天津市汐岸国际别墅地源热泵空调系统

摘 要: 本文主要介绍汐岸国际别墅的地源热泵空调系统的室内设计参数、冷热负荷、室外换热器的设计和空调自控系统。空调系统自投入运行以来，系统稳定，效果良好，是一个值得推广的环保节能型系统。

１ 工程概况

汐岸国际别墅区（外观图见图１）位于天津市梅江南友谊南路，本别墅区拥有１８公里湖岸线，５０万ｍ２无敌天然湖景。目前，汐岸国际别墅区是天津较为高档的别墅区。

本建筑共计３层，其中车库为半地下室；建筑一面临水，总建筑面积２５２ｍ２，总建筑高度１１．８ｍ，该建筑为节能建筑。

２ 空调室内外设计计算参数

２．２空调室内设计参数

３ 冷冻站设计

３．１冷热源选择

经过负荷计算，建筑总冷负荷为１９．２ｋＷ，总热负荷为１３．９ｋＷ。由以上计算结果，选择清华同方地源热泵空调机组ＨＳＳＷＲ－２３型主机，其主要参数如下：制冷量：２０．１４ｋＷ；制冷时输入功率：３．２８ｋＷ；制热量：２４．７８ｋＷ；制热时输入功率：５．３ｋＷ；用户侧水流量：４．１３ｍ３/ｈ；土壤侧水流量：４．１３ｍ３/ｈ；电源：３ф－３８０Ｖ－５０Ｈｚ；外形尺寸长×宽×高：８００×４４０×７１６ｍｍ。

３．２用户侧水泵选择

根据室内系统总阻力，用户侧冷热循环水泵为：ＫＱＬ２５/１５０－１．１/２型１台，其技术参数：流量：４．４ｍ３/ｈ；扬程：２６ｍ；电功率：１．１ｋＷ。

３．３土壤侧循环水泵选择

根据室外系统总阻力，土壤侧冷热循环水泵为：ＫＱＬ２５/１５０－１．１/２型１台，其技术参数：流量：４．４ｍ３/ｈ；扬程：２６ｍ；电功率：１．１ｋＷ。

３．４ 系统定压

３．４．１室内系统定压

在四层卫生间，设有一个４００×４００×４００膨胀定压水箱，主要为系统定压、补水。

３．４．２室外系统定压

室外系统为乙二醇溶液，系统单独补给及定压，在机房的上设有一闭式膨胀水箱，为室外系统补给乙二醇溶液。

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４ 室外系统

本方案室外换热器系统采用垂直埋管方式，在室外共钻孔４个，每个孔深８０米，孔径１１０毫米。钻孔间距布置图见图２。

室外管道采用交联聚乙烯（ＰＥ－Ｘ）管，这种管具有传热系数高、适用温度范围宽、使用年限长等优点。钻孔埋管管径为Φ２５，回填材料为水泥和细沙的混合物。管道在埋设前，应做好打压试验，以确保管道在使用时不渗漏。管道在埋设时，管道里面充有水，以利于埋设。

由于别墅庭院面积较小，空间间距较小，钻孔内管道采用双“Ｕ”型管（见图３）连接方式，希望这样可以加大换热量。室外管网与钻孔内管道采用并联方式连接（见图４），以确保每个“Ｕ”型管道得到的水流量基本相同。

图２ 钻空间距布置图

图３ 双“Ｕ”型管连接方

图 ４ 室外管网图

5 室内系统

室内系统采用风机盘管水系统，在设计时，室内冷热负荷有所放大，主要是考虑到房间在某一时刻会形成六面散热（冷）体。室内水系统管径也有所放大，这样既可以增加系统水容量，又可以减少系统的阻力。

室内风机盘管一般安装在门的上部，与吊柜或衣柜相结合。气流组织为侧送上回方式。在系统的最高点和每层干管的最末端设有自动排气阀。

厨房和大卫生间均设有风机盘管，小卫生间引有支管，这样设计是保证厨房和卫生间的舒适度，同时也是保证在冬季房间内的水管不被冻坏。

６ 控制系统

６．１地源热泵主机的土壤侧和室内侧出水管上均设有水流开关，水流开关与主机相连接。当水流量降低到一定值时，主机将停止运行。

６．２地源热泵主机与末端风机盘管为联动控制。当任一台风机盘管开启时，主机自动开启；当所有风机盘管关闭时，主机关闭。

７ 运行效果

工程自安装完毕后，运行效果一直很好。夏季室内温度维持在２４－２６℃，冬季室内温度维持在２０℃左右，此效果得到开发商和购房者的认可。

８ 结束语

土壤热泵是目前比较环保和节能型空调系统，没有燃烧、漂水和噪声污染，能够满足小区环境噪声标准。对于远离城区，没有集中供热的别墅特别适用。