廣一水泵廠所研究的建筑處在夏熱冬冷地區，夏季負荷明顯偏大。因此為了使地源熱泵系統能夠長期高效運行，用冷卻塔在熱負荷高峰期進行輔助散熱是一種行之有效的手段。因此本文針對該建筑設計了相應的冷卻塔復合式地源熱泵系統。而冷卻塔與地埋管的組合方式包括串聯與并聯兩種形式。串聯方式結構簡單，便于控制，并且由于流體經過單一管道，埋管管徑比并聯系統大，單位長度管道傳熱性能要高；而且串聯系統管內流速大，易于將系統內積存的空氣排出。但正由于管徑大，所以其所需的防凍劑多，投資增加，并且管道阻力較并聯系統大一些。并聯系統的優點是管徑小，防凍劑需求量小，阻力較小，但缺點是系統內積存空氣排除困難，并且，各環路流量平衡較為困難。鑒于兩種形式各有優劣，本文對這兩種系統形式都進行相應的設計研究。串、并聯形式的系統示意圖分別如下：

根據建筑空調負荷及機組額定進、出口設計水溫差來確定用戶側和埋管側需求的水泵流量，再根據經濟比摩阻估算廣一離心泵的揚程：

用戶側水泵的要求：流量【27.83m3/h】，揚程【10.4mH20】；

埋管側水泵的要求：串聯系統，流量【36.4m3/h】，揚程【16.7mH20】；并聯系統，流量【36.4m3/h】，揚程【11.3mH20】；

所以用戶側選用TD65-15/2型水泵一臺，埋管側串聯時選用TD65-22/2型水泵一臺，并聯時選用TD50-15/2型兩臺。對于地埋管的設計，工程上多是根據一些規范手冊上的經驗指標來完成的為了滿足設計要求，往往指標值都給的較大，以便有一個較大的富裕量確保安全。這種做法常常使所配的系統無法在設計狀態下高效工作，本文用地下環路專用設計軟件GLD來設計地埋管換熱器。

對于熱泵，廣一水泵廠是將從樣本上所選的機組性能參數輸入到熱泵模塊中，命名為Pumpsinglel。然后打開垂直井孔設計模塊，將負荷模塊與之連接起來，對流體、土壤、U形管的參數進行設置，對布局等進行調整，便可求得地埋管換熱器的設計結果，埋管設計結果可看圖2。

設計結果為：①鉆孔共20根，深度84.9m，5X4布局，間隔4m；②鉆孔直徑130mm，熱阻0.12mK/W；③U形管為1inSDR11，外徑33.4mm，內徑27.3mm；④冷卻塔容量為98.4kW，使系統運行十年能夠保證土壤冷熱平衡。

根據GLD的設計結果，冷卻塔選閉式冷卻塔FBN-20，樣本的額定排熱量116kW。其中冷卻水量20m3/h，風機功率0.9kW，風量20000m3/h，噴淋泵功率1.1kW，工作水壓0.25MPa。基于典型氣象年氣候參數利用DEST軟件對該建筑進行了全年的空調負荷模擬計算，并給出了全年的負荷與干濕球溫度曲線圖。廣一水泵廠在負荷計算的基礎上，確定了冷卻塔復合地源熱泵系統的形式，然后根據樣本對熱泵機組、水泵選型，最后利用GLD軟件對地埋管環路進行了分析設計，并確定了相應輔助散熱設備冷卻塔的型號。所得到的結論主要有以下幾個方面：

（1）該建筑圍護結構的熱工設計符合《公共建筑節能設計標準》的要求，屬于節能型的建筑。

（2）本建筑夏季峰值負荷為冬季峰值負荷的1.62倍，由于系統夏季運行時間比冬季要長，使得冬夏季總負荷量的差距更加突出，夏季累計冷負荷為冬季累計熱負荷的2.71倍。

（3）夏季最高溫時段在5000小時左右的一段區間，最高點在4886時刻，此時干球溫度為36.21℃，濕球溫度為29.58℃。而過渡季節夜間濕球溫度很低，可以考慮在過渡季啟動冷卻塔進行輔助散熱。

（4）熱泵機組根據建筑負荷情況以及用戶側與熱源的設計溫度計流量進行選取。而廣一離心泵則根據環路流量及揚程進行選取。

（5）利用GLD軟件，通過導入建筑逐月累計負荷和設置土壤與管材物性設計計算地埋管環路系統，設計結果為20根鉆孔5X4布置，鉆孔深85米；輔助冷卻塔額定設計容量為116kW。

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