某办公楼地源热泵系统运行分析研究

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某办公楼地源热泵系统运行分析研究

节能减排已经成为全球各国关注的焦点之一，地源热泵技术正以其显著的节能、环保特性，受到人们的重视和推广运用[1]。但由于实际地源热泵工程中地下埋管换热器的换热量大，埋管数量多，埋管较深，运行时间长，地下土壤特性复杂等特点，使得对地源热泵的相关研究主要还是以各个院校，研究机构搭建的试验平台为主，而这些实验台存在着换热量小，埋管数量少，深度浅，运行测试时间较短等方面的缺陷，不能完全反映实际工程中地下土壤温度变化，换热器井深换热量变化等相关特性。而已建成运行的工程中也相对缺少完整的测试数据。该办公大楼地源热泵项目从2010年5月份开始运行至今，运行状况良好。并且在地下埋管换热器下管时埋入了Pt100A级铂电阻测温计进行地下埋管换热器管壁温度的测试，输入电脑中进行记录，取得了大量的数据。
1工程概况：
济南市某办公楼项目，总建筑面积18900m2，设计冷负荷2462Kw，设计热负荷1800Kw。室外地埋管侧采用双U型垂直埋管，钻孔数量320个，孔径150mm，深度150m。施工时，在4口测试井的不同深度处贴附了Pt100A级铂电阻测温计，获得了从2010年5月第一次开机到2011年5月的平均地温和埋管进出口水温的逐时数据。
2负荷分析：
根据DEST软件对建筑全年能耗进行计算，夏季建筑冷负荷约为2462Kw，冬季建筑热负荷约为1800Kw。室外埋管按照满足20年冷热不平衡率。办公建筑的使用特点是白天使用率高，晚间使用率很低甚至为零。这种建筑特性决定了负荷的持续性差，在白天处于高负荷，在中午较短的时间内转为低负荷，下午上班后恢复高负荷，下午下班到第二天上班前负荷降低至零，这个时段为地源热泵地埋管换热器的恢复期。因此，在运行时间内，负荷强度平稳，负荷强度变化特性参数接近于1[2]，冬季和夏季均是这种情况。因此对于地温恢复我们以夏季为例进行分析。