综合考虑到小区的位置以及节能和环保的因素。

2、小区以小沂河为界分为南北两部分。场区附近无大的断裂通过，无不良地质作用，场地稳定。场地浅层地下水深一般在20米左右。因此工程地质和水文条件良好，具备较好的地埋管地源热泵应用的地质条件。工程现场可供地埋管的区域面积充足，尤其是地下水位较高，深层砾石层中的含水层富水性、透水性好，有利于地下热量交换，是采用地埋管地源热泵的理想区域。最终经过专家论证确定采用地源热泵提供空调的冷热源。

3、 本工程设置一个集中地源热泵机房，夏季冷负荷3600KW，冬季热负荷3400KW4、 主机选择三台螺杆式地源热泵机组，机组容量不考虑备用。

六、末端形式

小区配套空调，考虑大家装修形式的各异，楼房发售时不考虑整体装修，采用的是壁挂式明装风机盘管，每个卧式、书房、客厅、餐厅各一台。在确定末端设备的位置时充分考虑了后期装修的种种情况以及家具的摆放习惯。连接末端的管道和管件采用与墙面同色的扣板暗敷。

七、控制及分户计费方式

每个风盘配置一个遥控器，独立控制每个房间的温度和启停。在选择分户计费形式时，做了一番论证，要求即体现公平但是又不要很复杂和增加很多成本，最终确定采用简单分户计费法，即基础电费+使用电费。每户设置一个空调电表记取末端使用电量，按照每户使用的末端总电量分摊机组的电量。

即达到了用多少交费多少的目的，同时有利于行为节能。

八、机房设计

机房设在小区中部的地下一层，接近住宅小区负荷中心，建筑面积260平方米，机房内主要设备为三台地源热泵螺杆机组；四台负荷侧泵，四台地源侧泵，分别为三用一备，地源侧分集水器和用户侧分集水器以及水处理和定压设备。

考虑到末端的不同时使用性比较明显，所选择的是格力高效节能的地源热泵螺杆机组，该机组采用电子膨胀阀和优化控制逻辑，根据运行工况不同，自动计算最佳控制目标值，利用电子膨胀阀灵敏快速的调节特性精确的进行流量调节，任何时候都能保证机组的运行效率最佳。

每台水泵都设置了一个变频器，保证水泵流量能够根据实际负荷进行调节、室外地埋管设计

室外地埋管换热器布置在本工程室外场地内。根据山东建筑大学地源热泵研究所出具的地源热泵工程岩土层热物性测试报告，确定共设720个钻孔，钻孔间的间距为3.5-4.5米，钻孔的直径为150mm，钻孔内设置双U型地埋管换热器，换热器实际长度为100米，公称外径为De32。

室外地埋管换热器采用同程式联接，根据室外场地的情况以及负荷分布，将地埋管区域分成了五个区，每个区地埋管分成若干组接至地埋管侧支分集水器, 各地埋管侧支分集水器设在室外地下小室内，并以并联方式接至地源热泵机房地源侧分集水器。

九、地源热泵原理及优势分析

1、原理：地源热泵是利用水与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。

2、地源热泵与普通空调形式比较的优势

1)主机设置对于普通中央空调系统，若设置风冷热泵机组进行冷热空调，则风冷热泵主机的设置必须要与外界通风良好，要么设置于屋顶，要么设置于地面，这对别墅空调受限就更严重，对于公共建筑，热泵主机也就局限设置在屋顶。因此，普通中央空调的热泵主机的设置受到极大的限制。而土壤源热泵主机的设置就非常灵活，可以设置在建筑物的任何位置，而不受考虑位置设置的限制。若设置冷水机组＋锅炉进行冷热空调，冷却塔和锅炉的位置就更受限制。因此，就主机的设置而言，地源热泵系统的主机设置是非常灵活的。

2)运行效率对于普通中央空调系统，不管是采用风冷热泵机组还是采用冷却塔的冷水机组，无一例外的要受外界天气条件的限制，即空调区越需要供冷或供热时，主机的供冷量或供热量就越不足，即运行效率下降，这在夏热冬冷地区的使用就受到了问题，对于热泵的除霜，需要专门的控制设施，即在除霜过程中，主机要进行逆向循环，室内空调系统的室温控制就要受到限制，而地源热泵系统就根本不存在这些问题。

3)环境保护从地源热泵的整个运行原理来看，地源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。而普通中央空调系统，将废热气或水蒸气排向室外环境，无一例外的都对环境造成了极大的污染。

4)运行费用一般说来，地源热泵系统的运行费比风冷热泵的运行费节约30～40%，这主要在运行效率上得以体现。达到相同的制冷制热效率，土壤源热泵主机的输入功率较小，即为业主提供了较低运行费的空调系统，在全年时间使用空调的场所，这种效果尤为明显。

小结：为改善市区的空气质量，美化环境，节能减排，选择地源热泵作为集中供热供冷的冷热源，不仅符合环境保护和建设节能型社会的需要，而且有政府的大力支持，山东省政府提出要积极推广包括地源热泵在内的环保节能新技术。在能源中心建设上，该项目着重表现出现代科技水平，全面采用地源热泵空调技术、太阳能等可再生能源利用技术。

该项目获得了2008年可再生能源建筑应用示范项目，并获得了国家的财政补贴。目前该项目已经施工完毕，正在调试，今年夏天即将投入使用。