摘要：考虑到建筑周边可用埋管面积有限与控制初投资，根据建筑周边的能源现状，采用复合式地源热泵系统，即地埋管按非冬季供热负荷设计。夏季冷却不足部分，由增设的冷却塔补充；冬季采暖不足的部分，由室外集中供热管网补充。
关键词：地源热泵机组，住宅项目，运动会馆
一、 工程概况
该项目为运动会馆及商业网点，总建筑面积约6000m2，其中运动会馆建筑面积4640m2，商业网点建筑面积1360m2。运动会馆内游泳池面积为225m2，水体容积为320m3，并设有羽毛球馆、乒乓球室、健身室、舞蹈室、社区办公室等功能房间。
二、 冷热源负荷
游泳池：273KW（水温28℃，按换水时间为两天计）
淋浴、洗手盆：275KW（水温40℃）；
空调冷负荷：运动会馆+商业770KW；
空调热负荷：运动会馆+商业510KW。
三、 冷热源方案设计
选用一台770KW的地源热泵机组作为夏季空调及冬季供暖的冷热源。选用一台制热量548KW的地源热泵热水机组作为全年游泳池、生活用热水的热源。考虑到建筑周边可用埋管面积有限与控制初投资，根据建筑周边的能源现状，采用复合式地源热泵系统，即地埋管按非冬季供热负荷设计。夏季冷却不足部分，由增设的冷却塔补充；冬季采暖不足的部分，由室外集中供热管网补充。
四、 地下换热器方案设计
根据现场勘查情况，有效利用现有埋管面积，降低初投资，地埋管承担的负荷按510kW计，其余冷、热负荷由冷却塔和城市集中供热外网承担。竖直U型埋管换热器总钻孔量按7200m计。按每个钻孔深度为80m计算，钻孔90个。
五、 投资估算
总投资约330万元。详见表1。地质情况和建筑物的单位面积冷热指标不同，将对总钻孔量和每米钻孔的费用影响较大。因此工程的实际初投资将有所调整。
表1地源热泵空调供热初投资估算
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六、 与传统空调供热方案的经济比较
表2两种方案经济比较单位：万元
七、 说明
1．方案1的冬季采暖一部分（建筑面积的50%）由地源热泵系统承担，另一部分由集中供热外网承担；方案2的冬季供热包括两部分，一部分为6000m2建筑物的采暖，另一部分为生活用热水负荷。
2.本工程为综合会馆，冷负荷为夏季的空调负荷，热负荷包括冬季的采暖负荷和全年的生活用热水负荷。因此热负荷远大于冷负荷。如整个系统全部采用地源热泵系统，一是地下冷热负荷将出现较严重的不平衡现象，导致系统运行效率降低，另一方面，将增大初投资，而且建筑物周边也不具备足够的埋管场地。因此在方案1中采用了复合地源热泵系统，即增加了辅助冷却和辅助热源系统。
3.方案2为传统的空调供热方式。即冷水机组＋城市集中供热+燃气锅炉。夏季用冷水机组作为空调冷源，冬季用城市外网集中供热，全年生活用热水使用燃气锅炉。采用复合地源热泵系统的方案，用地源热泵热水机组取代了燃气锅炉，节能环保，经济效益明显。与传统空调供热方式2相比，地源热泵空调每年节省运行约26.5万元。当然方案1的初投资较大，比方案2高出110万元。方案1多投入资金的回收期约为4.15年。因此无论从国家目前的节能环保政策要求，还是从建设单位投资回报的周期来看，复合地源热泵空调供热系统是合理可行的方案之一。
4．本次估算的单位面积投资与总投资，主要由单位面积空调冷热指标和生活用热水负荷决定。如能够降低单位面积空调冷热指标和适当控制生活用热水负荷，热泵主机装机容量将减少，其他空调供热设备和工程量也相应减少，因此工程投资也将随之降低。
八、 结语
冷、暖两用的地源热泵空调系统比传统的空调系统节能、清洁、使用长久是毋庸置疑的。也应当指出：由于增加了钻孔费用，地源热泵空调的初投资将增加，同时，埋管也需要占用一些地下空间。但是地源热泵系统用一套设备实现了建筑物的供热与空调的两种要求，取消了锅炉房，消除了大气污染，提高了一次能源的利用率，减少了CO2的排放。供热时比直接电热方式节电60%以上；比燃油或燃气锅炉的运行费用也大大降低。增加的初投资一般可在3-5年内收回。鼓励发展太阳能、地热等可再生能源应用技术及空调制冷节能技术是我国政府历来倡导的并已明文规定的政策。在条件允许的情况下，使用地源热泵空调，无疑是一种利国利民的选择。
参考文献：
[1]赵军，地源热泵技术与建筑节能应用.北京：中国建筑工业出版社，2007。
[2]马最良，吕悦主编.地源热泵系统设计与应用.北京：机械工业出版社。
