同济大学推行地源热泵系统，助力科研创新。

项目背景与特殊挑战

在高校校园能源系统绿色转型的浪潮中，同济大学某校区开展了一项具有示范意义的地源热泵系统建设项目。该项目建筑面积达5000平方米，作为教育科研机构的特殊组成部分，其能源需求不仅包含常规的教学办公环境舒适性要求，更承载着特定科研实验所需的精准环境控制任务。浙江祝融环境科技有限公司作为系统承接商，针对这一复杂需求提供了创新性的复合式地源热泵解决方案，实现了教学舒适性与科研可靠性的双重保障。

复合式系统架构设计

地理管与冷却塔的协同运行

本项目最显著的技术特征在于采用了地理管与冷却塔复合式系统。系统共设置了128口双U型地理管换热器，形成稳定的地下热交换网络，作为系统基础负荷的主要承担者。同时，配置一台2500CMH冷却塔作为辅助散热装置，这种设计充分考虑了上海地区夏热冬冷的气候特点以及校园建筑冷热负荷的不平衡性。

在夏季制冷高峰期，当地埋管系统排热能力接近上限时，冷却塔自动启动承担峰值负荷，有效防止了地理管区域温度场的持续升高，保障了系统长期运行效率。冬季则主要依赖地理管系统提取地热，冷却塔处于休眠状态。这种“以地理管为主、冷却塔为辅”的运行策略，既保证了系统的高效性，又通过降低地理管数量需求显著控制了初期投资成本。

模块化主机配置与精准控制

系统核心由五台MWH030CB地源热泵主机组成，总装机容量经过精心计算匹配建筑动态负荷。模块化设计赋予系统卓越的部分负荷性能，能够根据实际需求智能启停相应模块，避免了传统大型主机在低负荷工况下的频繁启停和效率衰减问题。对于科研建筑而言，这种配置还带来了冗余保障优势——单台主机故障时，其余模块仍可维持系统基本运行，确保关键实验过程的连续性。

特殊工艺负荷的创新解决方案

发酵池恒温系统的突破性设计

本项目最具技术挑战性的环节在于发酵池的精准温控要求。浙江祝融环境科技有限公司创新性地采用了全方位保温盘管系统，在3000多平方米的发酵池区域实施了墙壁敷设与池底敷设相结合的方案。

墙壁敷设盘管均匀分布于发酵池垂直面，形成立体温度场；池底敷设盘管则确保热量自下而上均匀传递，防止局部温度梯度过大。这种设计充分考虑发酵工艺的生物化学特性，确保微生物活性处于最佳温度区间。盘管系统与地源热泵主机直接连接，利用地下水体稳定的温度特性，将发酵池温度波动控制在±0.5℃范围内，远超传统加热方式的控制精度。

实验室环境精准控制

针对科研实验室的特殊需求，系统配置了六台总装机容量208kW的室内恒温恒湿空调箱。这些设备不仅能够精确控制温度，更能将室内湿度维持在设定范围内，为精密仪器运行和敏感实验材料储存创造了理想环境。空调箱与地源热泵主机通过智能控制系统无缝集成，实现了不同功能区环境参数的独立设定与自动调节。

系统运行效能与经济效益

能源效率显著提升

监测数据显示，与传统电制冷+燃气锅炉方案相比，本系统全年综合能效比提升超过40%。地理管系统冬季制热COP值稳定在4.0以上，夏季制冷COP值达到5.5，即使在最炎热的夏季，复合系统中冷却塔的启用也仅占总运行时间的15-20%，系统主体仍保持高效运行。

科研保障与经济效益双赢

对于高校而言，系统的稳定可靠性具有特殊价值。自投入运行以来，发酵池温度合格率始终保持在99.8%以上，为相关学科的研究工作提供了坚实保障。经济方面，系统年节约标准煤约85吨，减少二氧化碳排放220吨，全年运行费用较传统系统降低约38%，预计投资回收期为4.8年，具有良好的经济效益。

教育示范价值

作为高校内的实际应用案例，该项目本身成为了暖通空调、建筑节能等相关专业的实践教学平台。系统的透明化设计、数据监测系统的开放接口，使学生能够直观了解地源热泵系统的工作原理和运行特性，实现了“建筑即教具”的现代教育理念。

技术集成与行业启示

浙江祝融环境科技有限公司在本项目中展现的技术集成能力，为教育科研机构能源系统改造提供了重要参考：

负荷分级管理策略：针对常规舒适性负荷与特殊工艺负荷的不同特性，采用差异化的控制逻辑和设备选型

复合能源优化配置：通过地理管与冷却塔的智能协作，在保证效率的同时优化了初期投资

工艺热控创新：发酵池保温系统的三维盘管设计，拓展了地源热泵在工艺加热领域的应用范围

总结分析

同济大学校区地源热泵项目的成功实施，标志着高校能源系统建设从单一温控功能向“教学保障+科研支持+节能环保”综合功能的转型升级。这一案例充分证明，针对教育科研机构的特殊需求，定制化的地源热泵解决方案不仅能够创造舒适的学习工作环境，更能为前沿科学研究提供精准可靠的能源保障。

随着我国“双碳”战略在教育领域的深入推进，此类融合高效能源技术与特殊功能需求的解决方案，将为更多高校和科研院所提供可复制、可推广的范例，推动教育基础设施向绿色、智慧、高效的方向持续发展。