一、前言

使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)。利用土壤溫度相對(duì)穩(wěn)定的特點(diǎn)，依靠少量的電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，通過(guò)深埋土壤的閉環(huán)管道系統(tǒng)進(jìn)行熱交換，夏天向地下釋放熱量，冬天從地下吸收熱量，從而實(shí)現(xiàn)制冷、供熱和供熱水的要求，具有傳統(tǒng)空調(diào)和熱水系統(tǒng)無(wú)法比擬的節(jié)能、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

二、親熱PHNIX水源熱泵特點(diǎn)

1．節(jié)能、高效性

PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供機(jī)組在提供100個(gè)單位能量的時(shí)候，70%的能量來(lái)源于土壤，30%的能量來(lái)自電能，電能的消耗主要用于壓縮機(jī)的做功和使空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，即將土壤中的熱量＂搬運(yùn)＂至室內(nèi)。它冬季運(yùn)行時(shí)，COP約為4.2，即投入1KW電能，可得到4KW的熱能，能源利用效率為電采暖方式的3-4倍；夏季運(yùn)行時(shí)，COP可達(dá)5.3，即投入1KW電能，可得到5KW的冷量；并且熱交換器不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的用電能耗。比常規(guī)空氣源空調(diào)節(jié)能50%左右。

2．環(huán)保無(wú)污染

供熱時(shí)沒(méi)有燃燒過(guò)程，避免了排煙污染，供冷時(shí)省了冷卻塔，避免了噪音及霉菌污染。

3．能源

PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供機(jī)組是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源（通常50--150米深）作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器，收集了47%的太陽(yáng)能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。

4．舒適性

因?yàn)橛H熱PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供機(jī)組供冷暖時(shí)都是通過(guò)冷熱水經(jīng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管（或地埋管、墻埋管）交換完成的，所產(chǎn)生的冷氣和暖氣（或輻射熱）比常規(guī)空調(diào)的要更柔和的多，不易感冒。

5．應(yīng)用靈活、安全可靠、用途廣泛

靈活性強(qiáng)，可用于新建工程或擴(kuò)建、改建工程，可逐步分期施工，機(jī)組可靈活地安置在任何地方，節(jié)約空間。無(wú)儲(chǔ)煤、儲(chǔ)油罐等衛(wèi)生及安全隱患。從嚴(yán)寒地區(qū)至熱帶地區(qū)均適用。該系統(tǒng)可供暖，供冷，供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。

三、親熱PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供系統(tǒng)的選擇

１．建筑物周?chē)谐渥愕目梢岳玫膱?chǎng)地時(shí)，可以考慮用水平環(huán)路。把管線布置在溝中，可根據(jù)場(chǎng)地長(zhǎng)度在30到120米之間。

２．建筑物周?chē)鷪?chǎng)地面積受限制時(shí)，垂直的回路是理想的選擇。可利用鉆井設(shè)備鉆成深度為50到150米的深孔，然后將管線垂直布置。（一般的鉆井深度為100米）

３．建筑物附近有一定深度的池塘、湖泊或海洋時(shí)，施工費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用會(huì)十分經(jīng)濟(jì)。管線簡(jiǎn)單地布置在池塘或者湖的底部。

４．敞開(kāi)的回路系統(tǒng)是用地下水作為一種直接能源。在理想狀況下，應(yīng)用敞開(kāi)的回路是最經(jīng)濟(jì)的地?zé)嵯到y(tǒng)。

四、親熱PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供系統(tǒng)的應(yīng)用（以杭州碧水豪園別墅為例）

（一）工程概述：

本工程位于浙江省杭州市，是一座豪華別墅，地下一層，地上三層。建筑面積340㎡，實(shí)際空調(diào)使用面積170㎡，根據(jù)本住宅單元的特點(diǎn)，夏季需空調(diào)，冬季需采暖，而且一年四季還要生活用熱水，我司推薦使用本公司產(chǎn)品——PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供機(jī)組。該機(jī)組擁有五種運(yùn)行模式（1、制冷模式；2、制熱模式；3、制熱水模式；4、制冷+熱水模式；5、制熱+熱水模式）使用本系統(tǒng)后，夏季開(kāi)空調(diào)制冷時(shí)，可免費(fèi)提供用戶所需要的生活熱水；冬季不開(kāi)空調(diào)時(shí)可轉(zhuǎn)換成（制熱+熱水模式）提供取暖用熱水和生活用熱水。用戶無(wú)論在什么時(shí)候都能享受到舒適的熱水，完全滿足了主人對(duì)高生活質(zhì)量品味的追求。

（二）設(shè)計(jì)范圍

本工程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括住宅單元的空調(diào)、采暖及熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

（三）設(shè)計(jì)依據(jù)

1）、本工程依據(jù)建設(shè)單位提供的建施圖

2）、<<暖氣與通風(fēng)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范>>（GB50243-97）

3）、<<采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范>>（GBJ19-87）

4）、<<高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范>>（GB50045-95）

5）、<<全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施  暖通空調(diào)·動(dòng)力>>(GB19-87)

6）、<<空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)>>（中國(guó)建筑工業(yè)出版社、第二版）

7）、<<采暖空調(diào)制冷手冊(cè)>>（機(jī)械工業(yè)出版社）

8）、<<建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范>>GBJ16－2001

（四）設(shè)計(jì)資料和方案分析

1、設(shè)計(jì)資料

1.1室外氣象參數(shù)

（1） 夏季

空調(diào)計(jì)算干球溫度：35.7℃；  空調(diào)計(jì)算濕球溫度：28.5℃

大氣壓力：  100.05KPa

（2） 冬季

空調(diào)計(jì)算干球溫度：-4℃；  空調(diào)計(jì)算相對(duì)濕度：77%

2.3主機(jī)選型

根據(jù)以上表格對(duì)室內(nèi)冷、暖負(fù)荷的計(jì)算，本工程方案采用PHNIX地下環(huán)路式三聯(lián)供中央空調(diào)PWSRW130S-HGLQX  一臺(tái).室內(nèi)末端夏季采用親熱PHNIX臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤(pán)管制冷；冬季采用地板輻射取暖；熱水使用側(cè)則配置一個(gè)容積為500L的保溫?zé)崴蕖?

夏季主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工況下（制冷+熱水模式）的額定制冷量為36KW，產(chǎn)熱水量為430L/H；冬季主機(jī)標(biāo)準(zhǔn)工況下（制熱+制熱水）的額定制熱量為24.5KW，產(chǎn)熱水量為319L/H；

2.4室外地埋管系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）冬夏季地下?lián)Q熱量計(jì)算：可由下述公式計(jì)算：

其中Q1＇ ——夏季向土壤排放的熱量，kW

Q1——夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，kW

Q2＇——冬季從土壤吸收的熱量，kW

Q2——冬季設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷，kW

COP1——設(shè)計(jì)工況下機(jī)組的制冷系數(shù) （4.3）

COP2——設(shè)計(jì)工況下機(jī)組的供熱系數(shù)（3.5）.

根據(jù)計(jì)算可知：Q1＇=36*（1+1／4.3）=44KW

Q2＇=24.5*（1-1／3.5）=17.5KW

（2）地下熱交換器的設(shè)計(jì)：

2.4.1熱交換器的形式：

考慮現(xiàn)場(chǎng)可用地表面積、以及鉆孔費(fèi)用，確定熱交換器采用垂直豎井布置和單U型管并聯(lián)同程的形式。

2.4.2管材的選擇

常用的是聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）管材，它們可以彎曲或熱熔形成更牢固的形狀，可以保證使用50年以上。

2.4.3管徑的確定

在實(shí)際工程中確定管徑必須滿足兩個(gè)要求：（1）管道要大到足夠保持最小輸送功率；（2）管道要小到足夠使管道內(nèi)保持紊流以保證流體與管道內(nèi)壁之間的傳熱。顯然，上述兩個(gè)要求相互矛盾，需要綜合考慮。一般并聯(lián)環(huán)路用小管徑，集管用大管徑，地下熱交換器埋管常用管徑有20mm、25mm、32mm、40mm、50mm，管內(nèi)流速控制在1.22m/s以下,對(duì)更大管徑的管道，管內(nèi)流速控制在2.44m/s以下。

2.4.4豎井埋管管長(zhǎng)的確定

地下熱交換器長(zhǎng)度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當(dāng)?shù)氐耐寥兰夹g(shù)資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。這些因素的計(jì)算很繁瑣，并且部分?jǐn)?shù)據(jù)不易獲得。在實(shí)際工程中，可以利用管材“換熱能力”來(lái)計(jì)算管長(zhǎng)。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長(zhǎng)的換熱量，一般垂直埋管為70～110W/m(井深)，或30～55W/m(管長(zhǎng))，水平埋管為20～40W/m（管長(zhǎng)）。 設(shè)計(jì)時(shí)可取換熱能力的下限值，即30W/m（管長(zhǎng)），具體計(jì)算公式如下：

L= Q1＇÷30×1000 （3）

其中 L——豎井埋管總長(zhǎng)，m

Q1＇ ——夏季向土壤排放的熱量，kW

分母“30”是夏季每m管長(zhǎng)散熱量，W/m

計(jì)算得知：L=44*1000/30=1467米

2.4.5確定豎井的數(shù)量及間距

可根據(jù)以下公式計(jì)算：

（4）

其中 N——豎井總數(shù)，個(gè)

L——豎井埋管總長(zhǎng)，m

H——豎井深度，m

分母“2”是考慮到豎井內(nèi)埋管管長(zhǎng)約等于豎井深度的2倍。

計(jì)算得知：N=1467/2*100=7.33

然后對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行圓整，圓整后取8個(gè)豎井。豎井間距取4.5米。

若計(jì)算結(jié)果偏大，可以增加豎井深度，但不能太深，否則鉆孔和安裝成本大大增加。關(guān)于豎井間距有資料指出：U型管豎井的水平間距一般為4.5m，也有實(shí)例中提到DN25的U型管，其豎井水平間距為6m，而DN20的U型管，其豎井水平間距為3m。

親熱PHNIX水源熱泵作為一種高檔節(jié)能型產(chǎn)品，符合當(dāng)今社會(huì)節(jié)能減排的趨勢(shì)。2010年上海世博會(huì)節(jié)能建筑中，江水源水源熱泵空調(diào)大面積得推廣與運(yùn)用，這也預(yù)示著水源熱泵式現(xiàn)代社會(huì)的一個(gè)潮流。本著為子孫后代留下更多的藍(lán)天白云為方向，PHNIX憑借強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，開(kāi)發(fā)出了眾多款型的水源熱泵，滿足不同區(qū)域要求，贏得了越來(lái)越多工程商的青睞。