地源热泵现代特殊结构建筑中的应用

一、项目概况 中国国际建筑艺术实践展项目(佛手湖项目)位于南京老山风景区内，紧邻珍珠泉旅游度假区，面临佛手湖千亩碧波，背靠老山连绵山峦，是南京市的景秀地段。该项目占地328多亩，建筑物分布于佛手湖中部半岛，用地大致呈东南－西北走向。项目共24栋建筑，含四栋公共建筑（A、B、C、D栋展览中心、接待中心、会议中心、休闲中心）及20栋小别墅（1#~20#）。别墅依山形而建，错落有致，总计建筑面积41,300m2。 中国国际建筑艺术实践展项目 该项目云集来自13个国家24名国际著名建筑师的设计作品，作为永久性的国际建筑展园区，每栋建筑由不同的设计师设计。项目以实践的方式探索环保节能住宅设计建造的有效途径，使用并积极推广环保节能建筑材料，借鉴国际先进理念和技术，为中国绿色环保建筑的发展提供经验和示范。这种强大的建筑参展阵容在国内尚属首次，在亚洲范围内也是罕有。该项目建成后将成为世界建筑文化展示的焦点和交流基地,受到了国际和国内建筑界的广泛关注。 二、项目特点 本项目各幢建筑依山形而建，每栋建筑的高程相差较大，分布范围广。如果全部采用集中式系统，别墅区的综合管线将增加，且冷热能源在输送过程中会有很大程度的衰减；该地区没有热力管线或燃气管网。在考虑能源形式方面，常规的能源形式，不但增加用地面积，而且破坏景观格局。综合考虑各种因素,为了满足业主对别墅类建筑高品质、高档次定位要求，中央空调采用节能环保的地源热泵系统提供空调、地板采暖、余热回收生活热水。但项目地处山岭，底层条件复杂，地表浅层主要以岩石为主，对于地源热泵系统的规划设计、施工建设来说也是一大挑战。该项目引进地源热泵技术，将低品位的低位能转化为可为人类直接利用的高品位能源。系统的配置与设计应达到性能与价格的优化目标，确保本工程成为技术先进、可靠实用、经济合理的项目。

三、系统介绍 地源热泵是一种先进、高效节能、无污染、可再生、可持续发展的能源利用形式。同时解决制冷、采暖、生活热水三位一体的新型空调系统。它利用浅层地表一年四季温度相对稳定的特性，通过热泵机组――这一能量提升机，完成土壤与建筑物内部热交换。冬季环境温度低于地下岩土体温度，它从地下土壤中吸热，代替锅炉向建筑物供暖；夏季环境温度高于地下岩土体温度，它可以向地下土壤中排热，代替风冷换热器或冷却塔向大气散热。机组无论制冷或制热的过程中，通过在制冷系统压缩机排气端加入热回收套管，实现余热回收功能，全年完全免费制取生活热水。地表5m以下土壤的温度已经相当稳定，基本不会随着季节变化，并且略等于该地区的年空气平均温度。我国冬冷夏热地区土壤平均温度在15～20℃左右，通常夏季冷凝器的出水温度在35～40℃之间，与土壤换热温差可达到20～25℃，有利于提高制冷系数。 土壤源地埋管换热器 地源热泵系统的能量来源于地下能源。它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的“绿色空调”。被认为是目前可使用的对环境最友好和最有效的供热、供冷系统。该系统无论严寒地区或热带地区均可应用。可广泛应用在办公楼、宾馆、学校、宿舍、医院、饭店、商场、别墅、住宅等领域。