北京某別墅地源熱泵系統(tǒng)設計案例隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，人們對居住環(huán)境舒適度和能耗的要求越來越高。尤其別墅作為一種高檔住宅越來越多地出現(xiàn)在人們身邊。人們常說，擁有別墅是財富的象征，在別墅的各類設施中，中央空調(diào)占很重要的地位，直接影響樓盤的銷售和以后業(yè)主的生活。高檔別墅對其中央空調(diào)系統(tǒng)有著高標準：高效、穩(wěn)定、環(huán)保、節(jié)能。(1)室內(nèi)空氣品質(zhì)應滿足高標準的溫、濕度要求，這就要求在不同室外工況下有持續(xù)穩(wěn)定的冷、熱源;(2)室內(nèi)、外應寧靜宜人而且內(nèi)、外環(huán)境應合理配合裝潢及視覺要求，確保美觀;(3)真正優(yōu)異并適合高檔別墅的空調(diào)方案應同時具備技術性能特點、運行成本、維護管理等方面的相對優(yōu)異性并應兼具科技創(chuàng)新及綠色環(huán)保概念。由于別墅具有鮮明的使用獨立性，而且很多別墅主人往往將其作為第二居所，可能長時間停止室內(nèi)的正常供冷和供暖。因此對于別墅小區(qū)類項目來說，集中的冷熱源會出現(xiàn)使用率低、管網(wǎng)平衡難以調(diào)節(jié)等問題;因此越來越多的別墅項目是以單棟別墅為單位，設立有獨立冷、熱源的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)，用戶可以根據(jù)需求開啟和調(diào)節(jié)，即開即用，方便靈活。工程概況XXXX工程是由中國XX集團有限公司在中國北京發(fā)展的新型老年社區(qū)，建設單位及設計單位均力爭將本社區(qū)打造成為綠色、環(huán)保、適宜退休人員居住的典范工程。該項目已獲建設部評定的2A級住宅。該社區(qū)位于北京東北約50km的順義潮白河畔，占地234公頃，總建筑面積79萬m2，分三期建設，目前第一、二期已投入使用，三期正在建設中。該社區(qū)可以容納1.2萬居住人員，并提供了一系列包括公寓，聯(lián)排別墅及獨立別墅的居住建筑，以及為社區(qū)服務的配套公共服務中心建筑。XXXX所處地區(qū)市政條件匱乏，既無市政燃氣管道，也無城市熱網(wǎng)，對于采暖和空調(diào)系統(tǒng)的冷源如何設置，是設計中重點探討研究的課題，通過技術經(jīng)濟分析比較及深入細致的調(diào)查研究最終決定：在二期的獨立住宅項目中采用環(huán)保節(jié)能型的土壤源換熱的地源熱泵技術(見圖1、圖2)。優(yōu)、缺點(1)優(yōu)點：環(huán)保性，與燃煤鍋爐相比，可大量減少污染物的排放，保護大氣環(huán)境。技術成熟性，目前國內(nèi)、外已有大量成功實例，節(jié)省運費。(2)存在的問題：系統(tǒng)自動化的設計要求應提高;機房的設計空間不夠合理，留有經(jīng)濟合理的維修空間。(3)尚待研究解決的問題：地質(zhì)結(jié)構(gòu)與不同深度地溫的關系;單位管長換熱量及其變化;冬夏季取、排熱量不平衡問題等。圖1圖2者她綜上，可以得羨出這樣的結(jié)論美：置往引(肌1)禾節(jié)能遭高效，運行費勉用低撫：蹄狗充分利用地下暴能源，用一份善電可制蒜造越4兆份以上的熱量蝦，其中三份熱屈量直接來于大培地，大大降低放了運行費背用絞;亮謝重(2)艙腸綠色環(huán)保移：攤固系統(tǒng)運行時無輸任何大氣排放杰問題，屬真正萍環(huán)保意義的空秧調(diào)方漢式購;幟陽挺(3)臘搜運行平穩(wěn)，壽賢命長：系統(tǒng)及疑控制傅較簡單，運行制可靠性好，安貼裝于室內(nèi)及地拜下，避免惡劣增環(huán)境，地下部兵分可摸用商5告0孫年，機組使用且壽命長，均歷在氣1煎5份年以上。叫別墅的戶式鷹中央空調(diào)逼系統(tǒng)常見形式械風協(xié)冷滿(取熱泵柔)塵冷水機嘉組稍+氧風機盤管帳此為傳統(tǒng)胸方案，已發(fā)展艙的比較成熟，問采用辯自動化尖變頻勿控制開，可以實現(xiàn)全轉(zhuǎn)面調(diào)節(jié)運行。片風管式戶翻式乳中央空調(diào)編(淘風道機昆)騾此種方式今是通過風管將記冷風或熱風送遺入室內(nèi)。室內(nèi)抽機組不是閘風機盤管弱而是一種管道擺空調(diào)機，通過酷各個風口，送棚入室內(nèi)。轎變制冷劑流量奇系腫統(tǒng)省(醫(yī)困組VR司V捕空調(diào)系統(tǒng)，可儲以根據(jù)室內(nèi)負資荷大小自動調(diào)輝節(jié)其容量，具撫有較好的鑼節(jié)能最效果，室內(nèi)機刃形式也比較多敞樣化。這種系典統(tǒng)形式由于自風身的靈活性目膜前使用比較廣評泛。卻但是以上趴三種形式的系資統(tǒng)在滿足了室典內(nèi)溫濕度要求輸之后，卻都有傍以下幾種弊端卻：福郵器(1破)怎由于都屬于空檢氣源姑熱泵鎮(zhèn)的原理，所以岡都必須設置室這外機，室外機遇除了要尋找合勉適的擺放位置如外，還不可避寸免地產(chǎn)生噪音摘問題，對住戶既和小區(qū)的視聽側(cè)環(huán)境都會產(chǎn)生湊一定的影響。蛾鍵覽(2視)頌在北方地區(qū)應猴用以上系統(tǒng)還茫有一個更麻煩流的問題是冬季兩室外溫差低的昨時候，振熱泵園的效率很低，啄一般的空氣源跑熱泵球零下五度以下基工作效率低，寇所以冬季必須框有其他輔助加比熱措施，而且書使用時需要除躍霜。阻蛛(3鎖)芬對于大多數(shù)長佛期生活在北方秋的人來說，要紀在漫長的冬季李使用空調(diào)是非禁常不適應的，躬甚至是根本不嶼能接受的。所尋以北方地區(qū)的怕高檔住宅冬季瘦大都采用了比南較舒適的低溫躬地板敷設謙采暖漿系統(tǒng)，也就是深說冬季必須有娃穩(wěn)定的熱源。下所以采用以上肉幾種空調(diào)系統(tǒng)洗的別墅大都另恢配了燃氣屬采暖忘爐供冬季使用凡。旨地源概熱泵睛中央空調(diào)默系統(tǒng)介紹氣地源得熱泵植供熱空調(diào)系統(tǒng)搏是一種使用可彩再生能源的高造效稿節(jié)能圍、環(huán)保型的系通統(tǒng)。地源渾熱泵搶系統(tǒng)分土壤源爪熱泵忙系統(tǒng)、地下水辜熱泵救系統(tǒng)和地表水不熱泵購系統(tǒng)三種形式很。姐兵喪(1歪)辭地下水掉熱泵尤系統(tǒng)分為開式登、閉式兩種：康開式是將地下麻水直接供到值熱泵女機組，再將井度水回灌到地弱下煩;缺閉式是將地下遇水連接到板式蟻換熱器，需要腦二次換熱。桐女霉(2追)浮地表水洗熱泵稿系統(tǒng)與土壤源結(jié)熱泵垃系統(tǒng)相似，用爐潛在水下并聯(lián)寧的塑料管組成上的地下水熱交戀換器替代土壤麗熱交換器。邊雖然采用嶺地下水、地表鞠水的銅熱泵付系統(tǒng)的換熱性灶能好，能耗低備，性能系數(shù)高偵于土壤源艙熱泵法，但由于地下罰水、地表水并具非到處可得，斃且水質(zhì)也不一腫定能滿足要求嶼，所以其使用業(yè)范圍受到一定耕限制。國粉外著(峽如美國、歐紡洲捏)綢主要研究和應交用的地源味熱泵袋系統(tǒng)以及我國煎理論研究和實迫驗研究的重點膚均是土壤源堅熱泵熔系統(tǒng)。岸拒肉(3傭)雕土壤源哄熱泵槐，是一種以土參壤作為低溫熱境源的湖熱泵鳥，它利用水或鈔一些特定的防裝凍液作為中間統(tǒng)介質(zhì)，通過地全埋換熱器，在六夏季把地下中隸的冷魔量幕“煉吸青取色”煩出來，供制冷眨用獲;字冬季，把地下洽中的熱姐量冶“憶吸凳取未”莫出來，供考采暖險用。由于地下屈土壤溫度變化提很小，并且有濁一定的蓄熱作查用，換熱器不放需要除霜。我盡們知道地溫年畜變化相對于氣脂溫有一定的延秤遲與衰減，當霞室外溫度較低夕時，熱源要供債需給較多的熱洪量，而土壤此外時相對于氣溫朗尚有較高的溫昂度，而臺當敘2柄～郊3蔽月份時，雖然座土壤溫度降到弊了最低，但此晴時需要的供熱奏量也比最冷月睡要少，因而以心土壤作為厲冷覺(拴熱央)保源既有利于夏趙季空調(diào)運行時瓜向地下放熱，近也有利于冬季敏供暖運行時從辜地下吸熱。際土壤源負熱泵城與普通跟中央空調(diào)飲方式的比較主機設置霧對于普通樣中央空調(diào)憶系統(tǒng)，若設置育風冷頑熱泵順機組進行冷熱屑空調(diào)，則風冷動熱泵猴主機的設置必視須要與外界通消風良好，要么升設置于屋頂，答要么設置于地春面，這對別墅拐空調(diào)受限就更押嚴重。而擾土壤源雙熱泵素主機的設置就塌非常靈活，可劣以設置在民建筑顏物的任何位置瓜，而不受考慮社位置設置的限臂制。若設置冷私水機籠組永+欄鍋爐進行冷熱宣空調(diào)，祥冷卻塔抬和鍋爐的位置蕩就更受限制。艘因此，就主機饒的設置而言，細地源限熱泵躁系統(tǒng)的主機設懇置是非常靈活斧的。運行效率徑對于普通手中央空調(diào)塑系統(tǒng)，不管是刷采用風冷績熱泵僅機組還是采用驟冷卻塔衰的冷水機組，老無一例外的要尸受外界天氣條憂件的限制，即效空調(diào)區(qū)越需要煉供冷或供熱時設，主機的供冷遼量或供熱量就址越不足，即運旗行效率下降，漢這在夏熱冬冷炸地區(qū)的使用就伐受到了影響?；枚寥涝葱菬岜每脵C組與外界的糕換熱是通過大使地，而大地的踩溫度很穩(wěn)定，型不受外界空氣剛的變化而影響瘡運行效率，因遮此，土壤源導熱泵饑的運行效率是柿最高的。經(jīng)濟方面尖地源稿熱泵綿系統(tǒng)還可以集慧采暖雹、空調(diào)制冷和孔提供生活熱水擋于一身。一套螞熱泵矮系統(tǒng)可以替換合原有的供熱鍋夢爐、制冷空調(diào)過和生活熱水加季熱的三套裝置宿或系統(tǒng)。從而掏也增加了經(jīng)濟助性。環(huán)境保護劉從土壤源曲熱泵蘇的整個運行原陣理來看，土壤氏源縱熱泵慧系統(tǒng)實際是真親正意義的綠色銷環(huán)保空調(diào)，不庸管是冬季還是葬夏季的運行，昨都不會對循建筑用外大氣環(huán)境造液成不良影響。只而普通蕉中央空調(diào)陣系統(tǒng)，將廢熱享氣或水蒸氣排傷向室外環(huán)境，籌無一例外的都稍對環(huán)境造成了決極大的污染。稀以地球表面淺循層地熱資源作畫為冷熱源，利飼用清潔的、近騾乎無限可再生汗的能源，符合逢可持續(xù)發(fā)展的飾戰(zhàn)略要求。運行費用基地源丟熱泵呢系統(tǒng)在運行中堅的租節(jié)能福特點也是顯而印易見的：通常介地源膛熱泵唯消洽耗祖1k饅W苦的能量，用戶夫可以得亂到晨4k越W釋以上的熱量或漆冷量。其制冷崇、制熱系數(shù)可賤達祖4游以上，與傳統(tǒng)敵的空氣源遭熱泵必相比，要高浙出偵40乓%普，其運行費用科為普通再中央空調(diào)夕的狼50岡%晉～徐60宋%田。達到相同的霸制冷制熱效率袖，土壤源痛熱泵悄主機的輸入功制率較小，即為賤業(yè)主提供了較熊低運行費的空編調(diào)系統(tǒng)，在全圾年時間使用空鏡調(diào)的場所，這科種效果尤為明閑顯。鍋爐只能卸將巾70剩%抽～宅90嫩%酬的燃料內(nèi)能為譽熱量，因此地穗源用熱泵嶄要比電鍋爐加紫熱節(jié)省三分之牧二以上的電能溜，比燃料鍋爐車節(jié)省約二分之愚一的能量。無需除霜影大地土壤棗溫度一年四季奶相對保持恒定澆，冬季也能保照持木在剪15顯℃哨板以上，埋地換胡熱器不會結(jié)霜瓣，可節(jié)省因結(jié)遣霜、除霜而消跌耗的能量。系統(tǒng)簡單聚一機多用踐，節(jié)約設備用狗房，應用范圍冒廣。地源委熱泵妙可供暖、空調(diào)纖，還可用于生怒活熱水供應系抬統(tǒng)，一套系統(tǒng)諷可替代鍋爐加刑空調(diào)的兩套系黎統(tǒng)，因此一機核多用，節(jié)省了叮建筑張空間及設備的亡初投資，機組攔緊湊，節(jié)省設顆備用房空間。叛由此而產(chǎn)生的伶經(jīng)濟效益相當幻可觀?；趪艺Z節(jié)能假政策的推動下引，地源律熱泵停系統(tǒng)在國內(nèi)得濃到了迅速發(fā)展酸。但是，由于刪我國的地源光熱泵枝系統(tǒng)的實際經(jīng)岡驗還不成熟，宏同時在實際敏工程脹中設計單位可此能還會遇到一貝些技術以外的拐問題，以及建四設方的運行管畜理水平等問題瓦，這些因素均仙會對地源徒熱泵緊系統(tǒng)的設計運土行造成阻礙。展要使地源殿熱泵翅走上有序軌道既，必須從浴工程知的設計、施工驢、運行管理等痛方面加以注意辦。風扮繪(1施)還必須合理確定趕設計負荷，否施則將導致地源蝶熱泵蔑地下?lián)Q熱器的冰設計不合理，銀導致地源面熱泵弱運行不正常，姨這是建設方和拒設計單位均應紹共同注意的問土題。且跟趣(2全)燈施工過程中，勾應盡量滿足設腦計要求，特別金是地下?lián)Q熱系扭統(tǒng)。若有更改磨，設計單位必輝須進行全面分博析，監(jiān)理單位陣要按照設計單沸位的要求對施吹工單位進行質(zhì)封量監(jiān)督。舉娛繡(3凱)趁在運行管理中跨，建設單位必運須注意系統(tǒng)的巨節(jié)能氏運行管理。部楊粥(4存)嘗太陽能系統(tǒng)和候地源胡熱泵追系統(tǒng)具有良好邀的技術性和經(jīng)劑濟性，可組合日起來綜合利用哲，增加的初投策資在系統(tǒng)壽命帥內(nèi)都可以得到迫回收。泄地源攔熱泵甜中央空調(diào)堆作為一種東節(jié)能楊環(huán)?？照{(diào)產(chǎn)品妻，在歐洲和北遞美各地被廣泛向應用幾十年。梨在我國，由于備地源涌熱泵族系統(tǒng)室外埋管損技術含量高，平初投資較大，判并且受一些地碼質(zhì)條件的限制齒，所以尚處于選起步階段。地字源怎熱泵拳自丸199情9蹦年進入我國以宴來，在北京、渴上海、沈陽等宋地已有不少成若功使用的項目更。頑我們知道嚷，地球表面的烤水和土、巖石琴是一個巨大的