用友软件园热泵及蓄冷中央空调的技术应用-小K机械知识

导读：一、工程概况

用友软件园位于中关村永丰产业基地西南端，东临永丰路，南面是永丰南环路，西靠西滨河路，北与北清路接壤。整个软件园占地面积45.52公顷，总建筑面积29.6万平方米，分两期建设，一期主要有：1＃研发中心、2＃研发中心、5＃研发中心、制餐中心、交流中心、员工食堂、展示中心和试验楼，一期总建筑面积18.4万平方米，总采暖空调面积近16万平方米，总...

摘要：本文主要介绍了北京用友软件园一期地源热泵及冰蓄冷中央空调系统工程的设计方案，重点介绍了地下土壤换热器和冰蓄冷系统。

关键词：地源热泵

土壤换热器

冰蓄冷

一、工程概况

用友软件园位于中关村永丰产业基地西南端，东临永丰路，南面是永丰南环路，西靠西滨河路，北与北清路接壤。整个软件园占地面积45.52公顷，总建筑面积29.6万平方米，分两期建设，一期主要有：1＃研发中心、2＃研发中心、5＃研发中心、制餐中心、交流中心、员工食堂、展示中心和试验楼，一期总建筑面积18.4万平方米，总采暖空调面积近16万平方米，总热负荷量13391kw，总冷负荷量15784kw，生活热水小时耗热量1722kw。

二、设计思路

用友软件园的建设目标为国际一流的生态环保软件园。建筑物的冷、暖空调系统是园区的重要设施之一，也是影响园区生态环境的重要因素。所以清洁、低耗能源是软件园规划的需求。

热泵技术与蓄能技术强强联合，既可利用热泵技术同时满足制冷和采暖的特性，又可采用蓄能技术进行电网的削峰填谷，既使用户使用到了廉价的采暖、空调方式，又解决了污染问题，还为电网的昼夜平衡做出了贡献，可以大幅度降低空调系统日间电力高峰时期的用电负荷。

因此，本系统采用热泵技术和蓄能技术相结合的方式，使得该系统不但具有削峰填谷的功能，还可以一机三用（三工况热泵机组制热工况、制冷工况和制冰工况），使用清洁的电能和地下免费的可再生能源，既为系统提供了稳定的冷、热源，又解决了燃煤的污染问题和燃油、燃气的高能耗问题。不但符合国家的环保政策，也符合用户的根本利益。

系统主要设备包括：三工况热泵机组、燃气锅炉、水冷离心式冷水机组、蓄冰设备，冷却塔、板式换热器和屏蔽泵等等，系统设计时，从系统功能出发相同功能不同设备间互为补充，夏季由冷却塔和地下土壤换热器互为备用，冬季由燃气锅炉和热泵机组互为备用，从而保障了系统的安全性和可靠性。

三、系统设计方案

3.1、冬季采暖方案

根据软件园冬季空调设计热负荷总量13391kw，按照复合式系统的设计思路和设计原则，以一期规划冬季设计日最高热负荷的60％为标准，选用法国CIAT三工况地源热泵机组4台，单台机组制热量为1676kw，同时选用4台燃气锅炉，单台制热量2100kw，即可满足设计日热负荷的调峰要求。地源热泵机组通过土壤换热器循环液系统，从土壤中得到低品位的热能。冬季热负荷延续图

3.2、夏季空调方案

3.2.1、方案论述

夏季设计最大冷负荷为15784kw（4489RT）。整个软件园存在建筑形式多样、使用功能各异、机房设备运行散发大量热能等因素，空调冷负荷比较复杂。各时段负荷分布如下图所示：各负荷分布图

根据上述负荷分布图可以看出本项目的冷负荷结构：负荷主要集中在8：00—21：00，13小时运行期间电力高峰断为6小时，电力平断为7小时。从总体上看全天负荷存在极其明显的变化，空调系统相当适宜设计成蓄冷系统。

根据本项目特点，为节省初投资，本项目冰蓄冷系统的方式选用负荷均衡的部分蓄冰，由于夜间有部分供冷负荷，故单独设置机载冷机（离心式冷水机组）。冰蓄冷系统采用温差可以较大的主机上游的串联系统，同时蓄冰设备选用法国CIAT生产的冰球蓄冰装置。由于乙二醇水溶液的温度较低，可以保证板式换热器为系统提供5℃出水的同时有较高的效率和较低的初投资。在典型设计日空调冷负荷由三工况热泵机组、机载冷机和蓄冰设备共同承担，非典型设计日通过优化控制来满足冷负荷需求并将系统耗电量降低到最小。

该系统三工况热泵机组与蓄冰设备联合供冷时，乙二醇溶液首先经过热泵机组在空调工况下降温以保持较高效的工作，再经冰槽的冷却使乙二醇溶液的温度进一步降低，这样板式换热器的进出口处乙二醇溶液的可以达到较大的温差，从而使在相同的负荷条件下，串联系统乙二醇溶液的流量较小，因此在相同的条件时串联系统的乙二醇循环泵小于并联系统，使串联系统的设备投资和运行费用都优于并联系统。而且串联方式管路简单运行可靠。

3.2.2、主要设备配置