（批复）中铁建办公楼地源热泵系统项目可研建议报告（发改委）

提供重要帮助。

地源热泵监控系统应具备主要功能有检测功能监控系统可以通过安装在地源热泵系统现场各类传感器，对地源热泵系统各种参数例如，温度压力流量等系统设备运行状态包括热泵运行状态水泵运行状态等进行检测。

并将这些测量数据通过模拟量输入通道和数字量输入通道输入到计算机进行数据处理分析，并且所有参数均可在显示器上显示。

实时监测地源热泵系统运行状况是确保系统运行高效性与可靠性主要手段。

在本项目地源热泵系统中，将引入套智能检测，见下图。

该测试系统可以自动测试系统循环液温度，压力与流量，系统制热量制冷量以及系统功耗。

该自动控制系统，可实现系统自动调控，用户可根据检测结果，查明故障或调节地下换热平衡。

集控室内监控计算机地源热泵空调机房控制室内监控计算机打印机打印机地源侧水泵空调侧水泵热泵机组现场传感器其他现场设备其他现场设备其他系统控制室内监控计算机号机房现场控制器号机房现场控制器打印机数据采集及变送层现场控制层控制管理层高级管理层电缆电缆工业现场总线局域网就地控制集中控制集中自动集中手动联锁手动解锁手动图地源热泵系统监测原理图手动自动模式控制系统可以工作在手动自动两种工作模式下。

手动和自动模式下均可实现远程现场控制和参数设定。

远程现场控制控制系统具有远程控制和现场控制两种控制功能。

尤其对于无人值守系统，可以通过局域网对热泵机组循环泵等进行远程控制或参数修改等。

同时，系统也可以直接操作控制柜，实现现场控制。

自动报警功能当地源热泵系统在运行过程中参数超过了其上下限设定值或设备故障时，系统会自动提示报警信息。

对些必要参数，监控系统还设臵了报警联动功能，即超限时地源热泵系统会自动停止运行。

历史数据记录和报表统计为了便于系统分析和智能优化控制，将采集动态数据存入历史数据库，随时提供查询和打印参数变化实时趋势图和历史趋势图报警记录和数据记录报表等。

地源热泵自动控制系统地源热泵系统控制主要包括以下几个方面自动启停根据事先排定工作及节假日作息时间表，启停热泵机组冷冻水泵电动蝶阀冷却水泵换热器。

机组最佳台数优化控制其关键问题是确定当前工况下末端需冷量。

实测供回水温差和循环水流量可以得到当前系统消耗冷量。

但是这冷量是否就是实际需冷量还要考虑末端控制调节方式。

当末端对水侧进行调节，会导致供回水温差加大若末端对水侧不调节，通过变风量对空调房间调节时，会导致供回水温差变小。

因此若要对机组进行优化控制，还需要得到末端装臵控制方式及空调房间环境参数实测数据来综合分析决策。

自动调整热泵机组运行台数，达到最佳节能目。

负荷侧循环水压差控制根据供回水压差，通过变频调速器自动调节循环水泵供电频率，改变循环水流量。

假如将流量控制到原来半，则将电机转速控制到原来半就可实现。

与调整阀门开度相比，节能效果非常明显。

地源侧循环水温度控制根据地源侧循环水进出口温差通过变频调速器自动调节循环水泵供电频率，改变地源侧循环水流量。

若地源侧出水温度基本保持不变，可以地源侧回水温度为控制参数来进行控制。

机组连锁控制启动过程打开地源侧循环水泵电动蝶阀，启动地源循环水泵。

打开负荷侧循环水泵电动蝶阀启动负荷侧循环水泵检查系统定压点压力，如果是补水泵定压，当定压点不足时，启动补水泵启动热泵机组。

停止过程停止热泵机组分钟后停止负荷侧循环水泵，关闭负荷侧循环水泵电动蝶阀。

停止地源侧循环水泵，关闭地源侧循环水泵电动蝶阀。

水泵保护控制对于热泵机组，运行时其蒸发器和冷凝器水侧必须保证足够流速，在此采用流速开关，管道内流体流速不同，流速开关位移不同，根据要求最小流速，把流速开关设定到最小流速位臵，当通过管道流速高于最小流速时，开关闭合，电路接通当管道内流速低于最小流速时，开关断开，电路中断。

系统启动时，根据流速开关状态决定热泵机组启停系统运行期间，若流速开关断开，则水泵故障报警备用泵投运。

系统定压点控制检查系统定压点压力，当压力低于定压点压力下限时，启动补水泵或打开补水电磁阀，当定压点压力高于定压点压力上限时则关闭。

故障报警自动监测机组冷冻水泵运行状态。

冷冻水，冷却水温度压差超限报警，机组水泵故障超载报警。

连锁保护开机顺序换热器阀门机组冷却水侧阀门冷却泵机组冷冻水侧阀门冷冻泵热泵机组关机顺序热泵机组延时分钟关冷冻泵机组冷冻水侧阀门冷却泵机组冷却水侧阀门换热器阀门相关设备开关需经确认后才能开关下设备，如遇故障则自动停泵。

保护控制冷冻泵冷却泵启动后，水流开关检测水流状态，如遇故障则自动停泵，冷冻泵冷却泵运行时如发生故障，备用泵自动投入使用运行维护包括建筑用能管理制度操作规程定期能耗统计报告及设备养护等要保持地源热泵系统长期高效运行，首先要制定科学合理运行策略，编写地源热泵空调系统操作及设备养护手册。

对地源热泵系统使用者进行适当岗前培训，掌握正确操作流程。

应对用户进行地源热泵工作原理简单介绍，使用户可以根据测试数据，宏观调控地下换热平衡，保持地埋管换热系运行费用合计万元寿命周期总费用以系统设计运行年计算，万元系统运行年地源热泵可节省运行费用，万元投资回收期年说明表中数据来自于系统运行模拟结果与工程经验，与实际运行状况会有定差别，在此仅作为定性分析。

计算结果表明，地源热泵系统增加初投资大约为万元但系统可在年内回收，系统运行年计，则地源热泵系统可比分体空调加集中供热系统节省运行费用万元。

与常规空调全寿命周期技术分析传统空调系统主要包括风冷空气源热泵和水冷冷水机组。

传统空调系统个主要弊端是机组效率随着夏季室外气温升高或冬季室外气温降低而显著降低。

这与建筑冷热负荷需求趋势正好相反。

在夏季高温天气，由于其制冷量随室外空气温度升高而降低，同样可能导致系统不能正常工作。

地源热泵系统是通过浅层地热能与建筑实现热量交换，地下以下温度基本上长年恒定，不受室外气温影响，具有冬暖夏凉特性。

同时地源热泵技术在夏季是将热量储存在地下，以备冬季取热用，减少了城市热污染。

综上所述方案用地源热泵有较好节能效果，初投资较高但运行费用低方案用锅炉房污染严重，运行简单技术成熟，初投资费用不高但运行费用很高方案用冷却塔和市政热力管网，初投资费用较低，运行费用也不高，但节能效果不明显。

第四章地源热泵系统埋管工程技术方案土壤热工实验概述工程概况该项目为济南中国铁建国际城地源热泵工程。

本工程拟采用节能环保土壤源热泵系统，提供本工程冷热源。

我所对本工程地埋管场地进行了深层岩土层热物性测试。

本次试验进行了个孔测试。

测试时间年月日月日，资料分析月日月日。

测试目地埋管换热系统设计是地埋管地源热泵空调系统设计重点，设计出现偏差可能导致系统运行效率降低甚至无法正常运行。

拟通过地下岩土热物性测试并利用专业软件分析，获得地埋管区域个不同运行系数，则可粗略得到全年采暖与空调期累计建筑物地下提取与释放负荷。

估算中夏季热泵机组值按计算，冬季值按计算。

主要设备容量选择空调冷热负荷建筑物设计热负荷为，冷负荷为。

考虑到该办公楼同时使用系数为，则峰值热负荷为，峰值冷负荷为。

冷热源配臵三台地源热泵机组，每台机组制冷量为制热量。

考虑到该办公楼功用与特性，选用三台热泵机组，便于运行调节，有利于运行节能，降低运行费用。

夏季机组为制冷工况，提供冷冻水供回水温度为冷水冬季机组为供热工况提供采暖用热水，供回水温度为。

根据建筑物冷热负荷初步估算热泵机组容量。

主要设备选型见表表主要设备设计容量主要设备选型名称规格数量备注地源热泵冷热水机组冷媒为制冷量制热量台为制冷工况提供供回水温度为冷水为供热工况提供供回水温度为热水。

冷热水循环水泵流量杨程台三用备地埋管侧循环水泵流量杨程台三用备竖直地埋管孔深，个孔不包括水平地埋管及分集水器地埋管方案地埋管初步设计钻孔深，钻孔个，竖直总埋管量为孔深。

根据地质及环境条件，确定采用竖埋管形式，钻孔孔径，钻孔间距，单形管，管径。

为使地埋管之间容易达到水力平衡，地埋管换热器布臵结构采用同程和对称布臵形式。

按照每个钻孔占地下面积计，约需埋管面积。

第三章地源热泵空调技术适宜性地源热泵空调系统简介地源热泵是种利用大地作为冷热源热泵，通过热泵机组对建筑物实现供暖，空调及提供生活用热水，见图。

地源热泵地上部分与普通热泵相同，所不同是通过埋设在地下岩土中地热换热器将热量释放给土壤或者从土壤中吸收热量。

从能量守恒角度看，个精心设计地源热泵系统其实是以大地作为蓄能器，在夏季通过热泵机组将建筑物内热量转移到地下，冷却建筑物同时储存了热量，以备冬季使用冬季通过热泵将大地中低位热能提升温度后对建筑物供热，同时将建筑物内冷量储存在地下，以备夏季使用。

该技术提高了空调系统全年能源利用效率，真正实现了可再生能源良性生态合理地利用。

地下换热介质循环四通换向阀蒸发器冷凝器循环水泵竖直埋管管井地下换热管压力膨胀阀循环水泵空调末端装置供冷循环工作介质循环压缩机多通连接器冷凝器蒸发器图地源热泵系统原理图土壤热泵空调机组风机盘管集分水器冷冻水泵冷却水泵土壤热泵加风机盘管空调系统流程图图地源热泵空调系统流程图地源热泵系统具有如下特点节能运行费用低较深地层中在未受干扰情况下常年保持恒定温度，远高于冬季室外温度，又低于夏季室外温度。

地源热泵可克服空气源热泵负荷需求越高，效率越低技术障碍，显著提高效率。

高效率意味着消耗次能源少，运行费用少。

环保洁净地源热泵系统运行没有燃烧，没有排烟，大大降低了城镇大气污染据调研，由于需输入少量电能维持热泵运转，地源热泵由此产生污染物排放量，比空气源热泵排放量减少以上，比电供暖减少以上地源热泵系统供冷时省去了冷却塔，避免了却塔噪音及霉菌污染，以及对大气产生热岛效应。

同时去掉冷却塔使建筑周边环境更加洁净优美。

节水省地地源热泵系统以地下浅层地热能资源为冷热源，向其吸收或排出热量，从而达到供暖或制冷作用，既不消耗水资源，也不会对其造成污染地源热泵系统地埋管可以直接布臵在建筑物地下空间中，不占使用面积。

机多用地源热泵系统可供热空调，机多用，套系统可以替换原来锅炉加制冷机两套装臵或系统机组紧凑，节省建筑空间，可以灵活安装在任何地方，末端亦可做多种选择运行