地源热泵系统

空调系统的负荷计算分析

  不管是何种空气调节系统,其空调对象的负荷(冷、热)计算是必不可少的基础计算,在本书“2. 4负荷计算”中已有详尽阐述,对于土壤空调系统亦相同,其计算方法有:
  稳定传热;按经验指标计算传热( W/㎡);不稳定传热。
  对于是采用稳定传热方法计算,还是用经验指标( W/㎡)取值、或是用较为精确的不稳定传热(一般为输入有关数据,用专用计算软件计算机求取)计算建筑物的冷(热)负荷,对设计人员来说颇费思量。就笔者从业近半个世纪的专业工作实践而言,对于中、小型工程,如独栋豪华别墅,2000 - 3000㎡以下的民用舒适性工程项目,可以用面积负荷指标( W/㎡)作为依据取值,在有条件的情况下,如工期不甚紧张,又是成片开发,其建筑为新建,特别是围护结构采用新型材料,其材料性能(热导率λ或热阻R)已提供,不妨再用稳定传热的方法校核,修正面积负荷的取值,从而比较真实地反映各层面、各房间冷(热)负荷,这样使空调系统的冷(热)负荷分布更趋合理。
  当然,并不反对用不稳定传热的方法,在计算机上用专用的计算软件计算。由于工程实际的误差,不周到的遗漏及未料及的因素等原因,会使软件的计算结果值偏紧,选用的空调设备偏小(安全系数偏低),往往造成空调(冷或热)效果不理想(如大热天、大冷天,超出空调冬夏室外计算值)。专业设计人员往往有不可推卸的责任(业主只知道效果不好,其原因是不问的),这就是由于空调冷(热)负荷计算偏离常规的取值所致,因此,很多情况不妨用不稳定传热及经验面积指标( W/㎡)进行校核与修正使负荷计算更为合理,空调设备选用亦更趋合理(留有足够余量)。
  诚然,如果已取得成功范例。特别是现在大量采用新型节能材料,实践证明。计算机计算空调负荷较少,是可行的,工程技术人员亦可以放心地采用。
  由于土壤源热泵空调系统有其自身的特点,因此,还应进行如下的空调负荷计算的分析:
  土壤源热泵空调是蓄热与取热的过程,所以应对其全年的累计冷(热)负荷进行统计,以便判断工程所在地适合采用土壤源热泵空调系统与否?
  空调冷(热)负荷的计算是在室外空调计算温度下进行,其结果为单位时间的冷(热)负荷值(不利工况时)为选择相关空调设备提供依据,空调设备额定产冷量或产热量,单位kW,亦为单位时间(以1h计)的能量产出(kj/h)。综观计算负荷的过程并不体现全年(1个运转周期)内的放热与取热情况,就是说经冬夏工况运转后无从判断地埋管所在的土壤温度变化,以便为土壤源空调系统添加冷却塔或辅助加热设备提供依据。
  除进行空调冷(热)负荷计算外。还应进行全年冷(热)负荷的汇总,判断其冷热量的不平衡度。
  由于土壤热泵空调系统,从国外引进到我国时日不长,在前几年的试探性土壤源热泵空调工程中应用较少,冷热量的不平衡对其影响并不明显(没有造成较大的失误),可以说未能引起人们足够重视。随着时间推移,大量土壤热泵空调工程的实施,特别是工程中暴露出的诸多问题,引起了从业人员与科研人员的高度重视。具有卓越眼光的工程公司、不惜投入人力、物力,进行大量的工程设计计算,如苏州际能环境能源技术有限公司,早在2006年对南京铁道职业技术学院苏州校区2.5万㎡的工程设计中给予高度重视,不仅按不稳定传热计算出建筑围护结构的冷、热负荷,而且按一个冬夏周期内累计算出地源热泵空调系统总排热量、总取热量。