方燕燕　朱煒亮　劉曉華

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院,江蘇 常州　213002)

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常州地區(qū)地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)適用建筑的研究

方燕燕朱煒亮劉曉華

(常州市規(guī)劃設(shè)計(jì)院,江蘇 常州213002)

結(jié)合常州地區(qū)辦公、商業(yè)和酒店三類建筑的實(shí)際案例，從經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性和可靠性三方面將冷水機(jī)組加鍋爐方案和地源熱泵方案進(jìn)行了比較，得出了最適用于地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的建筑類型。

建筑類型，地源熱泵，空調(diào)系統(tǒng)，適用性

0　引言

地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是可再生能源的一種，可有效節(jié)約空調(diào)和采暖能耗，在大型公建的應(yīng)用上有很大的節(jié)能潛力，但應(yīng)用中也存在很多問(wèn)題，若不分地域和建筑特性盲目利用，會(huì)造成冷熱不平衡等問(wèn)題。地源熱泵系統(tǒng)工作原理是將地源作為儲(chǔ)能體，進(jìn)行冬季吸熱夏季散熱的動(dòng)態(tài)平衡，因此必須確保壽命周期內(nèi)冷熱相互平衡，才能使系統(tǒng)保持長(zhǎng)期、高效運(yùn)行[1]。

地源熱泵系統(tǒng)在建筑中是否適用，需綜合考慮建筑使用功能、負(fù)荷特性、占地面積等多種因素。大型公共建筑主要分為辦公建筑和商場(chǎng)建筑，其次是酒店類建筑。因此本文以這三類建筑為主進(jìn)行分析。

1　經(jīng)濟(jì)性分析

建筑物的空調(diào)系統(tǒng)冷熱負(fù)荷和建筑類型緊密相關(guān)。不同功能的建筑，如辦公樓、商場(chǎng)、酒店等，由于使用時(shí)間、人員密度、散熱設(shè)備開(kāi)啟時(shí)間等因素不同，其單位面積冷、熱負(fù)荷指標(biāo)、負(fù)荷強(qiáng)度和負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間不同，土壤的恢復(fù)程度也不同，冷熱不平衡率的指標(biāo)要求也不同。

從初投資和運(yùn)行費(fèi)用兩方面對(duì)不同建筑類型的不同空調(diào)方案進(jìn)行比較分析。

初投資概算內(nèi)容：包括地源熱泵冷熱源機(jī)房系統(tǒng)、地埋管系統(tǒng)冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t冷熱源機(jī)房系統(tǒng)。因末端太多，且兩種方案末端系統(tǒng)相近，故末端不在初投資考慮范圍內(nèi)。方案的回收期比較如表1所示。

表1　各類建筑回收期比較

根據(jù)表1可以看出，對(duì)于三種不同類型的建筑，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的初投資都是高于冷水機(jī)組加鍋爐，而運(yùn)行費(fèi)用則都是低于冷水機(jī)組加鍋爐形式，而且回收期都在7年以內(nèi)，三類建筑的回收期排序?yàn)樯虡I(yè)建筑>辦公建筑>酒店建筑。

2　節(jié)能性分析

電位接地端子板連接。第一級(jí)限壓型SPD連接相線銅導(dǎo)線最小截面面積為16 mm2，SPD接地端連接銅導(dǎo)線最小截面面積為25 mm2，第二級(jí)限壓型SPD連接相線銅導(dǎo)線最小截面面積為10 mm2，SPD接地端連接銅導(dǎo)線最小截面面積為16 mm2。SPD應(yīng)安裝牢固，其位置及布線正確。

3　結(jié)語(yǔ)

雷電災(zāi)害是“聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)十年”公布的最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一，其危害性雖大，但可以預(yù)防。只有嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家防雷規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)、精心施工，才能最大限度地預(yù)防和減少項(xiàng)目所在地雷擊事故的發(fā)生，任何單位和個(gè)人都不能存有僥幸心理。本文以枝江市氣象局防雷工程整改項(xiàng)目為依托，創(chuàng)造性地利用局地雷暴資料和地閃資料分析結(jié)果優(yōu)化防雷設(shè)計(jì)方案，作為一份完整的工程案例，值得借鑒。另外，進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)，有待繼續(xù)研究。

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[7]GB 50601—2010，建筑物防雷工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].

經(jīng)濟(jì)性與節(jié)能性是緊密相關(guān)的，三類建筑每平方米節(jié)約標(biāo)煤量的多少排序?yàn)椋壕频杲ㄖ?辦公建筑>商業(yè)建筑。

使用地源熱泵系統(tǒng)不僅可以節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤量，還可以減少SO2，NOX，TSP(煙塵)排放量，減少對(duì)大氣的污染和溫室效應(yīng)。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相對(duì)傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)可大量減少污染物排放量，使用地源熱泵系統(tǒng)更節(jié)能環(huán)保。

3　可靠性分析

常州地區(qū)冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷，空調(diào)負(fù)荷以冷負(fù)荷為主，散熱量與吸熱量不平衡。故在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)結(jié)合常州地區(qū)建筑類型進(jìn)行合理分析[3]。

3.1建筑負(fù)荷總量的累計(jì)效應(yīng)特性

利用HDY-SMAD4.0對(duì)三類建筑進(jìn)行全年逐時(shí)動(dòng)態(tài)負(fù)荷分析，不同功能建筑總量的累積效應(yīng)分析如圖1所示。

負(fù)荷總量的累積效應(yīng)如式(1)所示，CL值越大，負(fù)荷總量的累積效應(yīng)越顯著。

CL=WL/WR

(1)

式中:CL——負(fù)荷總量的累積效應(yīng)特性參數(shù)；

WL——全年逐時(shí)累積冷負(fù)荷；

WR——全年逐時(shí)累積熱負(fù)荷。

由圖2可以看出：CL商業(yè)>CL辦公>CL酒店。故CL值最大的商業(yè)建筑不宜采用地源熱泵系統(tǒng)。

3.2建筑負(fù)荷強(qiáng)度的變化特性

負(fù)荷強(qiáng)度即為冷熱負(fù)荷的大小，可以把負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間與狀態(tài)緊密聯(lián)合起來(lái)[5]。用供暖期(或供冷期)建筑逐時(shí)負(fù)荷的單位面積平均值Cq來(lái)表征負(fù)荷強(qiáng)度，即:

(2)

其中，Qh為建筑逐時(shí)負(fù)荷，kW；Cq值越大，表明向土壤釋放或提取的熱量越多。不同類型建筑逐時(shí)負(fù)荷平均值大小見(jiàn)圖3。由圖3可知，辦公建筑負(fù)荷強(qiáng)度較小，商業(yè)建筑和酒店建筑的負(fù)荷強(qiáng)度都較大。

3.3建筑負(fù)荷的持續(xù)特性

負(fù)荷的持續(xù)性是指建筑的空調(diào)系統(tǒng)在一個(gè)周期內(nèi)連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間。在建筑逐時(shí)負(fù)荷強(qiáng)度變化較為穩(wěn)定的前提下，負(fù)荷的持續(xù)性越強(qiáng)，對(duì)地埋管換熱器的換熱效果越不利[6]。

酒店類建筑負(fù)荷的持續(xù)性較強(qiáng)，商場(chǎng)類建筑其次，辦公類建筑負(fù)荷的持續(xù)性較弱。

故從可靠性三個(gè)方面來(lái)分析三類不同建筑對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性情況見(jiàn)表2，表中2分代表十分適合，1分代表比較適合，0分代表不適合。

表2　不同建筑類型在可靠性上對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性匯總

表3　不同建筑類型對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性匯總

由表2可以看出，在可靠性方面，三類建筑對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性為：辦公建筑>酒店建筑>商業(yè)建筑。

故從經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、可靠性三方面分別分析了辦公類、商業(yè)類和酒店類建筑對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性情況，進(jìn)行匯總?cè)绫?所示。

由表3可以看出，三類不同建筑對(duì)地源熱泵系統(tǒng)的適應(yīng)性情況為：酒店建筑>辦公建筑>商業(yè)建筑。

4　結(jié)論與建議

通過(guò)本文分析，使用生活熱水的酒店建筑最適合采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，但是因?yàn)榫频杲ㄖ爝\(yùn)營(yíng)的特點(diǎn)，其空調(diào)系統(tǒng)必須全天連續(xù)運(yùn)行，這就需要持續(xù)向土壤散熱，導(dǎo)致土壤熱積累嚴(yán)重，故建議采用冷卻塔輔助制冷的方式讓土壤源熱泵系統(tǒng)間歇運(yùn)行，可有效地提高熱泵機(jī)組的運(yùn)行效率，降低系統(tǒng)能耗，減少運(yùn)行費(fèi)用，使地源熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)期、高效運(yùn)行。

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Abstract: For actual case analysis of Changzhou on three kinds of buildings as office, commercial and hotel, compared with chiller plus boiler program and ground source heat pump program, to analyze economic, energy efficiency and reliability of the three aspects, come to the best suited building type for the use of ground source heat pump system.

Key words: building type, ground source heat pump, air conditioning system, applicability

On optimization of design scheme for lightning proof projects

Yu Xiaoyao

(Changde Meterology Bureau, Changde 415000, China)

Taking the reconstruction program of the lighting proof project in Zhijiang Meterological Bureau as the example, the paper analyzes the lightning environment background of the program according to the thunderstorm and ground flashes in the city, and illustrates the protection design measures of the direct lightning and lightning induction, so as to reduce the occurance of the lightning disasters.

lightning proof project, direct lightning, lightning induction, lightning strip

Study on applicable building in Changzhou of ground source heat pump system

Fang YanyanZhu WeiliangLiu Xiaohua

(Changzhou City Planning and Design Institute, Changzhou 213002, China)

1009-6825(2016)25-0138-03

2016-06-24

方燕燕(1986- )，女，碩士，工程師

TU831

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