【正文】 自 動集 中 手 動 聯(lián) 鎖 手 動解 鎖 手 動{圖 地源熱泵系統(tǒng)監(jiān)測原理圖（2）手動/自動模式控制系統(tǒng)可以工作在手動/自動兩種工作模式下。同時，系統(tǒng)也可以直接操作控制柜，實現(xiàn)現(xiàn)場控制。 地源熱泵自動控制系統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的控制主要包括以下幾個方面：（1） 自動啟停根據(jù)事先排定的工作及節(jié)假日作息時間表，啟停熱泵機(jī)組、冷凍水泵、 電動 蝶閥、冷卻水泵、 換熱器。當(dāng)末端對水側(cè)進(jìn)行調(diào)節(jié)，會導(dǎo)致供回水溫差加大；若末端對水側(cè)不調(diào)節(jié)，通過變風(fēng)量對空調(diào)房間調(diào)節(jié)時，會導(dǎo)致供回水溫差變小。假如將流量控制到原來的一半，則將電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制到原來的一半就可實現(xiàn)。（5） 機(jī)組連鎖控制啟動過程：打開地源側(cè)循環(huán)水泵電動蝶閥，啟動地源循環(huán)水泵。（6） 水泵保護(hù)控制對于熱泵機(jī)組，運(yùn)行時其蒸發(fā)器和冷凝器的水側(cè)必須保證足夠的流速，在此采用“ 流速開關(guān)”，管道內(nèi)的流體流速不同，流速開關(guān)的位移不同，根據(jù)要求的最小流速，把流速開關(guān)設(shè)定到最小流速的位置，當(dāng)通過管道的流速高于最小流速時，開關(guān)閉合，電路接通；當(dāng)管道內(nèi)的流速低于最小流速時，開關(guān)斷開，電路中斷。冷凍水，冷卻水溫度、壓差超限報警，機(jī)組、水泵故障超載報警。應(yīng)對用戶進(jìn)行地源熱泵工作原理的簡單介紹，使用戶可以根據(jù)測試數(shù)據(jù)，宏 觀的調(diào)控地下?lián)Q熱平衡，保持地埋管換熱系統(tǒng)較高的換熱效中鐵建辦公樓地源熱泵系統(tǒng)可行性研究報告 山東建筑大學(xué)地源熱泵研究所 44率。在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在地源熱泵空調(diào)技術(shù)的理論基礎(chǔ)、技術(shù)開發(fā)和工程應(yīng)用三個方面都取得重要成果。形成了有中國特色的和有自主知識產(chǎn)權(quán)的地埋管地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)集成，作為項目主持單位，2022 年獲得國家科技進(jìn)步二等獎 1 項（太陽能和淺層地?zé)崮茉诮ㄖ欣玫年P(guān)鍵技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用）、2022 年獲教育部科技進(jìn)步二等獎 1 項（淺層地?zé)崮軆?yōu)化利用技術(shù)的研究與應(yīng)用）、2022年獲山東省科技進(jìn)步二等獎 1 項（民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)編制）；2022年獲濟(jì)南市技術(shù)發(fā)明二等獎 1 項（地埋管地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)集成及其推廣應(yīng)用）、 2022 年獲建設(shè)部科技進(jìn)步三等獎 1 項（地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范編制）。在國際上產(chǎn)生重要影響，為地埋管地源熱泵這一節(jié)能減排新技術(shù)的推廣應(yīng)用做出重要貢獻(xiàn)。并編入了國家標(biāo)準(zhǔn)《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》；獲得了 4 項發(fā)明專利，取得 2 項實用新型專利。 制定標(biāo)準(zhǔn)的能耗統(tǒng)計表格，使用戶可以方便直觀的填寫各自地源熱泵系統(tǒng)的能耗，直接發(fā)送到項目的能源中心，為進(jìn)一步分析地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行性能，提高系統(tǒng)效率提供真實可靠的數(shù)據(jù)。（10） 保護(hù)控制冷凍泵、冷卻泵啟動后，水流開關(guān)檢測水流狀態(tài)，如遇故障則自動停泵，冷 凍泵、冷卻泵運(yùn)行時如發(fā)生故障，備用泵自動投入使用 運(yùn)行維護(hù)（包括建筑用能管理制度、操作規(guī)程、定期能耗統(tǒng)計報告及設(shè)備養(yǎng)護(hù)等）要保持地源熱泵系統(tǒng)長期、高效運(yùn)行，首先要制定科學(xué)合理的運(yùn)行策略，編寫地源 熱泵空調(diào)系統(tǒng)操作及設(shè)備養(yǎng)護(hù)手冊。中鐵建辦公樓地源熱泵系統(tǒng)可行性研究報告 山東建筑大學(xué)地源熱泵研究所 43（7） 系統(tǒng)定壓點控制檢查系統(tǒng)定壓點壓力，當(dāng)壓力低于定壓點壓力下限時，啟動補(bǔ)水泵或打開補(bǔ)水電磁閥，當(dāng)定壓點壓力高于定壓點壓力上限時則關(guān)閉。停止過程：停止熱泵機(jī)組；5 分鐘后停止負(fù)荷側(cè)循環(huán)水泵，關(guān)閉負(fù)荷側(cè)循環(huán)水泵電動蝶閥。（4） 地源側(cè)循環(huán)水溫度控制根據(jù)地源側(cè)循環(huán)水的進(jìn)出口溫差通過變頻調(diào)速器自動調(diào)節(jié)循環(huán)水泵的供電頻率，改變地源側(cè)循環(huán)水流量。自動調(diào) 整熱泵機(jī)組運(yùn)行臺數(shù)，達(dá)到最佳節(jié)能目的。實測供回水溫差和循環(huán)水流量可以得到當(dāng)前系統(tǒng)消耗的冷量。對一些必要的參數(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)還設(shè)置了報警聯(lián)動功能，即超限時地源熱泵系統(tǒng)會自動停止運(yùn)行。（3） 遠(yuǎn)程/現(xiàn)場控制控制系統(tǒng)具有遠(yuǎn)程控制和現(xiàn)場控制兩種控制功能。該測試系統(tǒng)可以自動測試系統(tǒng)的循環(huán) 液溫度，壓力與流量，系統(tǒng)的制熱量、制冷量以及系統(tǒng)的功耗。地源熱泵監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)具備的主要功能有：（1）檢測功能監(jiān)控系統(tǒng)可以通過安裝在地源熱泵系統(tǒng)現(xiàn)場的各類傳感器，對地源熱泵系統(tǒng)的各種參數(shù)（例如，溫度、壓力、流量等）、系 統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（包括熱泵的運(yùn)行狀態(tài)、水泵的運(yùn)行狀態(tài)等）進(jìn) 行檢測。實際工程應(yīng)進(jìn)行方案比較，綜合分析來確定采用何種方案。方案五，分散式空調(diào)方式，即冬夏季室內(nèi)末端設(shè)備均采用分散的空調(diào)機(jī)組，共用一套室外地下環(huán)路泵。對于間歇運(yùn)行的辦公建筑、住宅建筑在非使用階段內(nèi)可只維持值班采暖溫度，大大減少流量，達(dá)到運(yùn)行節(jié)能的目的。該方式人員舒適度最好，但控制不夠靈活，當(dāng)該系統(tǒng)內(nèi)的部分房間不用時，系統(tǒng)能耗并未降低多少。 地源熱泵系統(tǒng)室內(nèi)末端設(shè)備的選擇及比較對于采用普通地源熱泵作為冷熱源的中央空調(diào)系統(tǒng)，由于機(jī)組夏季能夠提供給空調(diào)末端設(shè)備的冷凍水溫度在 7℃12℃以上，冬季提供的熱水溫度在 4550℃之間。風(fēng)機(jī)盤管加新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)是目前舒適性空調(diào)系統(tǒng)廣泛采用的系統(tǒng)形式，它可以根據(jù)人員使用情況隨時啟停房間內(nèi)末端裝置，達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)然能夠增強(qiáng)換熱能力更好，所以國外現(xiàn)在的回填材料都改進(jìn)成高導(dǎo)熱系數(shù)的材料，以加強(qiáng)傳熱能力。而后者是影響地 熱換熱器設(shè)計容量的主要因素。顯然，支管間距及回填材料導(dǎo)熱率對熱量回流的影響都是單一的。如果處理不當(dāng)，將產(chǎn) 生較大的影響?？梢钥闯觯芈窆軗Q熱器的出水最低溫度為 ℃，出水最高溫度為 ℃。水平埋管總長度可根據(jù)地埋管區(qū)域、機(jī)房位置、分集水器設(shè)置位置和水平管連接方式確定。一區(qū)：在主樓前的形象廣場下布置一定的地埋管，埋管間距 5m，二區(qū)：在裙樓周圍的綠化帶進(jìn) 行埋管，埋管間距 5m。由于循環(huán)水在輸送過程中得到的熱量、水泵釋放到循環(huán)水中的熱量無法精確計算。 方案設(shè)計 土壤換熱系統(tǒng)換熱量計算地源熱泵系統(tǒng)實際最大釋熱量發(fā)生在與建筑最大冷負(fù)荷相對應(yīng)的時刻。反之，單位孔深換熱量取值偏小，埋管量將增加，工程的初投資增高。3) 地埋管單位孔深的熱交換量還與地埋管間距、地下水位的高低和巖土層含水量多少等因素有關(guān)。本報告地埋管循環(huán)液冬季最低溫度采用 4℃，夏季最高溫度采用 32℃。3) 主要地 質(zhì)構(gòu)成：據(jù)鉆孔結(jié)果測試區(qū)域地質(zhì)自地平面下到 30m內(nèi)為粘土層為主，其下為巖石層。測試的鉆孔（100m 深）導(dǎo)熱系數(shù)： W/m℃該 地域地下傳熱條件適合使用地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。具體構(gòu)造為 020 米，黃土 層夾含大量小碎石；2130 米，較 完整黃土層；3132 米，完整基巖；3335 米，黃土層夾含碎石；3645 米，完整基巖；4654 米，粘性黃土夾含碎石；5590 米，完整基巖；9192 米，黃泥層；93100 米，完整基巖。并已廣泛應(yīng)用于北京奧林匹克公園、網(wǎng)球場館、濟(jì)南奧體中心等一大批地源熱泵工程的巖土層熱物性測試。(2) 測試 目的地埋管換熱系統(tǒng)設(shè)計是地埋管地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計的重點，設(shè)計出現(xiàn)偏差可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行效率降低甚至無法正常運(yùn)行。本工程擬采用節(jié)能環(huán)保的土壤源熱泵系統(tǒng)，提供本工程的冷、熱源。地源熱泵系統(tǒng)是通過淺層地?zé)崮芘c建筑實現(xiàn)熱量交換的，地下10m 以下的溫度基本上長年恒定，不受室外氣溫的影響，具有冬暖夏涼的特性。 與常規(guī)空調(diào)全壽命周期的技術(shù)分析傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)主要包括風(fēng)冷的空氣源熱泵和水冷的冷水機(jī)組。 地源熱泵空調(diào)全壽命周期技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 與常用空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)比較根據(jù)該建筑的市政資源條件、場地條件、建筑功能及負(fù)荷特點，有可能適合本項目的冷熱源方案主要有：(1) 地源 熱泵(2) 冷水機(jī)組與鍋爐配套(3) 冷水機(jī)組與城市熱網(wǎng)配套設(shè)定采暖期均按 120 天計，根據(jù)統(tǒng)計資料，大致把整個采暖期劃分為 5 個負(fù)荷系數(shù)：、 和 1，對應(yīng) 的運(yùn)行時間分別為 10 天、30 天、40 天、30 天和 10 天，夏季制冷期均按 90 天計算。本項目可采用如下措施：（1）采取分戶熱計量，提高冬季采暖行為節(jié)能的自覺性，提高能源利用率，降低冬季負(fù)荷；（2）適當(dāng)增加夏季空調(diào)運(yùn)行時間?？梢酝ㄟ^埋地的溫度傳感器來監(jiān)測地溫變化情況，據(jù)此進(jìn)行運(yùn)行調(diào)節(jié)。值得注意的是，即使設(shè)計工況為理想工況，即地下巖土的取熱與散熱在一個周期內(nèi)達(dá)到平衡，但在實際運(yùn)行中，地下巖土的年吸、釋熱量并非要求絕對的平衡，模擬設(shè)計結(jié)果表明不平衡率在177。由圖1可以看出，在運(yùn)行一個采暖與空調(diào)周期后地下巖土溫度變化幅度很小，但由于地埋管的年取熱量略微大于年釋熱量，所以地下的溫度變化總體上呈緩慢下降的趨勢。另一方面可以充分利用建筑物的地下空間來設(shè)置地?zé)釗Q熱器，減少對周邊地表面積的利用。這些負(fù)荷特點比較適宜地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。濟(jì)南地區(qū)建筑的年冷熱負(fù)荷相差不大，采用地源熱泵技術(shù)，可以基本實現(xiàn)夏季向地下蓄熱，冬季從地下取熱，地?zé)釗Q熱器的冷熱負(fù)荷全年比較均衡的技術(shù)要求，系統(tǒng)運(yùn)行效率高，因此該地區(qū)是地源熱泵技術(shù)應(yīng)用的適宜區(qū)域。在實際 工程應(yīng)用中，地源熱泵技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性與可操作性還取決于工程場地的地質(zhì)構(gòu)造，水文地質(zhì)條件，工程施工條件等多種因素。但由于巖石層具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)，總鉆孔量相應(yīng)減少，總費(fèi)用增加的幅度不會很大，因此該地區(qū)從地質(zhì)條件分析可列為地源熱泵應(yīng)用的適宜區(qū)。（5（ 應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)利用地球表面淺層的地?zé)崮苜Y源作為冷熱源，進(jìn)行供暖、空調(diào) 。（2（ 環(huán)保、潔凈地源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行沒有燃燒，沒有排煙，大大降低了城鎮(zhèn)的大氣污染；據(jù)調(diào)研，由于需輸入的少量的電能維持熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)，地源熱泵由此產(chǎn)生的污染物排放量，比空氣源熱泵的排放量減少 40％以上，比電供暖的減少 70％以上；地源熱泵系統(tǒng)供冷時省去了冷卻塔，避免了冷卻塔噪音及霉菌污染，以及對大氣產(chǎn)生的熱島效應(yīng)。該技術(shù)提高了空調(diào)系統(tǒng)全年的能源利用效率，真正實現(xiàn)了可再生能源的良性生態(tài)合理地利用。按照每個鉆孔占地下面積25 m 2計，約需埋管面積 19000 m2。主要設(shè)備的選. 主要的設(shè)備設(shè)計容量主要設(shè)備選型名稱 規(guī)格 數(shù)量 備注地源熱泵冷熱水機(jī) 制冷量：1725KW； 3 臺 為制冷工況、提供供、回水中鐵建辦公樓地源熱泵系統(tǒng)可行性研究報告 山東建筑大學(xué)地源熱泵研究所 16組（冷媒為 134a） 制熱量：1578KW 溫度為 7℃～12℃的冷水；為供熱工況、提供供回水溫度為：40℃～45℃熱水。（2）冷、熱源配置三臺地源熱泵機(jī)組，每臺機(jī)組制冷量為 1578KW、制熱量：1725KW。負(fù)荷指標(biāo)在不同月份考慮一個不同的運(yùn)行系數(shù)，則可粗略得到全年采暖與空調(diào)期累計建筑物、地下提取與釋放的負(fù)荷。由于本工程現(xiàn)階段只是對地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)方案進(jìn)行可行性論證，所以僅對該工程的冷熱負(fù)荷進(jìn)行簡單估算，詳細(xì)的全年逐時動態(tài)負(fù)荷計算在方案確定后的設(shè)計報告中給出。98′。(5) 戶門 ：采用保溫防盜安全門，傳熱系數(shù)為 W/㎡傳熱系數(shù)為 W/ ㎡女兒墻、陽臺、外挑構(gòu)件、管道穿 墻采用25 厚聚苯顆粒保溫砂漿保溫。該辦公樓的冷負(fù)荷為，熱負(fù)荷為 。與同緯度的內(nèi)陸地區(qū)相比,具有雨水豐富、年溫適中、氣候溫和的特點。在建筑中應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)， 對于后期申報綠色建筑，申請政府補(bǔ)貼，創(chuàng)造了先決條件；對于提升項目檔次、品味，實現(xiàn)長期高效、 節(jié)能運(yùn)行奠定了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。（1）采取分戶熱計量，提高冬季采暖行為節(jié)能的自覺性，提高能源利用率，降低冬季負(fù)荷；（2）適當(dāng)增加夏季空調(diào)運(yùn)行時間。當(dāng)然，這種允 許的不平衡率會隨著不同地區(qū)和巖土的熱物性、地埋管換熱器所在地點有無地下水流動及其流動特點，以及建筑物的冷熱負(fù)荷變化等因素有關(guān)，是因地而異的。由圖1還可以看出，經(jīng)過20年的模擬運(yùn)行之后，距離鉆孔10m遠(yuǎn)處的平均巖土溫度僅僅比初始溫度的16℃降低了 約1℃。h，地下埋管全年冷熱量不平衡率為13%。h，耗熱量為3061210kW 如果采用傳統(tǒng)的水冷機(jī)組加城市熱網(wǎng)系統(tǒng)，則需要兩套設(shè)備，不僅增加運(yùn)行費(fèi)用，同時從環(huán)境保護(hù)方面看，城市集中供熱系統(tǒng)消耗大量的一次能源，排放的有害氣體則對大氣環(huán)境造成污染?！?，℃，℃。缺點 需要地下埋管空間，地下埋管性能比較復(fù)雜 能源利用率低，且排放大量 CO2噪聲和振動較大，設(shè)備宜布置在地下機(jī)房，需做好消聲、減震措施表 冷熱源系統(tǒng)初投資比較方案一 方案二 方案三冷熱源方式及序號項目 地源熱泵冷水機(jī)組與燃?xì)忮仩t配套冷水機(jī)組與城市熱網(wǎng)配套冷熱水機(jī) 組（元/kW 冷量） 800 500 500燃?xì)忮?爐（元/kW 熱量） 300城市熱網(wǎng)（元/m2 采暖面積） 10