211 杭州某别墅地源热泵辐射空调系统夏季运行测试分析.doc

杭州某别墅地源热泵辐射空调系统夏季运行测试分析
王蕾，王启善，朱正勇
（浙江省工程物探勘察院杭州310005；)
摘要：为了研究杭州地区以地源热泵为冷热源的辐射空调的运行情况及该系统在杭州地区的适宜性，本文针对杭州一别墅地源热泵空调系统的夏季工况运行进行测试，通过对地埋管换热量、地盘管和吊顶毛细管换热能力的计算分析，得出该系统在杭州地区的运行特性，为杭州地区该系统的推广提供实测数据基础，也为以后的设计提供一些建议。
关键词：地源热泵辐射空调吊顶毛细管地埋管换热量
1工程概况
1.1工程概况
西湖·阳明谷别墅位于西湖风景区西南边，之江路北侧，属旅游度假区。本别墅共3层，功能区有卧室、客厅、餐厅、书房、厨房及卫生间等，建筑面积共计约600多m2。该别墅户型复杂，舒适度及自控要求较高，采用节能、环保、舒适性极高的地埋管地源热泵+地板/吊顶辐射+置换通风空调系统。
1.2水文地质情况
根据钻探揭露的情况，可将场地地层划分为2个工程地质层，自上而下描述如下：
（1）杂填土：灰黄色，松散，湿。主要由粉质粘土组成，含少量的碎石和砖块。全场分布，厚度约9m，层底深度9m。
（2）中风化细砂岩：灰白～青灰色。含石英等矿物，节理裂隙发育，层状构造，岩芯呈短柱及长柱状，局部碎块状。
2空调系统介绍
该工程选用地埋管地源热泵＋辐射地板/顶板+置换式新风的复合式舒适空调系统，空调系统由室外地埋管换热系统、冷热源设备、室内水风系统三部分组成。
2.1室外地埋管换热系统
本工程设计为垂直地埋管换热系统。根据场地地质揭露共设9口深80米、直径110mm的地埋孔（其中有1口井由于安装原因只下了66米深），孔间距为4～5米，孔内埋设DN32的双U聚乙烯PE管，并采用泥浆砂土混碎石回填。每组管直接进机房地源侧的集分水器同程布置。
2.2冷热源设备
本工程共采用3台地源热泵机组作为冷热源，1台全热回收机组作置换通风用的空气处理机的冷热源，同时制备别墅的生活热水；另2台标准地源热泵机组作辐射空调的冷热源。机组集中安装在地下机房，水泵为一对一配置。
2.3室内末端系统
该工程室内空调末端系统采用地板/吊顶辐射+置换通风。主卧采用地盘管辐射加顶板毛细管辐射，其余的卫生间、厨房、卧室及桑拿间等所有的房间都采用地盘管辐射。辐射地板/顶板承担房间的主要冷热负荷。地盘管管采用PE-X交联聚乙烯管,外径为20mm,壁厚1.9mm；采用双回形铺设方式，个别的走廊及卫生间采用单蛇形。毛细管由厂家定做，厚度仅有4.3mm。
置换通风新风全部由置于底层设备机房内的空气处理机组来处理，其功能有除湿、加湿、中效过滤净化等，不仅承担室内全部湿负荷，还承担新风负荷。新风和回风混合处理后进入各个房间的风道内，并通过各个房间的地板上的风口以置换通风的方式送入房间，在房间低处形成低温空气湖，遇热源（人体）形成上升气流，并带走热源处污染物，上部污染空气由房间顶部的消声回风口排出，进入楼梯走廊并被设于底层的集中回风口吸走，通过排风管道回到机房的空气处理机组处理。
3空调系统运行测试方案
该测试于2009年8月28号进行，测试数据包括室外地埋管供回水温度、流量；视听室地盘管、主卧地盘管、主卧吊顶毛细管、儿子房地盘管供回水温度、流量等。由安装在上述管路上的LZM-25Z管道式流量计温度计实现。
4运行测试数据分析
该测试夏季工况于2009年8月28日进行，测试当日测得的室外的天气情况如表1所示
表1夏季室外温湿度
时间10:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00平均值温度。C36.536.636.436.736.936.536.33636.4875相对湿度%62.56261616162636361.93754.1室外地埋管换热系统及主机工作特性分析
通过夏季对地源侧流量和供回水温度的测量，计算得出夏季地埋管换热器的换热量。如图3所表示

图3地埋管换热器换热量
由图3的计算结果可见，在测试的时间段内，地埋管换热器的换热量从10：00开始逐渐升高，一开始约为58KW。此时，室内符合不大，仅HWWD25和一台WPWE100的压缩机工作。在13：00和14：00达到最高峰值，约为83KW。此时三台主机的压缩机都工作，室内负荷为一天当中最高值。13：00后又开始逐渐下降，恢复到仅有两台主机工作。到17：00时，约为57KW左右。由此可见，该工程地埋管的设计计算与实际负荷值相吻合.
4.2主机匹配度分析
表2夏季主机运行数据表
时间HWWD25(带热回收）WPWE100(1）WPWE100(2)供水温度（℃）回水温度（℃）供水温度（℃）回水温度（℃）供水温度（℃）回水温度（℃）10:0011121618181811:0011121621212112:0011121318181813: