常成

摘 要：作为一种节能环保型的先进空调技术，地源热泵系统已经成为生态建筑能源研究领域的热点。依托具体实例，针对混合式地源热泵系统的设计进行研究，对地埋管换热器的设计进行了探讨，结合实际地质情况设计了混合式地源热泵系统，以期为相关工作给予一定的技术支持和帮助。

关键词：混合式地源热泵系统；地暖管换热器；热水系统；施工工艺

中图分类号：TU833 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0033-02

在热泵应用技术领域，地源热泵是其中一个重要的分支，因其节能、环保的特点受到各国的青睐和推崇，近年来也呈现出良好的发展趋势。当前，该技术已经被世界很多国家所采用，但是，其使用的地域范围会受到其自身的限制。为了扩大地源热泵系统的应用范围，混合式地源热泵系统应运而生，该系统不仅能够大大节省经济投资，还在很大程度上降低了运行费用。笔者对混合式地源热泵系统的设计进行研究。

1 工程简介和设计方案的确定

某建筑大楼总面积为12 000 m2，共8层，其机房设置在地下室，地下室面积为120 m2，第一层为大会堂，其余为办公室和客房。经统计，整栋建筑的空调冷负荷为1 200 kW，供暖热负荷为700 kW，热水负荷为800 kW。从节能、环保的角度出发，与现场实际情况相结合，该工程采用混合式地源热泵系统，同时加装热水储能装置。计划系统的热源/汇采用土壤，这样做可以降低工程造价。由于空调冷负荷较大，在设计地埋管时，以供暖负荷为主要对象，在夏天可以配合使用冷却装置。生活热水由一个独立的热泵机组系统提供，其供水方式采用闭式，由热水循环泵提供热水循环动力。

2 混合式地源热泵系统设计

在设计混合式地源热泵系统时，主要包括以下几个重要的环节：选择热泵机组、设计地埋管换热器、生活热水系统、冷却系统和机房控制系统等。

2.1 热泵机组选择

依据空调系统设计各类负荷的大小，选择3台热泵机组，其主要参数如表1所示。其中，1号机组供冬夏两用，在供暖情况下，使用1号机组即可；2号机组和1号机组共同承担设计的冷负荷；3号机组根据热水的热负荷进行选取。

在地源热泵系统的设计中，地埋管换热器是最重要的环节，其设计的好坏将直接关系到整个系统性能的优劣。在该工程中，采用单U形管竖直埋管换热器，并联同程式进行管路连接，U形管换热器的管材采用高密度聚乙烯管，采用D32的PE管。依据空调设计的热负荷和热水设计热负荷来确定埋管的长度和布置方式。在设计地埋管长度时，涉及到负荷、管材、管径和土壤等众多因素，是一个较为复杂的过程，所以，在实际工作中常常采用简化计算的方法进行设计，经过计算后，设计的所需埋管总长度为LH=26 074 m。依据现场的勘查资料、考虑钻孔的难易程度和施工费用等，将孔洞的深度定为71 m，钻孔直径为110 mm，其U型管换热器底部距离井底1 m。

2.3 热水系统的设计

在该工程中，热水系统采用的是带有闭式储水罐的系统，3号机组为生产热水的机组，其启动和停止都是通过热水温度进行控制的，这样可以实现机组间歇性运行，它对于地埋管换热器四周土壤温度场的恢复十分有利，同时也大大提高了机组的运行效率。热水供水的温度为52 ℃，回水的温度为40 ℃，热水管网的循环采用闭式立管方式，由循环泵提供动力。闭式储水罐可以存储一定的热水，能够保证在用水高峰期热水的充足供应。

2.4 辅助冷却系统

辅助冷却系统的主要设备是冷却塔，补充冷却设备为喷泉。夏天，因为地表水的温度要比室外空气温度低，所以，可以将地表水作为热泵机组的冷却水，将喷泉作为补充冷却设备。为了保证热泵机组的能效，该工程仅在5—6月将喷泉作为冷却水。在计算冷却塔容量时，要考虑到建筑的负荷、冷却塔的控制方法和开启时间等因素。

2.5 机房控制系统

该工程采用AP0GEE系统作为机房自控系统，在冷热源机房中分别设置MBC40控制器、MEC控制器和相对应的点扩展模块，并对相应的设备进行监控。根据设计要求，制冷机组的参数利用网关的方式进行采集。

3 结束语

本文依托具体工程实例，根据建筑物的负荷特点等，确定采用混合式地源热泵系统，并对其进行了具体设计，相间布置了热水系统和建筑物空调系统的地埋管换热器，两套系统的切换在夏天实现了互补，提高了整个系统的能效比。采用混合式地源热泵系统可以大大节省投资，降低工程造价，减小热换器的面积。相信在未来，随着相关技术的不断发展和成熟，该系统将会有更加广阔的应用空间。

参考文献

[1]杨卫波，施明恒.混合地源热泵系统（HGSHPS）的研究[J].建筑热能通风空调，2006（06）.

[2]曲云霞，张林华，方肇洪. 地源热泵系统辅助散热设备及其经济性能[J].可再生能源，2003（4）：9-11.

[3]王景刚，孙培杰，王惠想，等.辅助冷却复合地源热泵系统可行性分析[J].河北建筑科技学院学报，2005（03）.

〔编辑：白洁〕

摘 要：作为一种节能环保型的先进空调技术，地源热泵系统已经成为生态建筑能源研究领域的热点。依托具体实例，针对混合式地源热泵系统的设计进行研究，对地埋管换热器的设计进行了探讨，结合实际地质情况设计了混合式地源热泵系统，以期为相关工作给予一定的技术支持和帮助。

关键词：混合式地源热泵系统；地暖管换热器；热水系统；施工工艺

中图分类号：TU833 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0033-02

在热泵应用技术领域，地源热泵是其中一个重要的分支，因其节能、环保的特点受到各国的青睐和推崇，近年来也呈现出良好的发展趋势。当前，该技术已经被世界很多国家所采用，但是，其使用的地域范围会受到其自身的限制。为了扩大地源热泵系统的应用范围，混合式地源热泵系统应运而生，该系统不仅能够大大节省经济投资，还在很大程度上降低了运行费用。笔者对混合式地源热泵系统的设计进行研究。

1 工程简介和设计方案的确定

某建筑大楼总面积为12 000 m2，共8层，其机房设置在地下室，地下室面积为120 m2，第一层为大会堂，其余为办公室和客房。经统计，整栋建筑的空调冷负荷为1 200 kW，供暖热负荷为700 kW，热水负荷为800 kW。从节能、环保的角度出发，与现场实际情况相结合，该工程采用混合式地源热泵系统，同时加装热水储能装置。计划系统的热源/汇采用土壤，这样做可以降低工程造价。由于空调冷负荷较大，在设计地埋管时，以供暖负荷为主要对象，在夏天可以配合使用冷却装置。生活热水由一个独立的热泵机组系统提供，其供水方式采用闭式，由热水循环泵提供热水循环动力。

2 混合式地源热泵系统设计

在设计混合式地源热泵系统时，主要包括以下几个重要的环节：选择热泵机组、设计地埋管换热器、生活热水系统、冷却系统和机房控制系统等。

2.1 热泵机组选择

依据空调系统设计各类负荷的大小，选择3台热泵机组，其主要参数如表1所示。其中，1号机组供冬夏两用，在供暖情况下，使用1号机组即可；2号机组和1号机组共同承担设计的冷负荷；3号机组根据热水的热负荷进行选取。

在地源热泵系统的设计中，地埋管换热器是最重要的环节，其设计的好坏将直接关系到整个系统性能的优劣。在该工程中，采用单U形管竖直埋管换热器，并联同程式进行管路连接，U形管换热器的管材采用高密度聚乙烯管，采用D32的PE管。依据空调设计的热负荷和热水设计热负荷来确定埋管的长度和布置方式。在设计地埋管长度时，涉及到负荷、管材、管径和土壤等众多因素，是一个较为复杂的过程，所以，在实际工作中常常采用简化计算的方法进行设计，经过计算后，设计的所需埋管总长度为LH=26 074 m。依据现场的勘查资料、考虑钻孔的难易程度和施工费用等，将孔洞的深度定为71 m，钻孔直径为110 mm，其U型管换热器底部距离井底1 m。

2.3 热水系统的设计

在该工程中，热水系统采用的是带有闭式储水罐的系统，3号机组为生产热水的机组，其启动和停止都是通过热水温度进行控制的，这样可以实现机组间歇性运行，它对于地埋管换热器四周土壤温度场的恢复十分有利，同时也大大提高了机组的运行效率。热水供水的温度为52 ℃，回水的温度为40 ℃，热水管网的循环采用闭式立管方式，由循环泵提供动力。闭式储水罐可以存储一定的热水，能够保证在用水高峰期热水的充足供应。

2.4 辅助冷却系统

辅助冷却系统的主要设备是冷却塔，补充冷却设备为喷泉。夏天，因为地表水的温度要比室外空气温度低，所以，可以将地表水作为热泵机组的冷却水，将喷泉作为补充冷却设备。为了保证热泵机组的能效，该工程仅在5—6月将喷泉作为冷却水。在计算冷却塔容量时，要考虑到建筑的负荷、冷却塔的控制方法和开启时间等因素。

2.5 机房控制系统

该工程采用AP0GEE系统作为机房自控系统，在冷热源机房中分别设置MBC40控制器、MEC控制器和相对应的点扩展模块，并对相应的设备进行监控。根据设计要求，制冷机组的参数利用网关的方式进行采集。

3 结束语

本文依托具体工程实例，根据建筑物的负荷特点等，确定采用混合式地源热泵系统，并对其进行了具体设计，相间布置了热水系统和建筑物空调系统的地埋管换热器，两套系统的切换在夏天实现了互补，提高了整个系统的能效比。采用混合式地源热泵系统可以大大节省投资，降低工程造价，减小热换器的面积。相信在未来，随着相关技术的不断发展和成熟，该系统将会有更加广阔的应用空间。

参考文献

[1]杨卫波，施明恒.混合地源热泵系统（HGSHPS）的研究[J].建筑热能通风空调，2006（06）.

[2]曲云霞，张林华，方肇洪. 地源热泵系统辅助散热设备及其经济性能[J].可再生能源，2003（4）：9-11.

[3]王景刚，孙培杰，王惠想，等.辅助冷却复合地源热泵系统可行性分析[J].河北建筑科技学院学报，2005（03）.

〔编辑：白洁〕

摘 要：作为一种节能环保型的先进空调技术，地源热泵系统已经成为生态建筑能源研究领域的热点。依托具体实例，针对混合式地源热泵系统的设计进行研究，对地埋管换热器的设计进行了探讨，结合实际地质情况设计了混合式地源热泵系统，以期为相关工作给予一定的技术支持和帮助。

关键词：混合式地源热泵系统；地暖管换热器；热水系统；施工工艺

中图分类号：TU833 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）03-0033-02

在热泵应用技术领域，地源热泵是其中一个重要的分支，因其节能、环保的特点受到各国的青睐和推崇，近年来也呈现出良好的发展趋势。当前，该技术已经被世界很多国家所采用，但是，其使用的地域范围会受到其自身的限制。为了扩大地源热泵系统的应用范围，混合式地源热泵系统应运而生，该系统不仅能够大大节省经济投资，还在很大程度上降低了运行费用。笔者对混合式地源热泵系统的设计进行研究。

1 工程简介和设计方案的确定

某建筑大楼总面积为12 000 m2，共8层，其机房设置在地下室，地下室面积为120 m2，第一层为大会堂，其余为办公室和客房。经统计，整栋建筑的空调冷负荷为1 200 kW，供暖热负荷为700 kW，热水负荷为800 kW。从节能、环保的角度出发，与现场实际情况相结合，该工程采用混合式地源热泵系统，同时加装热水储能装置。计划系统的热源/汇采用土壤，这样做可以降低工程造价。由于空调冷负荷较大，在设计地埋管时，以供暖负荷为主要对象，在夏天可以配合使用冷却装置。生活热水由一个独立的热泵机组系统提供，其供水方式采用闭式，由热水循环泵提供热水循环动力。

2 混合式地源热泵系统设计

在设计混合式地源热泵系统时，主要包括以下几个重要的环节：选择热泵机组、设计地埋管换热器、生活热水系统、冷却系统和机房控制系统等。

2.1 热泵机组选择

依据空调系统设计各类负荷的大小，选择3台热泵机组，其主要参数如表1所示。其中，1号机组供冬夏两用，在供暖情况下，使用1号机组即可；2号机组和1号机组共同承担设计的冷负荷；3号机组根据热水的热负荷进行选取。

在地源热泵系统的设计中，地埋管换热器是最重要的环节，其设计的好坏将直接关系到整个系统性能的优劣。在该工程中，采用单U形管竖直埋管换热器，并联同程式进行管路连接，U形管换热器的管材采用高密度聚乙烯管，采用D32的PE管。依据空调设计的热负荷和热水设计热负荷来确定埋管的长度和布置方式。在设计地埋管长度时，涉及到负荷、管材、管径和土壤等众多因素，是一个较为复杂的过程，所以，在实际工作中常常采用简化计算的方法进行设计，经过计算后，设计的所需埋管总长度为LH=26 074 m。依据现场的勘查资料、考虑钻孔的难易程度和施工费用等，将孔洞的深度定为71 m，钻孔直径为110 mm，其U型管换热器底部距离井底1 m。

2.3 热水系统的设计

在该工程中，热水系统采用的是带有闭式储水罐的系统，3号机组为生产热水的机组，其启动和停止都是通过热水温度进行控制的，这样可以实现机组间歇性运行，它对于地埋管换热器四周土壤温度场的恢复十分有利，同时也大大提高了机组的运行效率。热水供水的温度为52 ℃，回水的温度为40 ℃，热水管网的循环采用闭式立管方式，由循环泵提供动力。闭式储水罐可以存储一定的热水，能够保证在用水高峰期热水的充足供应。

2.4 辅助冷却系统

辅助冷却系统的主要设备是冷却塔，补充冷却设备为喷泉。夏天，因为地表水的温度要比室外空气温度低，所以，可以将地表水作为热泵机组的冷却水，将喷泉作为补充冷却设备。为了保证热泵机组的能效，该工程仅在5—6月将喷泉作为冷却水。在计算冷却塔容量时，要考虑到建筑的负荷、冷却塔的控制方法和开启时间等因素。

2.5 机房控制系统

该工程采用AP0GEE系统作为机房自控系统，在冷热源机房中分别设置MBC40控制器、MEC控制器和相对应的点扩展模块，并对相应的设备进行监控。根据设计要求，制冷机组的参数利用网关的方式进行采集。

3 结束语

本文依托具体工程实例，根据建筑物的负荷特点等，确定采用混合式地源热泵系统，并对其进行了具体设计，相间布置了热水系统和建筑物空调系统的地埋管换热器，两套系统的切换在夏天实现了互补，提高了整个系统的能效比。采用混合式地源热泵系统可以大大节省投资，降低工程造价，减小热换器的面积。相信在未来，随着相关技术的不断发展和成熟，该系统将会有更加广阔的应用空间。

参考文献

[1]杨卫波，施明恒.混合地源热泵系统（HGSHPS）的研究[J].建筑热能通风空调，2006（06）.

[2]曲云霞，张林华，方肇洪. 地源热泵系统辅助散热设备及其经济性能[J].可再生能源，2003（4）：9-11.

[3]王景刚，孙培杰，王惠想，等.辅助冷却复合地源热泵系统可行性分析[J].河北建筑科技学院学报，2005（03）.

〔编辑：白洁〕