211 杭州某別墅地源熱泵輻射空調(diào)系統(tǒng)夏季運行測試分析

1、1杭州某別墅地源熱泵輻射空調(diào)系統(tǒng)夏季杭州某別墅地源熱泵輻射空調(diào)系統(tǒng)夏季運行測試分析運行測試分析王蕾，王啟善，朱正勇（浙江省工程物探勘察院杭州310005；)摘要：摘要：為了研究杭州地區(qū)以地源熱泵為冷熱源的輻射空調(diào)的運行情況及該系統(tǒng)在杭州地區(qū)的適宜性，本文針對杭州一別墅地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的夏季工況運行進行測試，通過對地埋管換熱量、地盤管和吊頂毛細管換熱能力的計算分析，得出該系統(tǒng)在杭州地區(qū)的運行特性，為杭州地區(qū)該系統(tǒng)的推廣提供實測數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也

2、為以后的設(shè)計提供一些建議。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：地源熱泵輻射空調(diào)吊頂毛細管地埋管換熱量1工程概況1.1工程概況西湖陽明谷別墅位于西湖風景區(qū)西南邊，之江路北側(cè)，屬旅游度假區(qū)。本別墅共3層，功能區(qū)有臥室、客廳、餐廳、書房、廚房及衛(wèi)生間等，建筑面積共計約600多m2。該別墅戶型復雜，舒適度及自控要求較高，采用節(jié)能、環(huán)保、舒適性極高的地埋管地源熱泵地板吊頂輻射置換通風空調(diào)系統(tǒng)。1.2水文地質(zhì)情況根據(jù)鉆探揭露的情況，可將場地地層劃分為2個工程地質(zhì)層，自

3、上而下描述如下：（1）雜填土：灰黃色，松散，濕。主要由粉質(zhì)粘土組成，含少量的碎石和磚塊。全場分布，厚度約9m，層底深度9m。（2）中風化細砂巖：灰白～青灰色。含石英等礦物，節(jié)理裂隙發(fā)育，層狀構(gòu)造，巖芯呈短柱及長柱狀，局部碎塊狀。2空調(diào)系統(tǒng)介紹該工程選用地埋管地源熱泵＋輻射地板頂板置換式新風的復合式舒適空調(diào)系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)由室外地埋管換熱系統(tǒng)、冷熱源設(shè)備、室內(nèi)水風系統(tǒng)三部分組成。2.1室外地埋管換熱系統(tǒng)本工程設(shè)計為垂直地埋管換熱系統(tǒng)。根據(jù)場

4、地地質(zhì)揭露共設(shè)9口深80米、直徑110mm的地埋孔（其中有1口井由于安裝原因只下了66米深），孔間距為4～5米，孔內(nèi)埋設(shè)DN32的雙U聚乙烯PE管，并采用泥漿砂土混碎石回填。每組管直接進機房地源側(cè)的集分水器同程布置。2.2冷熱源設(shè)備本工程共采用3臺地源熱泵機組作為冷熱源，1臺全熱回收機組作置換通風用的空氣處理機的冷熱源，同時制備別墅的生活熱水；另2臺標準地源熱泵機組作輻射空調(diào)的冷熱源。機組集中安裝在地下機房，水泵為一對一配置。2.3室內(nèi)

5、末端系統(tǒng)該工程室內(nèi)空調(diào)末端系統(tǒng)采用地板吊頂輻射置換通風。主臥采用地盤管輻射加頂板毛細管輻射，其余的衛(wèi)生間、廚房、臥室及桑拿間等所有的房間都采用地盤管輻射。輻射地板頂板承擔房間的主要冷熱負荷。地盤管管采用PEX交聯(lián)聚乙烯管外徑為20mm壁厚1.9mm；采用雙回形鋪設(shè)方式，個別的走廊及衛(wèi)生間采用單蛇形。毛細管由廠家定做，厚度僅有4.3mm。314:0010121318202115:0010122021191916:0011121719191

6、917:00111216181818測試時開啟三臺熱泵主機，其中一臺帶熱回收，制冷的同時回收房間冷凝熱，制取生活熱水。該天室外最高溫度為36.9℃，最低溫度36℃。早上8:00開機，10:00開始參數(shù)記錄。數(shù)據(jù)見表2。1、2、3號機組用戶側(cè)供回水溫差分別為1℃、2℃及0℃，此時僅1號熱回收主機及2號標準機工作，地源側(cè)供回水溫差為4℃；到11:00時機組用戶側(cè)供回水溫差分別為1℃、5℃及0℃，此時仍然僅有兩臺主機工作，地源側(cè)供回水溫度為4

7、℃，這段時間由于室外溫度升高，室內(nèi)冷負荷加大，用戶側(cè)換熱能力增大；12:00時，地源側(cè)供回水溫度升高到5℃，主機用戶側(cè)的溫差同11:00時相同；到13:00時，地源側(cè)供回水溫差升高到6℃，主機用戶側(cè)的溫差分別為2℃、5℃和1℃，表明由于室外溫度越來越高，房間日曬得熱增大，冷負荷增大，3號主機自動啟動工作；14:00時地源熱泵供回水溫差持續(xù)6℃，主機用戶側(cè)的溫差分別為2℃、5℃和1℃；15:00時地源側(cè)供回水溫差下降到5℃，主機用戶側(cè)的溫

8、差分別下降到2℃、1℃和0℃，此時由于室內(nèi)的溫度已達到控制要求，且室內(nèi)負荷開始降低，3號主機壓縮機卸載，停止工作。16:00時，地源側(cè)供回水溫差保持在5℃，主機用戶側(cè)溫差略有波動，分別為1℃、2℃和0℃；直到17:00時，供回水溫度差保持16:00點時的數(shù)據(jù)。綜上所述，在該系統(tǒng)一天的運行過程中，帶熱回收的1號機組和標準2號機組，一直在運行，且用戶側(cè)供回水差隨著室外溫度的變化呈現(xiàn)響應的波動。標準3號機組僅在11:00及11:00點的時候，

9、壓縮機啟動工作，其余時間僅僅是水泵工作。測試當日，杭州市區(qū)最高溫度達到了39℃，該別墅處于郊區(qū)，室外最高溫度也達到了36.9℃，達到了杭州地區(qū)的高溫天氣。主機有一臺僅僅在13：00和14：00時工作，且這樣的高溫天氣持續(xù)時間并不是很長，說明該系統(tǒng)的夏季工況運行時，可在很長的供冷段內(nèi)，僅僅運行1號機組和2號機組。4.3室內(nèi)地盤管供冷能力分析通過計算，幾個支路的供冷能力隨時間的變化如圖4：測試房間供冷能力比較00.511.5210:0011

10、:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00時間換熱量（KW）閣樓毛細管供冷能力主臥地盤管供冷能力兒子房地盤管供冷能力視聽室地盤管供冷能力圖4地埋管及毛細管供冷能力比較由圖4可知，幾個房間地盤管的供冷量的變化趨勢基本是一致的。四個回路的地盤管和吊頂毛細管的供冷能力均在12：00時達到最高峰值。在15：00，由于之前三個主機都工作，室內(nèi)溫度已達到設(shè)定的標準，3號機組的壓縮機停止工作，2號機組的供回水溫度差很小，地盤管