2、地源热泵中央空调在别墅中的应用.docx

５【摘要】以长沙市玫瑰园私人别墅的工程为例介绍土壤热泵空调工程的设计与应用叙述了土壤源热泵工程的设计步骤地埋管的布置等具体的设计计算方法。【关键词】土壤源热泵地埋管热回收引言随着经济的高速发展和人们生活水平的提高对供热和空调的需求快速增长对室内外环境质量的要求也不断提高供热制冷的方式越来越多样化。从可持续发展的角度看采暖空调用能必须提高能源利用效率努力寻找可以再生的能源。地源热泵就是一种节能环保型的空调冷热源。工程概述：本工程位于“市府后花园”、金星大道与银杉路交会处的东南侧紧靠市政府新址更沿清山秀水的“湘江风光带”的玫瑰园别墅；建筑面积为约350㎡空調面积为186㎡总设计冷负荷为37.2KW热负荷为14.9KW根据计算选用PHNIX地下环路式地源热泵（带热回收）中央空调型号为PWSRW130S-HGL机组制冷量为40KW制热量为31.5KW。设计采用的方案为地源热泵（带热回收）作为本别墅中央空调系统的冷热源并且在使用空调的同时免费提供生活热水。二、方案设计参数及依据2.1、空调设计计算基本参数：夏季冬季空气调节干球温度35.7℃空气调节干球温度-4℃通风干球温度33℃通风干球温度4℃空气调节日平均干球温度31.5℃采暖干球温度-1℃空气调节湿球温度28.5℃相对湿度77%相对湿度80%大气压力102.09KPa大气压力100.05KPa风速2.3m/s风速2.2m/s2.2、空调设计室内计算参数：房间名称温度℃相对湿度%噪音dB（A）夏季冬季夏季冬季卧室24±120±1≤65≤45％≤48餐厅24±120±1≤65≤45％≤48客房24±120±1≤65≤45％≤48会客厅24±120±1≤65≤45％≤48庭院24±120±1≤65≤45％≤48书房24±120±1≤65≤45％≤48主卧24±120±1≤65≤45％≤48厨房24±120±1≤65≤45％≤48小孩房24±120±1≤65≤45％≤48自由空间24±120±1≤65≤45％≤482.3、空调设计遵守规范和标准1）、本工程依据建设单位提供的建施图。2）、暖气与通风工程施工及验收规范3）、采暖通风与空气调节设计规范4）、简明空调设计手册（中国建筑工业出版社、第二版）5）、采暖空调制冷手册（机械工业出版社）6）、国家现行的其他相关规范及措施。三、系统设计3.1、系统特点：地源热泵中央空调是以地能(地下水、地下沙土等蕴藏的能量)为主要能源以电为辅助能源开发利用地下取之不尽用之不竭的巨大能源、成本低、效果好、性能稳定的一种空调系统。先进的地源热泵空调将地下取之不尽不能直接利用的低位能开发利用成为可利用的高位能源它不仅可以满足冬季供热、夏季制冷的需要又能用来制取卫生热水解决了洗澡的供水问题充分显示了其一机三用的优越特性是一种真正节能、环保无污染的好空调。地埋管循环工艺技术可在地下水源丰富或缺水地区推广使用广泛适用于商场、宾馆、酒店、洗浴中心、住宅小区、别墅、分层租赁的商务写字楼娱乐场所等各类场所。3.2、冷热源系统：经综合分析选用型号PWSRW130S-HGL的地源热泵机组作为空调系统的冷热源。该机组制冷量为40KW制热量为31.5KW夏季提供7℃/12℃的冷水冬季提供45℃/40℃。3.3、制冷采暖形式：根据甲方要求采用全水系统水系统为定流量双管制水管均采用异程式。空调末端为卧式暗装风机盘管。3.4、室外地下埋管设计：3.4.1、热交换器的形式：经过多方面的考虑及甲方意见本工程采用垂直埋管布置方式单U型管并联同程的热交换器形式。3.4.2、管材选择：一般来讲一旦将换热器埋入地下后基本不可能进行维修或更换这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足且需要埋入地下的管道的数量较多应该优先考虑使用价格较低的管材。所以土壤源热泵系统中一般采用塑料管材。因此本工程采用的是聚乙烯（PE）管材它可以弯曲或热熔形成更牢固的形状可以保证使用50年以上。3.4.3、管径确定：在实际工程中确定管径必须满足两个要求：（1）管道要大到足够保持最小输送功率；（2）管道要小到足够使管道内保持紊流以保证流体与管道内壁之间的传热。显然上述两个要求相互矛盾需要综合考虑。一般并联环路用小管径集管用大管径地下热交换器埋管常用管径有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm管内流速控制在1.22m/s以下对更大管径的管道管内流速控制在2.44m/s以下或一般把各管段压力损失控制在4mH２O/100m当量长度以下。综上所述本工程地下热交换器埋管采用管径为200MM。3.4.4、地下负荷计算：冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式计算：由负荷计算