小區(qū)地源熱泵空調(diào)謀劃書

PAGEPAGE4關(guān)愛地球，倡導綠色能源 小區(qū)地源熱泵空調(diào)項目建議書

一、工程概況1.1地理概況延安位于黃河中游，屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)。延安地貌以黃土高原、丘陵為主。地勢西北高東南低，平均海拔1200米左右。北部的白于山海拔1600～1800米，最高點在吳旗縣五谷城鄉(xiāng)的白于山頂，海拔1809.8米；最低點在宜川縣集義鄉(xiāng)猴兒川，海拔388.8米，相對高差1421米。北部以黃土梁峁、溝壑為主，占全區(qū)總面積72%；南部以黃土塬溝壑為主，占總面積19%；全區(qū)石質(zhì)山地占總面積9%。西部子午嶺，南北走向，構(gòu)成洛河與涇河的分水嶺，是高出黃土高原的基巖山地之一，海拔1500～1600米，主峰1687米；東部黃龍山，大致呈南北方向延伸，海拔1500米，主峰（大嶺）海拔1788.7米；中部勞山，呈西北——東南走向，平均海拔1400米，主峰（大墩梁）海拔1464米。黃龍山和勞山統(tǒng)稱為梁山山脈，形成延安地區(qū)地形的骨架。延安屬高原大陸性季風氣候，北部屬半干旱地區(qū)，南部屬半濕潤地

區(qū)。冬季寒冷干燥，維持期長；春季氣溫快升多變，易有霜凍，多大風、風沙、浮塵天氣，常有春旱；夏季溫熱，雨量集中，間有伏旱，多雷陣雨天氣，偶有冰雹；秋季氣溫速降，多霧，早霜出現(xiàn)，有陰雨天氣。溫度日較差大，全區(qū)年平均日較差為10.9～14.9℃，志丹、甘泉最大，洛川最小。一年中，4～6月日較差較大，平均12～17℃；7～9月日較差較小，平均10～13℃。H.H伊萬諾夫濕潤度在0.41～0.79之間，7～9月大部分地區(qū)大于1.0；10月份在0.6～1.0之間；11月至次年6月小于0.6。1.2工程內(nèi)容及范圍該地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)用于延安某項目的夏季制冷/冬季制熱;建筑空調(diào)面積約1.2萬M2,要求該空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適型空調(diào)效果的同時,能夠體現(xiàn)國家節(jié)能環(huán)保的能源政策方針,同時具有較高的經(jīng)濟性/節(jié)能性/環(huán)保型意義.二、系統(tǒng)設計方案2.1設計依據(jù)1、主要設計規(guī)范、標準（1）《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50366-2005)（2）《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GBJ-2003）（3）《建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50242－2002）（4）《民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)（5）《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JCJ134-2001)（6）《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準》（GB50300-2001）（7）《建筑設計防火規(guī)范》（GBJ16-87）（8）《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》（CJJ101—2004）（9）其他必需的規(guī)范、規(guī)程2、設計基礎資料（1）民用建筑暖通空調(diào)設計技術(shù)措施；（2）《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計手冊》（3）室外空氣的空調(diào)設計參數(shù)：（4）甲方提供的建筑圖紙；（5）地質(zhì)情況：本次地源熱泵空調(diào)是在地下土壤為粘土的基礎上設計。2.2地源熱泵系統(tǒng)綜述2.2.1.地源熱泵系統(tǒng)技術(shù)概念地源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的低溫低位熱能資源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，既可供熱又可制冷的高效、環(huán)保、節(jié)能的熱泵技術(shù)。2.2.2.地源熱泵技術(shù)原理和地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)分類地下淺層地熱資源分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量“取”出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地下去。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源源熱泵機組和室內(nèi)采暖空調(diào)末端系統(tǒng)。地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)按照室外換熱方式不同可分為四類：（1）土壤源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)；（2）地下水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)；（3）單井換熱熱井中央空調(diào)系統(tǒng)；（4）地表水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)室外循環(huán)水是否為密閉系統(tǒng)，分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)。2.2.3.地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)特點1）屬可再生能源利用技術(shù)地源熱泵是利用了地球所儲藏的太陽能資源作為冷/熱源，進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用土壤或水體，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了約47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。2）高效節(jié)能地源熱泵可利用的地下水或土壤溫度冬季為8-15℃，熱源溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季地下水或土壤為10-24℃，冷源溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和冷卻塔式，機組效率提高。據(jù)美國環(huán)保署EPA估計，設計安裝良好的水源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶30～40％的供熱制冷空調(diào)的運行費用。3）節(jié)水省地①以土壤或地下水等為冷熱源，向其放出熱量或吸收熱量，不消耗水資源，不會對其造成污染。②省去了鍋爐房及附屬煤場、儲油房、冷卻塔等設施，機房面積大大小于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)省建筑空間，也有利于建筑的美觀。4）運行穩(wěn)定可靠地下水或土壤的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性,不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。5）環(huán)境效益顯著地源熱泵使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時，消耗一次能源并導致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設備本身的污染就小。地源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134a、R407c和R410A等替代工質(zhì)。地源熱泵的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。6）一機多用，應用范圍廣地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加冷水機組的兩套裝置或系統(tǒng)。地源熱泵可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑。7）自動運行地源熱泵由于工況穩(wěn)定，所以可以設計簡單的系統(tǒng)，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命長可達到20年以上。2.2.4.該項目地源熱泵系統(tǒng)概述考慮到該項目的規(guī)模及經(jīng)濟性,最終選擇利用土壤源作為空調(diào)系統(tǒng)的模式;采用垂直埋管形式（垂直埋管深度在凍土層以下，蘇州地區(qū)水平主橫埋管深度不得小于1.5米），利用地下淺層土壤溫度常年保持在8℃～15℃左右的特點，通過地下埋管內(nèi)的介質(zhì)循環(huán)與土壤進行閉式熱交換達到供冷供熱目的。夏季通過熱泵將建筑內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對建筑進行降溫；冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高品位對建筑供暖。PAGE圖1.地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)運行原理圖2.3冷/熱負荷計算1.室內(nèi)設計參數(shù)建筑類別夏季冬季新風量M3/h.人溫度（℃）相對濕度（%）溫度（℃）相對濕度（%）住宅25-2855-6518-2240-50452.冷/熱負荷計算根據(jù)《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GBJ-2003）中提供的工程經(jīng)驗值,該設計中夏季冷負荷和冬季熱負荷分別為:序號層數(shù)面積冷負荷KW熱負荷KW11層4542M227227222層4435M226626633層4518M22712722.4地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設計地源熱泵是以地下土壤層為冷（熱）源對建筑物進行供暖、供熱水和空調(diào)供應的技術(shù)。地源熱泵全年運行工況穩(wěn)定，不需要其它輔助熱源及冷卻設備即可實現(xiàn)冬季供熱、夏季供冷。所以，地源熱泵是一項高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)，它既不會污染地下水，又不會影響地面沉降。本地源熱泵系統(tǒng)采用地耦管系統(tǒng)作為熱泵主機的冷熱源，通過室外地埋管管網(wǎng)對空調(diào)房間夏季提供7℃冷凍水（冬季45℃的熱水），再通過室內(nèi)空調(diào)末端設備對每個房間進行制冷及供暖。2.4.1、熱泵機組的設計（1）熱泵機組的選型熱泵機組的選型一般原則有：滿足系統(tǒng)的設計負荷；系統(tǒng)的初投資與運行費用小。根據(jù)以上的冷、熱負荷,因此選擇型號為天加滿液式水源螺桿熱泵機組三臺。表2熱泵機組性能參數(shù)（空調(diào)工況）設備型號臺數(shù)冷負荷(KW)耗電量（KW）熱負荷(KW)耗電量（KW）Psrhh-1932154980201機組標準運行工況：制熱工況：地下環(huán)路出水8℃，用戶側(cè)進水40℃，出水45℃；制冷工況：地下環(huán)路進水25℃，出水30℃，用戶側(cè)進水12℃，出水7℃；（2）熱泵機組的運行方案夏季制冷工況：逐級開啟水源熱泵機組作為建筑物空調(diào)的冷源，提供7℃的冷凍水,對建筑物進行制冷（機組最大制冷量為966KW，完全滿足空調(diào)的需求）冬季供暖工況：逐級開啟水源熱泵機組作為建筑物空調(diào)熱源，提供45℃的熱水,對建筑物進行制熱（機組最大制熱量為947KW，完全滿足空調(diào)的需求）過渡季節(jié)：可用于正常的機組日常維護與保養(yǎng)。2.4.2、室外地耦管系統(tǒng)設計室外地耦管是地源熱泵系統(tǒng)設計的關(guān)鍵，本工程的重點也是室外地耦管的設計與施工。由于對蘇州地區(qū)來說，以夏季空調(diào)為主，所以地下地耦管系統(tǒng)按夏季考慮，取最不利情況下的計算結(jié)果作為依據(jù)。A、埋管形式：地源熱泵的地下埋管形式有豎直埋管和水平埋管兩種形式，本工程中，考慮到蘇州地區(qū)地下結(jié)構(gòu)在100米深度可能出現(xiàn)強花崗巖石層，因此，為減少地埋管的鉆孔陳本，該項目采用垂直埋管中的雙U型管。采用制作成型的U型管，可節(jié)約用地面積，換熱性能好，可安裝在建筑物基礎、道路、綠地、廣場、操場等下面而不影響上部的使用功能，甚至可在建筑物樁基中設置埋管，見縫插針充分利用可利用的土地面積。B、管材的選取由于所有埋管均在建筑物基礎下面，一旦將埋管埋入，就不可能進行維修或更換，這就要求保證埋管的化學性質(zhì)穩(wěn)定并且耐腐蝕。根據(jù)地源熱泵施工規(guī)范要求選擇高密度聚乙烯PE100管。額定承壓能力1.6Mpa，導熱系數(shù)0.42W/(m·k)。C、地埋管管路負荷計算夏季向土壤中排放的熱量按下式計算：其中：——夏季向土壤排放的熱量,KW；——夏季設計總冷負荷，960KW；——設計工況下水源熱泵機組的制冷系數(shù)，6.28。計算得：;三套系統(tǒng)地埋換熱量為3335KW.冬季，室內(nèi)供暖時從土壤中吸取的熱量按下式計算：其中：——冬季從土壤中吸取的熱量，KW；——冬季設計總熱負荷，540KW；——設計工況下水源熱泵機組的制熱系數(shù)，取4.1。計算得：;三套系統(tǒng)地埋換熱量為1225KW.由于未提供該區(qū)域地質(zhì)報告，根據(jù)經(jīng)驗實際，該區(qū)域在100米深度不適宜地埋管的施工，因此，埋管深度控制在95米；根據(jù)地源熱泵埋管系統(tǒng)設計軟件，設計如下：根據(jù)現(xiàn)場情況，單系統(tǒng)成井151口井;該系統(tǒng)總共成井453口；井距不少于4米；埋管深度95米，布置地源埋管井在綠化空地下面。豎井沿建筑物基礎外2.5m處布置。E、地埋管系統(tǒng)水流量計算ⅰ、地耦管系統(tǒng)向土壤的散熱量由以上的計算知，夏季向地耦管向土壤中排放的熱量為：ⅱ、地耦管系統(tǒng)總流量地耦管系統(tǒng)總流量等于熱泵主機的冷卻水流量，可由下列公式計算：其中：Q1’——熱泵主機的散熱量（等于向土壤排放的熱量），KW；M——熱泵主機的冷卻水流量，Kg/s；T1-T2——冷卻水進出口溫差，取5℃；Cp——水的定壓比熱容，為4.187KJ/kg.℃。計算得到：M=159.3Kg/s=575m3/h，即地埋管整體系統(tǒng)水循環(huán)量575m3/h。2.4.3控制系統(tǒng)及機組維護控制系統(tǒng)簡介本控制系統(tǒng)是為中央空調(diào)專門開發(fā)的智能型控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)是整個系統(tǒng)的心臟，具有安全、可靠、耐用的特點。人性化的界面，“自動+手動”運行模式，給客戶日常管理帶來了極大的方便，且能夠有效控制日常運行費用。本控制系統(tǒng)的特點有：a、溫度傳感器采用優(yōu)質(zhì)進口材料，檢測溫度可達250℃，完全滿足工程要求。b、控制器主要電子元器件采用美國或德國原裝進口器件，工作穩(wěn)定可靠，不受強電工作干擾。系統(tǒng)采用三相電(交流380V)和單相電(交流220V)兼容方式，大功率設計，可適應用戶不同的工作環(huán)境及更高的配件可選性。c、當前工作狀態(tài)采用液晶屏和多指示燈指示，直觀明了，且可顯示機組工作狀態(tài)下的各種數(shù)據(jù)。d、本系統(tǒng)充分考慮安全性，裝配有高質(zhì)量漏電保護系統(tǒng)和控制安全邏輯程序。e、為適應不同用戶要求，控制系統(tǒng)可按用戶需求，實行定制。機組維護簡介1）.機組為保證在最大負荷時，機組能正常運行而不出現(xiàn)故障損壞機組。應定期進行檢查。檢查時必須以這些條款為指導并結(jié)合制冷及電氣經(jīng)驗進行，保證機組無故障運行。2）.制冷系統(tǒng)檢查系統(tǒng)各供液管路上指示濕度的玻璃視鏡，確認內(nèi)部充滿液體且濕度指示為干燥狀態(tài)。如果顯示濕度較高或視鏡內(nèi)有氣泡，即使機組內(nèi)已充有足夠的制冷劑，也應更換干燥過濾器芯。3）.水系統(tǒng)在某些地區(qū)，由于水質(zhì)較硬會使冷凝器接垢，冷凝器將出現(xiàn)過高冷凝壓力或蒸發(fā)器換熱效果不佳，并導致故障停機或機組運行不經(jīng)濟，所以在空調(diào)進入機組容器之前必須進行水質(zhì)的檢查，如水質(zhì)達不到空調(diào)用水的要求，需要進行水質(zhì)處理，相關(guān)水處理可參照國家標準GB50050-1995《工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設計規(guī)范》中的規(guī)定，有需要的時候使用化學除垢劑或機械方法來清洗容器水側(cè)。4）.電控部件該機組的電控部件應由有經(jīng)驗的工程師進行維修，在維護電控部件前必須了解電路圖，了解冷水機組的運行原理，在維護、檢修電氣之前一定要使整個電控相近斷電，保險斷開或保護器跳開表明短路或過載。在更換保險或重新啟動壓縮機前，必須查明故障并修理，電氣組件不須專門維護，只需每月適當擰緊線接頭。5).推薦保養(yǎng)周期1000小時2500小時5000小時20000小時40000小時轉(zhuǎn)子軸承○電機△△△△噴液控制閥△△電磁閥△△吸氣過濾器△△△△油過濾器△△△△○噴液管路過濾器△△△△○冷凍機油○○注：○更換△檢查三、經(jīng)濟性分析按夏季制冷天數(shù)120天、每天運行12小時；冬季制熱天數(shù)120天、每天運行12小時進行分析。水價按照2.8元/噸、工業(yè)用電價按照0.8元/度、燃氣價格按照3.2元/M3進行經(jīng)濟性分析比較：通過計算可知：每套地源熱泵系統(tǒng)比風冷熱泵系統(tǒng)每年可節(jié)約運行費用約25萬元，節(jié)能率40.3％；每套地源熱泵系統(tǒng)比復合系統(tǒng)每年可節(jié)約運行費用約15萬元，節(jié)能率28.3％；同時，地源熱泵系統(tǒng)比風冷熱泵系統(tǒng)每年節(jié)能標煤量約100噸；減少CO2的排放量270噸；地源熱泵系統(tǒng)比復合系統(tǒng)每年節(jié)能標煤量約70噸；減少CO2的排放量170噸；系統(tǒng)投資回收年限情況為：每套地源熱泵系統(tǒng)比風冷熱泵系統(tǒng)初投資高約70萬元，投資回收年限3.07年；每套地源熱泵系統(tǒng)比復合系統(tǒng)初投資高約52萬元，投資回收年限3.58年；建議地源熱泵系統(tǒng)可分區(qū)安裝該系統(tǒng)。目錄第一章總論 3第一節(jié)項目背景 3第二節(jié)項目編寫依據(jù) 4第二章項目建設的必要性和可行性 5第一節(jié)項目建設的可行性 5第二節(jié)項目建設的必要性 6第三節(jié)項目建設規(guī)模 6第三章場址選擇 7第一節(jié)場址現(xiàn)狀 7第二節(jié)場址條件 8第四章建筑方案選擇 10第一節(jié)建筑設計指導思想與原則 10第二節(jié)項目總體規(guī)劃方案 12第三節(jié)建筑方案 14第五章節(jié)能節(jié)水措施 20第一節(jié)節(jié)能措施 20第二節(jié)節(jié)水措施 21第六章環(huán)境影響評價 22HYPERLINK\l