【正文】 。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)的推廣應用做出重要貢獻。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 年獲得國家科技進步二等獎 1 項（太陽能和淺層地熱能在建筑中利用的關鍵技術(shù)開發(fā)與應用）、2022 年獲教育部科技進步二等獎 1 項（淺層地熱能優(yōu)化利用技術(shù)的研究與應用）、2022年獲山東省科技進步二等獎 1 項（民用建筑節(jié)能設計標準編制）；2022年獲 XX 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)集成及其推廣應用）、 2022 年獲建設部科技進步三等獎 1 項（地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范編制）。并編入了國家標準《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。在消化吸收國外先進技術(shù)的基礎上，在地源熱泵空調(diào)技術(shù)的理論基礎、技術(shù)開發(fā)和工程應用三個方面都取得重要成果。 制定標準的能耗統(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，為進一步分析地源熱泵系統(tǒng)運行性能，提高系統(tǒng)效率提供真實可靠的數(shù)據(jù)。應對用戶進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 44率。（10） 保護控制冷凍泵、冷卻泵啟動后，水流開關檢測水流狀態(tài)，如遇故障則自動停泵，冷 凍泵、冷卻泵運行時如發(fā)生故障，備用泵自動投入使用 運行維護（包括建筑用能管理制度、操作規(guī)程、定期能耗統(tǒng)計報告及設備養(yǎng)護等）要保持地源熱泵系統(tǒng)長期、高效運行，首先要制定科學合理的運行策略，編寫地源 熱泵空調(diào)系統(tǒng)操作及設備養(yǎng)護手冊。冷凍水，冷卻水溫度、壓差超限報警，機組、水泵故障超載報警。 43（7） 系統(tǒng)定壓點控制檢查系統(tǒng)定壓點壓力，當壓力低于定壓點壓力下限時，啟動補水泵或打開補水電磁閥，當定壓點壓力高于定壓點壓力上限時則關閉。（6） 水泵保護控制對于熱泵機組，運行時其蒸發(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”，管道內(nèi)的流體流速不同，流速開關的位移不同，根據(jù)要求的最小流速，把流速開關設定到最小流速的位置，當通過管道的流速高于最小流速時，開關閉合，電路接通；當管道內(nèi)的流速低于最小流速時，開關斷開，電路中斷。停止過程：停止熱泵機組；5 分鐘后停止負荷側(cè)循環(huán)水泵，關閉負荷側(cè)循環(huán)水泵電動蝶閥。（5） 機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。（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。假如將流量控制到原來的一半，則將電機的轉(zhuǎn)速控制到原來的一半就可實現(xiàn)。自動調(diào) 整熱泵機組運行臺數(shù)，達到最佳節(jié)能目的。當末端對水側(cè)進行調(diào)節(jié)，會導致供回水溫差加大；若末端對水側(cè)不調(diào)節(jié)，通過變風量對空調(diào)房間調(diào)節(jié)時，會導致供回水溫差變小。實測供回水溫差和循環(huán)水流量可以得到當前系統(tǒng)消耗的冷量。 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，啟停熱泵機組、冷凍水泵、 電動 蝶閥、冷卻水泵、 換熱器。對一些必要的參數(shù)，監(jiān)控系統(tǒng)還設置了報警聯(lián)動功能，即超限時地源熱泵系統(tǒng)會自動停止運行。同時，系統(tǒng)也可以直接操作控制柜，實現(xiàn)現(xiàn)場控制。（3） 遠程/現(xiàn)場控制控制系統(tǒng)具有遠程控制和現(xiàn)場控制兩種控制功能。 40 集 控 室 內(nèi) 的監(jiān) 控 計 算 機地 源 熱 泵 空 調(diào)機 房 控 制 室 內(nèi)的 監(jiān) 控 計 算 機 打 印 機 打 印 機地 源 側(cè) 水 泵 空 調(diào) 側(cè) 水 泵熱 泵機 組 現(xiàn) 場 傳感 器 其 他 現(xiàn) 場設 備 其 他 現(xiàn) 場設 備其 他 系 統(tǒng) 控 制 室內(nèi) 的 監(jiān) 控 計 算 機 1號 機 房 現(xiàn)場 控 制 器 n號 機 房 現(xiàn)場 控 制 器打 印 機數(shù) 據(jù) 采 集 及 變 送 層現(xiàn) 場 控 制 層控 制 管 理 層高 級 管 理 層電 纜 電 纜工 業(yè) 現(xiàn) 場 總 線局 域 網(wǎng)就 地 控 制集 中 控 制 集 中 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。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。實時監(jiān)測地源熱泵系統(tǒng)的運行狀況是確保系統(tǒng)運行的高效性與可靠性的主要手段。地源熱泵監(jiān)控系統(tǒng)應具備的主要功能有：（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)設備的運行狀態(tài)（包括熱泵的運行狀態(tài)、水泵的運行狀態(tài)等）進 行檢測。 37表 地源熱泵系統(tǒng)不同空調(diào)末端裝置經(jīng)濟性比較名稱 方案一 方案二 方案三 方案四 方案五末端設備名稱風機盤管加新風系統(tǒng)空調(diào)機組加送回風管道、風口夏季風機盤管、冬季地板輻射采暖毛細管輻射表面加新風系統(tǒng)分散式熱泵機組末端設備初投資估算 元/m 280100 100120 120140 150170 300末端系統(tǒng)運行費用元/m 235 46 35 35 1012機房設備運行費用元/m 21215 1215 1215 1215 23占空間面積 一般 較大 一般 一般 較小控制性能 較好 一般 較好 一般 一般空調(diào)舒適性較好 較好 比較舒適 一般 一般 38 39第六章 地源熱泵監(jiān)測與控制系統(tǒng) 地源熱泵監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能地源熱泵技術(shù)是一種節(jié)能環(huán)保的空調(diào)系統(tǒng)形式，要想達到地源熱泵在各種地域內(nèi)平穩(wěn)、節(jié)能運行，自動檢測與控制技術(shù)是必不可少的。實際工程應進行方案比較，綜合分析來確定采用何種方案。以上五種方案的經(jīng)濟性比較見表 。方案五，分散式空調(diào)方式，即冬夏季室內(nèi)末端設備均采用分散的空調(diào)機組，共用一套室外地下環(huán)路泵。該方式適用于 24 小時連續(xù)運行的空調(diào)系統(tǒng)，室內(nèi)舒適度高，系統(tǒng)初投資低，維護管理方便，但室內(nèi)濕度控制相對復雜。對于間歇運行的辦公建筑、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，達到運行節(jié)能的目的。方案三，夏季室內(nèi)末端設備均采用風機盤管，冬季室內(nèi)末端設備采用地板輻射采暖方式。該方式人員舒適度最好，但控制不夠靈活，當該系統(tǒng)內(nèi)的部分房間不用時，系統(tǒng)能耗并未降低多少。該方式控制靈活，室內(nèi)升溫或降溫迅速，可有效提高舒適度，比較適合應用于間歇運行的辦公建筑、住宅建筑等對濕度沒有嚴格要求的空調(diào)場合。 地源熱泵系統(tǒng)室內(nèi)末端設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)，由于機組夏季能夠提供給空調(diào)末端設備的冷凍水溫度在 7℃12℃以上，冬季提供的熱水溫度在 4550℃之間。地板輻射采暖方式是目前較為舒適的供暖方式，由于室內(nèi)溫度梯度為自下而上逐漸降低，正好與其他供暖方式相反，室內(nèi)人員處于高溫區(qū)，舒適感較好，同時在舒適感相同的情況下，可以有效減少輸送熱量，達到節(jié)能的效果，目前在北方地區(qū)集中供暖中得到廣泛應用。風機盤管加新風空調(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，達到節(jié)能的目的。 35第五章 室內(nèi)空調(diào)末端系統(tǒng) 中央空調(diào)末端形式及原理作為中央空調(diào)末端有以下幾種形式：一是全空氣系統(tǒng)；二是風機盤管加新風空調(diào)系統(tǒng)；三是地板輻射采暖方式。當然能夠增強換熱能力更好，所以國外現(xiàn)在的回填材料都改進成高導熱系數(shù)的材料，以加強傳熱能力。圖 U 型支管間距回填材料的導熱系數(shù)對地下?lián)Q熱器設計尺寸的影響沒有土壤的導 34熱系數(shù)影響大，這是因為回填材料的導熱系數(shù)要小于土壤的導熱系數(shù)，而且回填材料的厚度要遠小于土壤層的厚度。而后者是影響地 熱換熱器設計容量的主要因素。但兩者對地熱換熱器設計容量的影響并不一致，相同負荷下，支管間距小，所需的地熱換熱器容量大。顯然，支管間距及回填材料導熱率對熱量回流的影響都是單一的。下圖 為鉆孔敷設 U 型管后的最大余隙，它等于 鉆孔直徑減去二倍支管直徑。如果處理不當，將產(chǎn) 生較大的影響。地埋管進、出水溫度的變化不大，其對地源熱泵機組的效率影響很小可 33以忽略?？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 ℃。經(jīng)計算，鉆孔數(shù)量 為 760 個。水平埋管總長度可根據(jù)地埋管區(qū)域、機房位置、分集水器設置位置和水平管連接方式確定。豎直埋管管材采用高密度聚乙烯（PE100） De32。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 行埋管，埋管間距 5m。 32 土壤換熱系統(tǒng)的設計1） 土壤換熱器的布置由于該項目為高檔辦公樓，建筑主體周圍有大量空地。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。將上述三項熱量相加就可得到供冷工況下釋放到循環(huán)水的總熱量。 方案設計 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荷相對應的時刻。在地源熱泵運行的額定工況下，針對該地域地質(zhì)條件深層巖土熱物性的測試情況、考慮到當?shù)氐販爻跏紲囟龋ā妫?、冬季地埋管循環(huán)液溫度設定（4~8℃ ）等因素，提出地埋管方案設計時的參考建議如下：1) 對于 De32 雙 U 型地埋管，冬季每米孔深從地下提取的熱量按34~38W/m 計，夏季每米孔深向地下釋放的 熱量按 48~52W/m 計；對于De32 單 U 型地埋管，冬季每米孔深從地下提取的熱量按 28~32W/m 計，夏季每米孔深向地下釋放的熱量按 42~46W/m 計.2) 豎直埋管材料宜采用 PE100；鉆孔難度較大，宜采用雙 U 型豎直地埋管；3) 在地埋管空間充足條件下，為增大蓄熱體、減弱地下冷熱負荷不平衡的影響，應適當加大地埋管間距。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。單位孔深換熱量取值偏大，將導致埋管量偏小、循環(huán)液 進出口溫度難以達到熱泵的要求。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。二者相差越大，對地熱換熱器換熱效率的影響越大。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℃。簡述如下：1) 地埋管傳熱的可利用溫差，即 U 型埋管中的水（循環(huán)液）熱交換后允許達到的最低或最高溫度與巖土換熱前未受熱干擾時溫差。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。在約 100 深的巖土層內(nèi)平均地溫 為 ℃。測試的鉆孔（100m 深）導熱系數(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)。巖土體初始溫度℃，數(shù)值較高。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；559