197 辦公建筑地源熱泵地下?lián)Q熱器設計周期確定方法研究.doc

197 辦公建筑地源熱泵地下?lián)Q熱器設計周期確定方法研究 ，第17屆全國暖通空調(diào)制冷學術(shù)年會。
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辦公建筑地源熱泵地下?lián)Q熱器設計周期確定方法研究 中國建筑設計研究院樊燕 重慶付祥釗 摘要：本文分析了辦公建筑的負荷特性，指出了辦公建筑地源熱泵地下?lián)Q熱器應該按照周期設計。
論述了確定換熱器設計周期的方法和判斷依據(jù)：負荷痕跡和出水溫度。
之后對某辦公建筑實測分析證明，辦公建筑的日運行周期中，在一定的負荷條件下，地溫能及時恢復，每天的地下?lián)Q熱器換熱性能不受前期運行影響，因此辦公建筑地下?lián)Q熱器可按照日周期進行設計。
關(guān)鍵詞：地下?lián)Q熱器負荷特性日周期 國內(nèi)外對地源熱泵的研究已經(jīng)有幾十年，業(yè)內(nèi)公認地源熱泵使用的必要條件為冷熱平衡，但很少研究在滿足冷熱平衡的條件下，地下?lián)Q熱器的容量應為多少，通過軟件預測未來十年、二十年的水溫和地溫變化并不能直接確定出換熱器的容量，很多系統(tǒng)在
第一年運行中就出現(xiàn)了水溫過高的問題，本文主要討論在地源熱泵系統(tǒng)可行的條件下，換熱器容量的設計周期確定方法。
1.地下?lián)Q熱器的負荷周期性 　　地源熱泵的本質(zhì)是存儲熱量或冷量。
在夏季，系統(tǒng)將建筑的余熱排至地下，大地存儲熱量；冬季將夏季存儲的熱量通過熱泵輸送到室內(nèi)，熱量和冷量的存儲表現(xiàn)出其周期性，因此地下?lián)Q熱器負荷具有年周期性。
地下?lián)Q熱器的負荷受空調(diào)系統(tǒng)運行模式的影響，在一周中因為建筑運行模式需要，若有負荷停機時間，該地下?lián)Q熱器具有周周期特性。
建筑負荷受室外天氣和室內(nèi)熱源的影響，一天中負荷變化的規(guī)律可循，因此地下?lián)Q熱器負荷具有日周期特性。
天氣過程的變化不僅和室外溫度變化相關(guān)聯(lián)，也影響了室內(nèi)人員的熱感受，在考慮自然通風的建筑中，可以通過間歇通風的方式降低空調(diào)系統(tǒng)的使用時間，使得系統(tǒng)有負荷停機時間，因此負荷具有天氣變化過程引起的周期性。
　　地下?lián)Q熱器負荷的周期性指在每個周期內(nèi)，換熱器承擔的負荷變化規(guī)律相同，負荷特征相同。
按照上述分析地源熱泵地下?lián)Q熱器負荷特性周期性分為四類：年周期性；天氣過程周期性；日周期特性；每周要停機的建筑，具有周周期特性。
負荷的周期性是地源熱泵地下?lián)Q熱器動態(tài)負荷的基本特性。
2.辦公建筑的負荷特性 影響地源熱泵地下?lián)Q熱器換熱性能周期負荷特征主要包括負荷總量累積特性、負荷強度大小變化和負荷持續(xù)時間。
　　對于辦公建筑，使用特點為白天使用率高，休息時間使用率很低甚至為零，一般情況下，夜晚和放假日使用率為零。
這種建筑特性決定了負荷的持續(xù)性弱，在白天處于高負荷，下午上班后恢復高負荷，下午下班到
第二天上班前負荷降低為零，這個時間為地源熱泵地下?lián)Q熱器的恢復期，不管冬季和夏季均是這種狀況。
因此，在運行時間內(nèi)，負荷強度平穩(wěn)，負荷強度變化小，地源熱泵的停機時間大于運行時間，負荷的持續(xù)性弱，特別是一周內(nèi)負荷持續(xù)性系數(shù)很小。
因此辦公建筑具有四種周期性。
3.辦公建筑設計周期的確定方法 　　換熱器周期確定的實質(zhì)為換熱器前期累積負荷對本周期的換熱性能無影響，判斷的條件有兩個：負荷痕跡[1](負荷痕跡：受地源熱泵系統(tǒng)運行影響后的巖土溫度和大地初始溫度的差值。
它表征冷熱