作者：北京市華清地熱開發(fā)有限責任公司 李文偉 陳燕民 王吉標 張文秀 許有師

    摘要：本文主要介紹了北京用友軟件園一期地源熱泵及冰蓄冷中央空調(diào)系統(tǒng)工程的設計方案，重點介紹了地下土壤換熱器和冰蓄冷系統(tǒng)。

    關鍵詞：地源熱泵  土壤換熱器  冰蓄冷

    一、工程概況

    用友軟件園位于中關村永豐產(chǎn)業(yè)基地西南端，東臨永豐路，南面是永豐南環(huán)路，西靠西濱河路，北與北清路接壤。整個軟件園占地面積45.52公頃，總建筑面積29.6萬平方米，分兩期建設，一期主要有：1＃研發(fā)中心、2＃研發(fā)中心、5＃研發(fā)中心、制餐中心、交流中心、員工食堂、展示中心和試驗樓，一期總建筑面積18.4萬平方米，總采暖空調(diào)面積近16萬平方米，總熱負荷量13391kw，總冷負荷量15784kw，生活熱水小時耗熱量1722kw。

    二、設計思路

    用友軟件園的建設目標為gj*l的生態(tài)環(huán)保軟件園。建筑物的冷、暖空調(diào)系統(tǒng)是園區(qū)的重要設施之一，也是影響園區(qū)生態(tài)環(huán)境的重要因素。所以清潔、低耗能源是軟件園規(guī)劃的需求。

    熱泵技術(shù)與蓄能技術(shù)強強聯(lián)合，既可利用熱泵技術(shù)同時滿足制冷和采暖的特性，又可采用蓄能技術(shù)進行電網(wǎng)的削峰填谷，既使用戶使用到了廉價的采暖、空調(diào)方式，又解決了污染問題，還為電網(wǎng)的晝夜平衡做出了貢獻，可以大幅度降低空調(diào)系統(tǒng)日間電力高峰時期的用電負荷。

    因此，本系統(tǒng)采用熱泵技術(shù)和蓄能技術(shù)相結(jié)合的方式，使得該系統(tǒng)不但具有削峰填谷的功能，還可以一機三用（三工況熱泵機組制熱工況、制冷工況和制冰工況），使用清潔的電能和地下免費的可再生能源，既為系統(tǒng)提供了穩(wěn)定的冷、熱源，又解決了燃煤的污染問題和燃油、燃氣的高能耗問題。不但符合國家的環(huán)保政策，也符合用戶的根本利益。

    系統(tǒng)主要設備包括：三工況熱泵機組、燃氣鍋爐、水冷離心式冷水機組、蓄冰設備，冷卻塔、板式換熱器和屏蔽泵等等，系統(tǒng)設計時，從系統(tǒng)功能出發(fā)相同功能不同設備間互為補充，夏季由冷卻塔和地下土壤換熱器互為備用，冬季由燃氣鍋爐和熱泵機組互為備用，從而保障了系統(tǒng)的安全性和可靠性。

    三、系統(tǒng)設計方案

    3.1、冬季采暖方案

    根據(jù)軟件園冬季空調(diào)設計熱負荷總量13391kw，按照復合式系統(tǒng)的設計思路和設計原則，以一期規(guī)劃冬季設計日z*高熱負荷的60％為標準，選用法國CIAT三工況地源熱泵機組4臺，單臺機組制熱量為1676kw，同時選用4臺燃氣鍋爐，單臺制熱量2100kw，即可滿足設計日熱負荷的調(diào)峰要求。地源熱泵機組通過土壤換熱器循環(huán)液系統(tǒng)，從土壤中得到低品位的熱能。

冬季熱負荷延續(xù)圖

    3.2、夏季空調(diào)方案

    3.2.1、方案論述

    夏季設計z*大冷負荷為15784kw（4489RT）。整個軟件園存在建筑形式多樣、使用功能各異、機房設備運行散發(fā)大量熱能等因素，空調(diào)冷負荷比較復雜。各時段負荷分布如下圖所示：

各負荷分布圖

    根據(jù)上述負荷分布圖可以看出本項目的冷負荷結(jié)構(gòu)：負荷主要集中在8：00―21：00，13小時運行期間電力高峰斷為6小時，電力平斷為7小時。從總體上看全天負荷存在極其明顯的變化，空調(diào)系統(tǒng)相當適宜設計成蓄冷系統(tǒng)。