上海市世博園內(nèi)某指揮辦公大樓地能三聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能工程

【最新卓越管理方案您可自由編輯】（建筑工程管理）上海市世博園內(nèi)某指揮辦公大樓地能三聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能工程_多年的企業(yè)咨詢顧問經(jīng)驗，經(jīng)過實戰(zhàn)驗證可以落地執(zhí)行的卓越管理方案，值得您下載擁有上海市世博園內(nèi)某指揮辦公大樓地能三聯(lián)供系統(tǒng)節(jié)能工程摘要：本文以實際空調(diào)工程為例，對不同設(shè)計方案進行了經(jīng)濟分析和比較，得出采用地能三聯(lián)供空調(diào)系統(tǒng)在實現(xiàn)冷、暖空調(diào)及衛(wèi)生熱水中具有獨特的優(yōu)勢，同時采用了數(shù)據(jù)模擬地埋管換熱設(shè)計。本工程的成功實施，也表明了該系統(tǒng)具有節(jié)能環(huán)保、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。關(guān)鍵詞：地能三聯(lián)供節(jié)能數(shù)據(jù)模擬創(chuàng)新壹、工程概述該指揮辦公樓地處上海世博園內(nèi)黃浦區(qū)半凇園路，樓高四層，大樓總建筑面積3136平方米，室內(nèi)空調(diào)面積約為2384平方米。該建筑設(shè)計總冷負荷450KW,熱負荷為330KW,同時使用系數(shù)0.7,熱水日需求量約8T。要求對該辦公室夏季供冷，冬季供熱，全年供生活熱水。2007年6月至2008年5月，完成整個辦公樓地源熱泵中央空調(diào)工程施工，2008年10月正式投入使用,辦公室空調(diào)及熱水系統(tǒng)運行正常,得到了多方好評。二、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)及依據(jù)序號房間名稱夏季冬季新風量m3/h.P噪聲dB(A)千球溫度/℃相對溫度/%干球溫度/℃相對溫度/%1辦公區(qū)26±1<6520±1三3530<352餐廳25±1<6518±1三3520<403會議室25±1<6520±1三3525<354娛樂、休閑26±1<6518±1三3525<40三、方案設(shè)計在空調(diào)冷熱源確定的過程中，提出了多個方案，經(jīng)論證后選用地能三聯(lián)供節(jié)能系統(tǒng)。以下是原三個方案進行技術(shù)、經(jīng)濟分析和比較。方案壹：常規(guī)螺桿式冷水機組加燃油熱水鍋爐系統(tǒng)。即選用2臺單機制冷量163KW的螺桿式冷水機組作為空調(diào)冷源，選用1臺供熱量280KW的燃氣鍋爐作為冬季空調(diào)熱源，同時供應(yīng)生活熱水。方案二：常規(guī)風冷熱泵機組加熱泵熱水機組水空調(diào)系統(tǒng)。即選用2臺單機制冷量160KW風冷冷熱水機組作為空調(diào)冷熱源。選用壹臺制熱量為42KW風冷熱泵熱水機組供應(yīng)生活熱水。方案三：地能三聯(lián)供空調(diào)系統(tǒng)。即選用2臺制冷量165KW，熱回收量50.8KW的地能熱泵機組作為空調(diào)冷熱源。在制冷及供暖季節(jié)，由熱回收供應(yīng)生活熱水。選用壹臺制熱量為42KW地能熱水機組在過渡季節(jié)供應(yīng)生活熱水及在空調(diào)負荷較低時作生活熱水補充熱源,且地埋管換熱器使用年限50年。方案方案壹方案二方案三總初投資（萬元）96102116空調(diào)運行成本（萬兀/年）16.422.310.0熱水運行成本（萬元/年）4.54.81.2總運行費用（萬元/年）212711.2年節(jié)約費用（萬元/年）615.8

成本回收期（年）方案三和方案壹相比，投資回收期為2年方案三和方案二相比，投資回收期為1年成本回收期（年）綜上所述，方案三和方案壹、方案二相比，方案三具有如下特點：1、熱水成本低：以每年3000噸熱水加熱為例（約8噸/天），采用地源三聯(lián)供系統(tǒng)運行用相當于燃氣鍋爐加熱費用的33%，相當于空氣源熱泵熱水機的25%；2、采暖、制冷運行費用低，地能三聯(lián)供系統(tǒng)年運行費用比常規(guī)冷水機組運行費用節(jié)約10萬元，比空氣源熱泵熱水機節(jié)約16萬元；3、環(huán)保效果顯著：地能三聯(lián)供空調(diào)充分利用室內(nèi)空氣廢熱制取熱水，利用土壤的低位熱能制冷或采暖，節(jié)省大量能源，符合可持續(xù)發(fā)展。由此可得采用三聯(lián)供冷熱水地能熱泵機組明顯優(yōu)越于其他組合方案。采用方案三為最佳選擇方案。四、項目創(chuàng)新特點地能中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)用的難點，主要在于地埋管換熱器的傳熱模型的研究及強化傳熱,以減小鉆孔深度，節(jié)省地下埋管費用。地下?lián)Q熱量由土壤特性和埋地換熱器耦合作用的熱特性，隨著負荷的變化，系統(tǒng)換熱量也是動態(tài)變化的。因此在設(shè)計方案中，采用經(jīng)驗單位深度換熱量直接用于工程設(shè)計的做法是不合理的。為避免地埋管換熱不足，在該系統(tǒng)地埋管換熱器^輛設(shè)計中我們采用三維換熱模型，保證地能熱泵系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。 力口0中匚口川建筑淤料下羲就在筑無網(wǎng)1、地質(zhì)結(jié)構(gòu)建筑淤料下羲就在筑無網(wǎng)為了取得合理的設(shè)計參數(shù)，避免走入采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)的誤區(qū)，我們對當?shù)剡M行了取樣研究，以確定實際的換熱效果及確保系統(tǒng)的節(jié)能最大化。經(jīng)取樣后其綜合地質(zhì)如下表：2、條件假設(shè)由于U型豎直埋管地下?lián)Q熱器的幾何形狀和土壤傳熱的復(fù)雜多樣性建立能精確模擬所有實際情況的模型且求解，以現(xiàn)有計算計算來說幾乎不可能，所以要做必要的簡化。同時為了保持所得結(jié)果的精度符合工程要求，特做以下假設(shè)：1）忽略U型管周圍土壤沿深度方向的傳熱，只考慮在水平方熱傳遞；2）土壤均勻,而且在整個傳熱過程中土壤的熱物性穩(wěn)定；3）忽略U型管管壁和回填土、回填土和土壤之間的接觸熱阻；4）忽略地表溫度波動對土壤溫度的影響,認為土壤溫度均勻壹致；5）管內(nèi)同壹截面的流體溫度和速度相同；6）不考慮U型管底部彎管的影響。3、控制方程 □ □:；口由于地埋管地下?lián)Q熱器流體為保證較好的換熱效果，流體壹般都處于湍流狀態(tài)，因此采用三維模擬時，選用雙方稱模型來求解水管中水的流動和傳熱的控制方程，且將能量方程和回填土和土壤中的傳熱過程耦合。4、模擬實例按照每周五天工作日，每日工作時間均為8小時的運行條件下，土壤溫度的升高和降低情況。數(shù)值模擬采用上述條件假設(shè)、模擬計算的基本設(shè)計參數(shù)和流體運動和換熱的數(shù)學模型包含質(zhì)量、動量、能量守恒以及湍流量的守恒。采用流體中應(yīng)用最為廣泛的標準雙方程加標準壁面函數(shù)的方法。PE管頂部及底部設(shè)置為絕熱邊界，土壤均溫度17℃，模擬工程建立模型。模擬計算后得共需要換熱井深6120米。下圖所示的基本單元地埋管布置圖，初步設(shè)計地埋管共72個孔位，每組12孔位，共6組。采用垂直打孔方式，間距保證在4米之上，單孔有效孔深85米。針對初步設(shè)計進行雙U型樁基的土壤溫度場數(shù)值模擬，考察夏季5個月、過渡季節(jié)3個月，冬季4個月。月份10月11月12月1月2月3月合計熱水量/T2202101971201902301167熱水耗電量/kw.h130012741170780119615085928空調(diào)耗電量/kw.h04500570072608102460330165總耗電量/kw.h13005774687080409298611136093備注：1、10月份為過渡季節(jié)，中央空調(diào)關(guān)閉，只提供生活熱水；2、1月末2月初為中國春節(jié)，設(shè)備停用10天。系統(tǒng)運行期間，設(shè)備日最高耗電量為560KW,六個月總耗電量36000KW。和常規(guī)冷水機組加燃氣鍋爐系統(tǒng)相比，節(jié)約運行費用4.5萬元；和常規(guī)風冷熱泵機組加熱泵熱水機組水空調(diào)系統(tǒng)相比，節(jié)約運行費用7萬元。實際總運行費用和方案設(shè)計的運行費用基本相符，節(jié)省費用也達到了預(yù)期目標。因此,工程結(jié)果和模擬結(jié)果基本吻合,這也進壹步證明了該方法在地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計中的準確性。六、總結(jié)1、采用地能三聯(lián)供熱泵系統(tǒng)，比常規(guī)電制冷機組+燃氣鍋爐系統(tǒng)每年可節(jié)省40%?50%的運行費用,節(jié)約40%左右的壹次能源,同時大大降低了城市大氣污染。2、作為具有可再生能源利用和節(jié)能技術(shù)雙重優(yōu)勢的