某别墅项目空调系统设计的分析比选

某别墅项目空调系统设计的分析比选

摘要：本文通过设计实例，对别墅空调系统冷热源方式进行技术经济分析比较，提出适宜的冷热源方案，指出土壤源热泵技术是一种节能、环保、高效的能源利用技术，是一种典型的绿色生态建筑技术，在别墅空调系统设计中具有广泛的开发利用前景。

关键词别墅空调能源土壤源热泵

1．引言：

人类的居住建筑从最初的遮风避雨和抵御恶劣自然环境的掩蔽所到今天四季如春的智能化建筑，人们对居住条件的舒适性要求越来越高。人们常说，拥有别墅是财富的象征，随着我国国民经济的高速发展，别墅作为一种高档住宅越来越多的出现在我们的身边。在别墅的各类设施中，中央空调是最重要的部分，和日常生活息息相关，可以说是别墅品质的重要保证。

对于国内来讲，别墅的概念即为低密度的独立住宅，因其低密度故其占有的土地资源较多，成本较高。目前很多发展较好的大城市如北京等地，成片开发的别墅区基本位于远郊区县，绝大多数投资者的购房目的是作为第二居所使用。而这部分客户群应属于事业有成之士，他们对居住的品质要求较高。高品质不只体现在低密度上，而且要靠设备与技术的高投入、高质量、高舒适来支撑。作为设备工程师在别墅建筑的设计中，不仅要通过运用高新技术手段及采用高新技术设备，打造低密度、高品质的健康居所，同时还要打造绿色环保的低能耗住宅产品。因此本文通过大连某度假区项目设计实例，探讨别墅类建筑空调系统设计冷热源采用何种最佳方式来满足在高品质、高舒适的前提下节能环保，可持续发展。

2．设计实例：

2.1 工程概况：

本工程是由大连某房地产开发有限公司在辽宁省大连市开发的大型沿海社区——“XX休闲度假区”。该社区位于大连市甘井子区小平岛，建筑型式包括：公寓、联排别墅及独立别墅的居住建筑以及为社区服务的配套公共建筑，其中独立别墅建筑为4.9万m2。

该工程所处地区为沿海开发区，市政条件匮乏，既无市政燃气管道，也无城市热网，对于采暖、空调系统的冷热源如何设置，是我们设计中重点探讨研究的课题。

2.2 能源方式选择及技术经济比较：

对于别墅类项目，其空调系统冷热源的选择不仅要考虑能源利用的合理性，还要考虑冷热源供应方式的合理性。

本项目的独立别墅项目，绝大多数投资人把其作为第二居所，同时入住率较低，若冷热源采用集中供应，其运行调节不方便，又因为其低密度，室外管网的投资会较大，不十分经济，因此，我们在冷热源方式选择上不考虑集中供应方案。

该项目可利用的能源模式，可以采用燃气、燃油、电等。根据国情，燃油设备的运行费用是比较高的，而且还要设置贮油间，从而带来一些为了确保安全而要设置一些消防设施，其方案明显不经济合理，因此燃油设备方案不在本冷热源方式选择比较的范围内。

2.2.1 冷热源方式（见表2.2.1）

表2.2.1

2.2.2 技术经济比较：

为便于分析比较，选择该居住区独立别墅的1户型作为计算基础，综合考虑系统的主要因素有系统的初投资、运行费用、绿色环保以及管理维护的难易程度等。

(1) 基础数据：建筑面积：377m2

设计冷负荷：19.6KW（未含新风负荷）

设计热负荷：18.3KW（未含新风负荷）

初投资：仅考虑设备购置费及安装费

天然气价格：2.5天/立方米（小区压缩天然气转换站供气）

民用电价格：0.49元/度

运行时间：夏季：按120天考虑，12小时/天运行。

冬季：按130天考虑，12小时/天运行。

(2) 设备选型：

a．为技术经济比较趋于公平，各方式的主要设备选型均按进口品牌考虑。

b．设备的供冷、供热负荷考虑预留用户增加新风系统的新风负荷量。

c．设备选型见表2.2.2－1。

(3) 投资及运行分析比较见表2.2.2－2。

(4) 各方式比较汇总见表2.2.2－3。

主要设备表

表2.2.2－1

投资及运行费用比较表

表2.2.2－2

各方式比较汇总表

表2.2.2－3

3．结论：

综合上述的分析比较，在与本项目类似的别墅类项目中，空调系统冷热源应首选土壤源热泵技术。虽然该技术在投资上较其它方式高，但在主机设置不受外界环境的影响、运行效率高、运行费用低等方面均优于其它方式，尤其是在环境保护上，从土壤源热泵的整个运行原理分析，其系统实际上是真正意义的绿色环

保空调，无论是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。又因别墅项目低密度的优势，使室外地藕合式换热器的设置方便可行。

4．展望：

地源热泵中央空调作为一种节能环保空调产品，在欧洲和北美各地被广泛应用几十年。在我国，由于地源热泵系统室外埋管技术含量高，初投资较大，并且受一些地质条件的限制，所以尚处于起步阶段。但是在目前世界能源普遍紧缺的情况下，我国政府也开始大力推广节能环保的建筑产品。地源热泵自1999年进入我国以来，在北京，上海，沈阳等地已有不少成功使用的项目。我们相信随着技术的不断成熟和政府一些补贴政策的出台，地源热泵空调系统将会凭借着自身节能环保、高效稳定的优势在我国取得更大的发展。