广一水泵厂所研究的建筑处在夏热冬冷地区，夏季负荷明显偏大。因此为了使地源热泵系统能够长期高效运行，用冷却塔在热负荷高峰期进行辅助散热是一种行之有效的手段。因此本文针对该建筑设计了相应的冷却塔复合式地源热泵系统。而冷却塔与地埋管的组合方式包括串联与并联两种形式。串联方式结构简单，便于控制，并且由于流体经过单一管道，埋管管径比并联系统大，单位长度管道传热性能要高；而且串联系统管内流速大，易于将系统内积存的空气排出。但正由于管径大，所以其所需的防冻剂多，投资增加，并且管道阻力较并联系统大一些。并联系统的优点是管径小，防冻剂需求量小，阻力较小，但缺点是系统内积存空气排除困难，并且，各环路流量平衡较为困难。鉴于两种形式各有优劣，本文对这两种系统形式都进行相应的设计研究。串、并联形式的系统示意图分别如下：

根据建筑空调负荷及机组额定进、出口设计水温差来确定用户侧和埋管侧需求的水泵流量，再根据经济比摩阻估算广一离心泵的扬程：

用户侧水泵的要求：流量【27.83m3/h】，扬程【10.4mH20】；

埋管侧水泵的要求：串联系统，流量【36.4m3/h】，扬程【16.7mH20】；并联系统，流量【36.4m3/h】，扬程【11.3mH20】；

所以用户侧选用TD65-15/2型水泵一台，埋管侧串联时选用TD65-22/2型水泵一台，并联时选用TD50-15/2型两台。对于地埋管的设计，工程上多是根据一些规范手册上的经验指标来完成的为了满足设计要求，往往指标值都给的较大，以便有一个较大的富裕量确保安全。这种做法常常使所配的系统无法在设计状态下高效工作，本文用地下环路专用设计软件GLD来设计地埋管换热器。

对于热泵，广一水泵厂是将从样本上所选的机组性能参数输入到热泵模块中，命名为Pumpsinglel。然后打开垂直井孔设计模块，将负荷模块与之连接起来，对流体、土壤、U形管的参数进行设置，对布局等进行调整，便可求得地埋管换热器的设计结果，埋管设计结果可看图2。

设计结果为：①钻孔共20根，深度84.9m，5X4布局，间隔4m；②钻孔直径130mm，热阻0.12mK/W；③U形管为1inSDR11，外径33.4mm，内径27.3mm；④冷却塔容量为98.4kW，使系统运行十年能够保证土壤冷热平衡。

根据GLD的设计结果，冷却塔选闭式冷却塔FBN-20，样本的额定排热量116kW。其中冷却水量20m3/h，风机功率0.9kW，风量20000m3/h，喷淋泵功率1.1kW，工作水压0.25MPa。基于典型气象年气候参数利用DEST软件对该建筑进行了全年的空调负荷模拟计算，并给出了全年的负荷与干湿球温度曲线图。广一水泵厂在负荷计算的基础上，确定了冷却塔复合地源热泵系统的形式，然后根据样本对热泵机组、水泵选型，最后利用GLD软件对地埋管环路进行了分析设计，并确定了相应辅助散热设备冷却塔的型号。所得到的结论主要有以下几个方面：

（1）该建筑围护结构的热工设计符合《公共建筑节能设计标准》的要求，属于节能型的建筑。

（2）本建筑夏季峰值负荷为冬季峰值负荷的1.62倍，由于系统夏季运行时间比冬季要长，使得冬夏季总负荷量的差距更加突出，夏季累计冷负荷为冬季累计热负荷的2.71倍。

（3）夏季最高温时段在5000小时左右的一段区间，最高点在4886时刻，此时干球温度为36.21℃，湿球温度为29.58℃。而过渡季节夜间湿球温度很低，可以考虑在过渡季启动冷却塔进行辅助散热。

（4）热泵机组根据建筑负荷情况以及用户侧与热源的设计温度计流量进行选取。而广一离心泵则根据环路流量及扬程进行选取。

（5）利用GLD软件，通过导入建筑逐月累计负荷和设置土壤与管材物性设计计算地埋管环路系统，设计结果为20根钻孔5X4布置，钻孔深85米；辅助冷却塔额定设计容量为116kW。

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