地源热泵空调系统的设计实例
一 工程概况及室内外参数
本工程由办公楼(主楼)、民政楼和员工食堂组成，空调面积共32000m，采用地源热泵空调系统。室内、外设计参数见表1、表2。
二 空调系统
2．1冷热源选择计算
利用可再生地热能作为热泵系统的土壤耦合热泵系统，被称为是21世纪的一项以节能和环保为特征的最具有发展前途的绿色空调技术。本工程采用地源热泵作为空调主要冷热源。主楼冷负荷2974kW，热负荷2080kW；民政楼冷负荷570kW，热负荷399kW；员工食堂冷负荷872kw，热负荷610kw。
因食堂使用时间与主楼、民政楼办公时间基本错开，故空调冷热源按主楼及民政楼总冷热负荷选型。总冷负荷：3544kW；总热负荷：2479kW。
因食堂使用时间与主楼、民政楼办公时间基本错开，故空调冷热源按主楼及民政楼总冷热负荷选型。总冷负荷：3544kW；总热负荷：2479kW。
选用3台意大利克莱门特螺杆式水源热泵机组，单台制冷量l170kW，输人功率228．5kW；单台制热量1256kW，输人功率276kW。
2．3空调系统
本工程冬季热源全部由土壤换热器提供，为保证土壤热平衡，土壤换热器按照冬季负荷设计，夏季不足部分由辅助冷却塔提供。
选用3台意大利克莱门特螺杆式水源热泵机组。土壤换热器夏季向主机提供3O℃，35℃的冷却水，冬季提供1O℃／6。【=的热源水；夏季提供空调系统冷量为2450kW，冬季提供热量为255lkW；夏季不足部分设置一台300t冷却塔通过板式换热器间接辅助冷却，系统原理见图1。
冷却塔运行策略：
(1)系统运行时，冬季及夏季负荷较小时采用地埋管就可满足空调需要，夏季负荷很大时，主机冷凝器出水温度达到37~C时开启冷却塔，地埋管与冷却塔并联联合运行。达到确保使用效果和节能的目的，同时启动冷却塔有利于解决地下土壤换热平衡问题。
(2)在系统运行的间歇，可以利用冷却塔降低埋管周围的土壤温度。即7、8、9三个月在夜间(该季节夜间电价为低谷电价)机组停止运行的时候，可以使冷却塔和地下埋管换热器在无负荷状况下串联运行，利用冷却塔将埋管周围温度较高的土壤蓄积的热量排走，对埋管周围的土壤进行降温。
三空调全年动态逐时负荷计算分析
采用DeST模拟运算软件，对建筑进行空调全年逐时动态负荷模拟计算。夏季空调负荷计算按照系统运行时间为150d计算。本工程建筑的功能主要是办公及食堂，空调系统采用间歇运行的方式，办公室空调从8：OO～18：00，每天运行lOh，食堂从11：O0～14：O0，17：OO～21：00，运行7h。冬季空调负荷计算按照系统运运行1台冷却塔时低，设计中确定采用一台冷却塔。
四 结语
(1)在华东地区，建筑物夏季空调累计冷负荷远大于冬季热负荷，地源热泵埋管区域存在热积累，出现严重的冷热负荷失衡，导致土壤温度逐年升高，影响系统长期运行效果。因此，解决土壤热平衡成为地源热泵系统能否长期高效运行的技术关键。
(2)采用辅助冷却复合地源热泵系统，能很好的解决土壤热平衡问题，同时也可有效降低系统投资，提高系统的运行节能效果。
(3)冷却塔的数量及运行策略影响热泵系统的经济性，应通过经济技术比较确定。
