某既有建筑空调系统改造方案设计及分析

摘要：结合某空调系统节能改造项目，说明地源热泵系统的设计方法，并通过模拟软件对地下热平衡
问题进行分析。通过对比原有系统方案与现有系统方案，分析地源热泵系统的节能效益，每年系统节
能量为 319. 78 吨标准煤。地源热泵系统运行后将带来显著的环境效益，相当于每年减少 ＣＯ2 排放
量 797. 2ｔ，减少 ＳＯ2 排放量 2. 4ｔ 等。分析结果显示该改造方案切实可行。

引言
随着我国经济的高速发展，环保问题越来越突出，节能减排是我国今后相当长一段时间内都要加大力度解决的重大问题。
地源热泵空调系统作为一种环保、节能、高效的空调系统，受到人们的日益重视和关注。地源热泵的能源 80％ 来自可再生地热资源，成本低廉。

以地源热泵系统作为某既有建筑空调系统节能改造的替代方案，分析其可行性及其节能效益。
1 项目背景
1· 1 工程概况
工程为潍坊市某办公建筑，地下共 1 层为职工餐厅，地上共 20 层为办公区域，主建筑高度为81ｍ，裙房为 2 层，地上总建筑面积 28956ｍ2。夏季采用风冷模块机组，冷媒供回温度为 7 ／ 12℃，3台水泵位于裙房屋顶，室内末端为风机盘管。冬季从市政 热 网 供 热，一 次 侧 60 ／ 50℃，二 次 侧 55 ／ 45℃。
结合现场实地勘测与调研数据，得到建筑结构形式为钢筋混凝土框架结构，外墙采用 200 厚加气混凝土砌块，围护结构详细数值如表 1 所示。其节能设计主要是采用带有热回组合式空调机组，采用高效能保温材料，外门窗采用断桥隔热氟碳喷涂铝型材及 6Ｌｏｗ - ｅ + 12 空气 + 6 透明钢化玻璃，门、窗框与墙体之间的缝隙，采用聚氯酗等高效保温材料填实，并用密封膏嵌缝。该项目的冷热源形式及末端设备如表 2 所示。原有系统的每月运行能耗如表 3 所示。

1· 2 周边可再生能源可利用情况
经过实地调研，该办公楼周围绿化带可供埋管面积为12000ｍ2，主要集中在行政楼周围的绿化带位置。
2 项目技术改造方案设计
2· 1 空调的计算冷热负荷
在潍坊市气候条件下，节能公共建筑单位建筑面积设计冷热负荷相对稳 定，空 调 总 冷 负 荷2640ｋＷ，空调总热负荷 1650ｋＷ，冷指标为 91Ｗ ／ ｍ2，热指标为 57Ｗ ／ ｍ2，每年的空调负荷具有很强的规律性。建筑全年逐月累计的冷热负荷如图 1 所示。图 1 建筑全年逐月累计冷热负荷
2· 2 技术改造方案
2· 2· 1 地埋管换热器地下热平衡分析
地埋管全年吸热量 Ｑ取热 = 1473. 69ＭＷｈ，散热量 Ｑ散热 = 1872. 8ＭＷｈ。
在考虑了机组的耗功量后地埋管换热器的散热量与取热量的比值要明显高于建筑物所需的冷负荷与热负荷的比值。该建筑的负荷情况如表 4所示。

地埋管的年累计放热量与取热量不平衡率为21. 3％ ，地埋管侧的峰值排热负荷为 3201ｋＷ，峰值取热负荷为 1144ｋＷ，两者相差较大，如果按照冷负荷设计钻孔井数，钻孔费用较大，综合考虑冷热负荷平衡及钻孔费用，可将一部分冷负荷采用原有模块式空气源热泵机组承担，不仅可以减少钻孔数目，还可以平衡冷热负荷。

投稿会员：芳华