韶山宾馆地源热泵空调热水系统优化设计
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摘 要： 在综合考虑宾馆 空调 热水系统的经济性、 负荷 波动性 、 地下土壤 热平衡 以及现有 资源等 因素的基础上 ， 因地制宜、 因工程制 宜
将 系统设 计采用冷却塔 ＋燃气锅 炉 ＋ 源热泵混合 的空调 热水冷热联供 方式， 地 以冬季制 热量作为热泵机组 的选择依据 ， 以冬季 热 并
地 源 热 泵 系 统 因具 有 高 效 节 能 、绿 色 环 保 及 可再 生 等 特 点 ， 内 外 众 多 专 家 、 者 对 地 源 热 泵 系 统 的设 计 及 应 用 进 行 国 学 了大 量 研 究 。
明 、 哈努克等 １０多位外 国元首 、 西 ０ 政府首脑 、 政党领袖 ， 被称
Ｈ ｇｅ 指 出， ｕ ｈｓ Ｊ Ｐ． 当供冷负荷 较大时 ， 制冷 所需 的埋 管长
度要远大于加热所需 的盘管长度 ， 为降低初投资 ， 可用冷却塔
代替一部分埋地盘管 ， 即混合型地源热泵系统【。 ” １９ ９５年 Ｋ ｖｎ ｕｈ指 出： 了土地的有限性 、 ａａａ ｇ 除 地下埋管 费 用太高 等因素外 ，考虑采用混合 系统的另一个主要原 因是平 衡 全年从土壤 中的取 放热量 ， 而避免 地下土壤 “ 从 热积累 ” 现
最大设计 热负荷 ２５０Ｘ０８ ８ ． ５＝２１３ｋ ｒ ９ ｇ。
２２ 生活 热 水 负 荷 －
１ 工 程概 况
宾 馆 位 于 韶 山市 韶 山 冲 ， 毛 泽 东 故 居 约 ５ ０Ｉ， 距 ０ ｌ因接 待 ｌ
按照 国家对生 活热水需求标准 ，宾馆生活热水 需求量夏
季设 计 为 ３ 过 渡季 节 设 计 为 ４ ， 季 设 计 为 ５ ０， ｔ ０ｔ冬 ０ｔ 。韶 山市
为“ 国宾馆” 。宾馆 共有客房 ６栋 ， 楼层最高为 ６层 ， 准客房 标
２ ０多套 间 ， 中档床位 ３ ０多个 ， ０ 高 ６ 大小 会议室 １ 个 ， ５ 大小餐 厅 １ ５个 ， 现有建筑面积约为 ５万 ｌ 。 Ｉ ｌ ２ 宾馆 目前使用 的能源 以煤为主 ，空调溴化锂 冷水机组制 冷机用蒸汽 、 卫生热水热 源和少量厨房洗衣房用蒸汽 ， 全都 由
象 的发 生 ［ ２ １ 。
燃煤蒸汽 锅炉提供 ， 年耗 煤量约 ２８ ０ｔ每年产生 ｓ）为 ３ ． ０ ， （ ： ８４ ｔ 以及烟尘 ４０ ， 当地造成 了极大污染 。韶山宾馆所在地为 ．ｔ给
风景 区， 对环境保护有很 高的要求 ， 当地政府 明确要求宾馆在 ２１ ０ ０年拆除燃煤锅炉 ， 改用清洁能源替 代 ， 于是宾馆的冷热源
《 装备制造技术￣００年第 １ 期 ２１ １
韶 山宾 馆 地 源 热 泵 空调 、 ’ 、 优 化 设计 ， ， ， 热水 系 ■Ｊ Ｊ ’ 统
周 京 林 ， 常春 王小 纯 李 ，
（． １ 广西鼎策工程顾 问有 限责任公 司， 西 南宁 ５ ０ ２ ； ． 广 ３ ０ ８ ２广西大学 机械工程学院 ， 广西 南宁 ５ ０ ０ ） ３ ０４
资 进 行 了研 究 四 。
表 １空调 负荷估 算
供 热 序号 名 称 建筑面积 （’ ｍ １ ２ ３ 客房 办公室 宿舍 区 １ １ ２ ７ ９ ４ ０ ０ ７ ２ ｏ Ｏ８ ｏ 指标 ｜ 、 ６ ｏ ６ Ｏ ５ ０ 负荷 （ １ 【 Ｗ） ７８ ７ ２２ ８ １ ４ ０ ０ 供 指标 ｜ ８ ０ １０ ０ ７ ０ 冷 负荷 （ ｋ Ｗ） ｌ ３ ９ ０ ４０ ７ １ ５ ６ ４
改 造 进 入 日程 。
１９ ９ ８年 ，ｉ ｌ以实 际 运 行 的 混 合 地 源 热 泵 系 统 为 对 象 ， ｓｎ Ｉ ｇ
开展 了其经济性 的研究 ， 结果表 明： 系统相对单 地源热泵 混合 系统 ， 虽然 在运行与维 修费用上 略高 ， 但初 投资小得很 多 ， 混 合系统总 的经济性 比较 明显［ ３ １ 。 ２０ ０ ６年东南大学杨卫波等对混合地源热泵系统的控制策 略 、 计方 法及 其优 化进 行了研究州 ０ ８ 设 。２ ０ 年南京师范大学吴 跃进 、陈正顺对 南京地 区混合式地 源热 泵系统可行性与初投
６ ０
４Ｏ ８
２８ ５０
１ｏ ｏ
８０ ０
３７ ５ ６
热泵空调热水 系统优化设计方法 ，为该地 区地源热泵空调热 水系统设计 理论和工程实践提供参 考依 据。
空调使用 系数 ， 根据实 以往经 验选 择 ０８ ， ． 因此宾馆空调 ５
的最大设 计冷负荷和最大设 计热负荷如下 ： 最大设 计冷负荷 ３７ ５ ． ６ ×０８ ５＝３２０ｋ ０ Ｗ；
泵机组的 总制热量作 为地 下换 热器的 负荷设 计依 据 ， 系统具有高效节能 、 初投 资和 占地 面积相 对纯地源热 泵要 少、 消除地下冷热不 平
衡 以及有效利 用现有 资源等优 势。
关 键 词 ： 源 热 泵 ； 却塔 ； 气 锅 炉 ； 化 设 计 地 冷 燃 优 中 图分 类 号 ： Ｋ ２ Ｔ ５３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ７ — ４ Ｘ（ ０ １ — ０ ５ ０ １ ２ ５ ５ ２ １ ０ ３— ３ ６ ０）１
２ 建筑 空调 热水 负 荷计 算
２１ 空 调 负 荷 ．
项 目各建筑空调冷热负荷估 算如表 １ 所示 。
２ ０ ，湖南大学 陈友 明等对长沙地区一栋办公大楼混 ０ ９年 合地源热泵 系统进行 经济性研究 ， 果表 明， 结 采用新型混合地
源热泵 系统 ，比采用传统 的地 源热 泵系统的初投资 ，节省约
１ ４％ 啕。
我 国中南地 区属 夏酷热冬寒冷气候 ， 夏季需制冷 ， 冬季需
空 调 热 水 系 统 为 实 例 ，来 研 究 夏热 冬 冷 地 区 楼 层 不 高 的地 源
４
体育 中心
总计
８ ０ Ｏ０
４ ７ ６４ １
将 系统设 计采用冷却塔 ＋燃气锅 炉 ＋ 源热泵混合 的空调 热水冷热联供 方式， 地 以冬季制 热量作为热泵机组 的选择依据 ， 以冬季 热 并
地 源 热 泵 系 统 因具 有 高 效 节 能 、绿 色 环 保 及 可再 生 等 特 点 ， 内 外 众 多 专 家 、 者 对 地 源 热 泵 系 统 的设 计 及 应 用 进 行 国 学 了大 量 研 究 。
明 、 哈努克等 １０多位外 国元首 、 西 ０ 政府首脑 、 政党领袖 ， 被称
Ｈ ｇｅ 指 出， ｕ ｈｓ Ｊ Ｐ． 当供冷负荷 较大时 ， 制冷 所需 的埋 管长
度要远大于加热所需 的盘管长度 ， 为降低初投资 ， 可用冷却塔
代替一部分埋地盘管 ， 即混合型地源热泵系统【。 ” １９ ９５年 Ｋ ｖｎ ｕｈ指 出： 了土地的有限性 、 ａａａ ｇ 除 地下埋管 费 用太高 等因素外 ，考虑采用混合 系统的另一个主要原 因是平 衡 全年从土壤 中的取 放热量 ， 而避免 地下土壤 “ 从 热积累 ” 现
最大设计 热负荷 ２５０Ｘ０８ ８ ． ５＝２１３ｋ ｒ ９ ｇ。
２２ 生活 热 水 负 荷 －
１ 工 程概 况
宾 馆 位 于 韶 山市 韶 山 冲 ， 毛 泽 东 故 居 约 ５ ０Ｉ， 距 ０ ｌ因接 待 ｌ
按照 国家对生 活热水需求标准 ，宾馆生活热水 需求量夏
季设 计 为 ３ 过 渡季 节 设 计 为 ４ ， 季 设 计 为 ５ ０， ｔ ０ｔ冬 ０ｔ 。韶 山市
为“ 国宾馆” 。宾馆 共有客房 ６栋 ， 楼层最高为 ６层 ， 准客房 标
２ ０多套 间 ， 中档床位 ３ ０多个 ， ０ 高 ６ 大小 会议室 １ 个 ， ５ 大小餐 厅 １ ５个 ， 现有建筑面积约为 ５万 ｌ 。 Ｉ ｌ ２ 宾馆 目前使用 的能源 以煤为主 ，空调溴化锂 冷水机组制 冷机用蒸汽 、 卫生热水热 源和少量厨房洗衣房用蒸汽 ， 全都 由
象 的发 生 ［ ２ １ 。
燃煤蒸汽 锅炉提供 ， 年耗 煤量约 ２８ ０ｔ每年产生 ｓ）为 ３ ． ０ ， （ ： ８４ ｔ 以及烟尘 ４０ ， 当地造成 了极大污染 。韶山宾馆所在地为 ．ｔ给
风景 区， 对环境保护有很 高的要求 ， 当地政府 明确要求宾馆在 ２１ ０ ０年拆除燃煤锅炉 ， 改用清洁能源替 代 ， 于是宾馆的冷热源
《 装备制造技术￣００年第 １ 期 ２１ １
韶 山宾 馆 地 源 热 泵 空调 、 ’ 、 优 化 设计 ， ， ， 热水 系 ■Ｊ Ｊ ’ 统
周 京 林 ， 常春 王小 纯 李 ，
（． １ 广西鼎策工程顾 问有 限责任公 司， 西 南宁 ５ ０ ２ ； ． 广 ３ ０ ８ ２广西大学 机械工程学院 ， 广西 南宁 ５ ０ ０ ） ３ ０４
资 进 行 了研 究 四 。
表 １空调 负荷估 算
供 热 序号 名 称 建筑面积 （’ ｍ １ ２ ３ 客房 办公室 宿舍 区 １ １ ２ ７ ９ ４ ０ ０ ７ ２ ｏ Ｏ８ ｏ 指标 ｜ 、 ６ ｏ ６ Ｏ ５ ０ 负荷 （ １ 【 Ｗ） ７８ ７ ２２ ８ １ ４ ０ ０ 供 指标 ｜ ８ ０ １０ ０ ７ ０ 冷 负荷 （ ｋ Ｗ） ｌ ３ ９ ０ ４０ ７ １ ５ ６ ４
改 造 进 入 日程 。
１９ ９ ８年 ，ｉ ｌ以实 际 运 行 的 混 合 地 源 热 泵 系 统 为 对 象 ， ｓｎ Ｉ ｇ
开展 了其经济性 的研究 ， 结果表 明： 系统相对单 地源热泵 混合 系统 ， 虽然 在运行与维 修费用上 略高 ， 但初 投资小得很 多 ， 混 合系统总 的经济性 比较 明显［ ３ １ 。 ２０ ０ ６年东南大学杨卫波等对混合地源热泵系统的控制策 略 、 计方 法及 其优 化进 行了研究州 ０ ８ 设 。２ ０ 年南京师范大学吴 跃进 、陈正顺对 南京地 区混合式地 源热 泵系统可行性与初投
６ ０
４Ｏ ８
２８ ５０
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８０ ０
３７ ５ ６
热泵空调热水 系统优化设计方法 ，为该地 区地源热泵空调热 水系统设计 理论和工程实践提供参 考依 据。
空调使用 系数 ， 根据实 以往经 验选 择 ０８ ， ． 因此宾馆空调 ５
的最大设 计冷负荷和最大设 计热负荷如下 ： 最大设 计冷负荷 ３７ ５ ． ６ ×０８ ５＝３２０ｋ ０ Ｗ；
泵机组的 总制热量作 为地 下换 热器的 负荷设 计依 据 ， 系统具有高效节能 、 初投 资和 占地 面积相 对纯地源热 泵要 少、 消除地下冷热不 平
衡 以及有效利 用现有 资源等优 势。
关 键 词 ： 源 热 泵 ； 却塔 ； 气 锅 炉 ； 化 设 计 地 冷 燃 优 中 图分 类 号 ： Ｋ ２ Ｔ ５３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ７ — ４ Ｘ（ ０ １ — ０ ５ ０ １ ２ ５ ５ ２ １ ０ ３— ３ ６ ０）１
２ 建筑 空调 热水 负 荷计 算
２１ 空 调 负 荷 ．
项 目各建筑空调冷热负荷估 算如表 １ 所示 。
２ ０ ，湖南大学 陈友 明等对长沙地区一栋办公大楼混 ０ ９年 合地源热泵 系统进行 经济性研究 ， 果表 明， 结 采用新型混合地
源热泵 系统 ，比采用传统 的地 源热 泵系统的初投资 ，节省约
１ ４％ 啕。
我 国中南地 区属 夏酷热冬寒冷气候 ， 夏季需制冷 ， 冬季需
空 调 热 水 系 统 为 实 例 ，来 研 究 夏热 冬 冷 地 区 楼 层 不 高 的地 源
４
体育 中心
总计
８ ０ Ｏ０
４ ７ ６４ １