地源熱泵空調系統簡介

    發展歷程

    我院創建于1952年, 前身系國家機械工業部勘察研究院，國家一類科研單位（正廳級）。2000年起隸屬于中央企業－－中國機械工業集團公司。是專業從事巖土工程勘察、地基基礎設計與施工、地基試驗與檢測、工程測繪及建筑工程與市政工程設計的國家大型綜合型勘察設計研究單位。

    近年來完成的重大科研項目

    陜西彬縣大佛寺石窟環境地質條件及病害的勘察與研究

    西安大雁塔地基條件研究

    西安城墻南門、北門地鐵二號線穿越區段安全評估及西安地鐵二號線盾構施工沉降與運行振動對城墻影響研究

    西安鐘樓本體勘察報告及西安地鐵二號線盾構施工沉降與運行振動對鐘樓影響安全評估

    西安財經學院新校區黃土場地的試驗研究

    城西客運專線濕陷性黃土區橋梁樁基試驗研究

    中海國際社區濕陷性黃土場地樁基靜載試驗研究

    一、地源熱泵系統的定義

    《地源熱泵系統工程技術規范》GB50366-2005

    地源熱泵系統  Ground-source heat pump system

    以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統。根據地熱能交換系統形式的不同，地源熱泵系統分為地埋管地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統和地表水地源熱泵系統。

    注：對于制冷來說，地源熱泵與常規冷水機組最大的區別是：空調系統的冷卻水冷卻變為地下水或土壤冷卻。

    1、地源熱泵系統

    國際地熱協會前副主席L.Rybach教授認為，淺層地能主要來自大地熱流的能量，只有地表附近的很小距離內的地熱能是太陽能與地熱能二者共同作用的結果，且隨季節周期性波動，如上圖所示，土壤溫度全年不變時最小深度與地壤的熱導率等有關。

    2、地源熱泵受建筑氣候特征的限制

    地源熱泵業務領域

    我院地能開發與利用研究所目前提供的服務主要是地源熱泵（地下水地源熱泵、地埋管地源熱泵和地表水地源熱泵）系統集成服務，具體如下：

    前期可行性論證：對項目所在地的水文地質狀況，包括地下水資源、地質條件做出綜合評價，編制可行性研究報告和可行性方案；

    地質勘查與評價：分析論證擬建項目建造地源熱泵系統地質條件的適宜性和可行性；

    工程設計：針對工程特點，由專業技術人員采用專業方法和軟件為用戶作出最優系統方案設計；

    工程施工：專業團隊全程負責地下系統、主機系統、末端系統安裝施工；

    調試與運行：專業技術人員負責系統調試與運行；

    環境影響評價：專業人員對建造地源熱泵系統引起的環境影響進行評價；

    技術支持：為用戶提供全程的技術支持服務；

    售后服務：根據用戶要求，簽定售后服務協議，并定期上門對設備進行維護保；系統一經交付使用，將享受終身保修服務，僅需支付少量零配件和工時費。

    3、設計概述——設計手段

    設計采用清華大學開發的Dest全年動態負荷模擬軟件對建筑負荷進行模擬計算，對建筑冷熱峰值負荷進行校核，同時計算出了全年累計冷熱負荷。

    在負荷模擬的基礎上，再依據本工程施工區域的土壤換熱能力，結合美國GLD地下環路系統設計軟件進行土壤換熱器系統的配置。分析土壤熱平衡情況，確定是否需要配備輔助散熱或加熱設備，進行科學合理設計，完善系統配置，節約投資成本，保證系統長期穩定運行。

    3.1 Dest負荷模擬軟件

    3.2 GLD地下換熱器設計軟件

    地下環路設計軟件(Ground Loop Design，GLD)是一種模塊化的地源熱泵系統地下環路設計專業軟件，由美國加利福尼亞州Gaia Geothermal公司設計、開發，由明尼蘇達州Thermal Dynamics公司提供專業技術支持。該軟件在美國近十年實際工程、科研、應用當中，成功支持了眾多大型地源熱泵系統工程的設計和施工，得到國際地源熱泵協會(IGSHPA)眾多專家和會員的好評。近年來，在中國，GLD軟件也成功的被運用到數千項實際工程（包括大量的北京奧運場館工程）中，得到業界人士的一致首肯。

    3.3 GLD地下換熱器設計軟件(續)

    3.4 設計概述——設計步驟

    根據工程場地地質條件及《地源熱泵巖土熱響應試驗報告》的熱物性參數，綜合Dest負荷模擬結果，采用美國GLD專業地下換熱器系統設計商業軟件進行地下環路系統設計，設計步驟如下：

    二、我院完成的主要工作

    1、巖土熱響應試驗

    進行地源熱泵系統設計之前，我院組織力量對工程場地進行巖土熱響應試驗工作，查明場地巖土體的熱物性指標。

    場地的熱物性參數采用專業熱響應測試儀器進行試驗，并用相應配套軟件進行參數計算工作。軟件運行界面如下：

    2、地源熱泵系統的熱物性測試工作

    3、地源熱泵領域科研、生產工作

    4、地源熱泵系統回填材料試驗研究

    5、地源熱泵系統的項目管理工作

    6、地源熱泵系統的項目管理工作

    7、規范編制工作

    目前，由建設綜合勘察研究設計院有限公司擔任主編的國家標準《地源熱泵系統工程勘察規范》正在編制之中，我院作為主要參編單位參與了大量編寫工作。

 (本文來源：陜西省土木建筑學會   文徑網絡：呂琳琳 雷丹 尹維維 編輯   劉真 文徑 審核)