地源热泵联合冰蓄冷系统实例设计探讨

摘要：在对地源热泵和冰蓄冷系统各自的技术优点进行分析的基础上，结合一个工程实例，将两个系统联合作为该建筑的冷、热源系统方案，以达到节能和降低能耗费用的目的。文中计算和分析了该建筑冬、夏季空调负荷特点和运行特征，并对该系统的运行策略进行了分析和探讨。
　　0 引言
　　地热资源作为一种清洁、低碳、可再生的新型能源，开发利用地热资源是发展绿色、低碳、循环经济的必然趋势。在地热资源丰富的区域，地源热泵作为新型的中央空调冷源系统受到越来越多暖通工程设计者的重视。而在工业较发达的地区，为了达到电网的供电平衡，实现削峰填谷作用，供电部门采取了峰谷电价政策。为了降低中央空调系统的能耗费用，冰蓄冷系统也得到了一定程度上的应用。
　　中央空调作为建筑的能耗大户，其电耗一般占整个建筑物用电负荷的40% ～60%，合理的方案设计对整个中央空调的节能具有重要作用。对适合采用地源热泵系统且具备峰谷电价政策的地区，采用地源热泵联合冰蓄冷作为中央空调冷、热源可获得较大的经济效益(特别对于冬、夏季负荷相差较大，空调主要于白天运行的工程)。为了探讨两个系统联合设计的合理眭与运行策略，本文以济南市某高校图书馆为对象，对该建筑物的中央空调系统采用了地源热泵联合冰蓄冷设计方案，同时也较全面地探讨与分析了该系统的运行策略和经济性。
　　1 工程概况
　　该图书馆为地上7层，地下1层，建筑总高为29.8m(限高30m)。建筑主体结构为框架结构。总建筑面积为35 625m2 ，空调面积为20 496m2。图书馆地上一层入口处为内封闭式高大内庭，由阅览室、公共区、办公室等区域组成。地上部分中央为7层通高的中庭空间，以引入自然柔和的天光;地下一层为停车场、配电室、冷水机房、多功能厅以及密集书库;一层为大厅、查阅、办公、展览以及咖啡厅等附属功能;二～六层为阅览室、办公室;七层为办公室、活动室、研究室以及接待室。
　　2 空调负荷特点及分析
　　该图书馆冬、夏季设计日空调运行时间基本恒定在8：00- 2l：00，没有需要24h连续供冷和供热的区域，冷、热供应系统较单一。经设计计算，该建筑空调系统日总冷负荷为34 949kWh，日尖峰冷负荷为3211kW，日尖峰热负荷为2224kW。利用负荷计算软件得出夏季设计日逐时负荷分布如图1所示。