157_太原南站冷热源系统设计

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1、太原南站冷热源系统设计中南建筑设计院王春香马友才刘华斌摘要详细介绍了地源热泵系统与城市热网供热相结合的冷热源系统（复合型地源热泵系统）在太原南站中的运用，阐述了在设计上如何使土壤总放热量基本平衡，并介绍了该工程中空调、采暖系统的设计。关键词地源热泵冷热源冷热量平衡节能Cold＆HeatSourceDesignofTaiyuanSouthRailwayStationByWangChunxiang,MaYoucaiandLiuhuabinAbstract:Thispaperintroducesthecombineduseof

2、ground-sourceheatpumpandurbanheatingpipenetworkinTaiyuanSouthRailwayStation，designofcoolingandheatingbalanceinground.Theair-conditioningandheatingsystemarealsodescribed.Keywords:ground-sourceheatpump，coldandheatsource，coolingandheatingbalance，energysaving1工程概况太原南

3、站(见图1)位于太原市东南的小店区，距离太原市中心约7.9公里，地处国家级太原高新区、经济技术开发区及武宿物流区等三大园区交叉辐射的核心地段。为特大型旅客站房，主要承担石太、大西客运专线旅客到发业务。总建筑面积平方米，其中客运用房面积59639平方米，站台雨棚面积70550平方米，由出站层、站台层、高架候车层三个平面层组成。站房主体最高点距地面38.6米。由进出站厅、候车厅、售票用房、行包房、旅客服务、管理办公用房等组成。图1太原南站2冷、热源方式的选择2.1外部条件太原南站位于太原高新技术开发区，周围的市政条件还未形成

4、。太原市有比较完善的城市热网，但是小店区域的城市热网仍在规划之中，预计城市热网最快三年内可以供热至太原南站。城市热网供回水温度为110/80℃。2.2冷、热源方式根据城市热网的条件，考虑冬季采用城市热网供热，但是由于城市热网可能在车站投入使用时仍未形成，若单纯依赖城市热网供热，则建成初期车站有可能冬季不能供暖。因此采用地源（土壤源）热泵与城市热网相接合的方式（复合型地源热泵系统）供冷热。若建成初期城市热网仍未能供给，则全部采用地源热泵机组供热。地源热泵空调系统是一种目前国家大力推行的绿色空调系统，它具有保护大气环境、减少

5、二氧化碳等温室效应气体的排放、大大降低建筑供热空调的能耗等显著优点。3岩土热物性测试地源热泵的核心技术是地埋管换热器的设计与施工，地源热泵成功的关键在于取得可靠的当地土壤特性，包括地下土壤稳定状态下的取热特性、放热特性、不同深度的单位井深土壤换热量以及土壤的导热系数。因此进行地源热泵系统设计前，进行土壤源换热器的实地试验研究，测试当地土壤准确的取放热特性，能够为地源热泵的优化设计和可靠运行提供保障。太原南站的岩土热物性测试，共施工钻孔六个，孔深为80米左右。其中1、2号井为单U，埋管深度79m；3、6号井为双U，埋管深度

6、80、78m；4、5号井为单U，埋管深度80、78m，试验采用计算机数据采集，每隔30秒采集一次数据，每隔6小时自动存储一次数据。试验在两个方面展开，模拟夏天空调的制冷试验，测量井埋管换热器的散热能力；模拟冬天空调的制热试验，测量井埋管换热器的取热能力。先测出土壤初始温度，进行散热试验，根据其结果求得单位长度地埋管换热器散热量和地埋管换热器综合传热系数，再根据地埋管换热器综合传热系数和土壤初始温度推算出单位长度地埋管换热器取热量。测试结果如下表：表1：综合导热系数及取热量计算井号管内流体平均温度℃土壤初始温度℃散热量W/

7、m井深综合传热系数W/(m.K)取热量W/m井深夏季冬季1号33.9207.518.453.803.4737.782号33.8757.518.453.133.4337.423号33.6107.518.465.134.2846.674号34.0607.518.453.503.4237.245号34.3657.518.454.293.4037.076号33.9957.518.467.414.3247.12测试结论：双U型换热器比单U型换热器单位孔深换热能力约高24%，由于地下多为岩石层，导热快，蓄热差，所以地埋管换热器散热能

8、力较强，取热能力较差。另外本地区钻孔成本较高，使用双U型换热器比较经济，且能节省占地面积。根据上述结果，设计工况按照双U管设计，夏季散热量66w/m井深，冬季取热量45w/m井深取值。4冷热源系统设计4.1站房空调系统太原南站站房设置集中冷热源的冷暖中央空调系统。夏季采用空调系统供冷；冬季采用地板辐射采暖系统供热，同