生態(tài)新城商務(wù)技術(shù)方案

XXX河生態(tài)新城

可再生能源利用項(xiàng)目

技術(shù)及商務(wù)方案

編制單位：

編制部門：

編制日期：2022年06月04日

SSS可再生能源利用系統(tǒng)商務(wù)技術(shù)方案

目錄

第1章項(xiàng)目工程簡(jiǎn)介................................................1

1.1項(xiàng)目概況...................................................1

1.2新余市能源情況.............................................1

L2.1電力政策..............................................1

L2.2自來水價(jià)格............................................1

1.3設(shè)計(jì)參數(shù)的確定.............................................1

1.3.1新余市氣候條件........................................1

1.3.2室外設(shè)計(jì)參數(shù)..........................................1

1.3.3室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)..........................................1

1.3.4空調(diào)負(fù)荷..............................................1

1.4設(shè)計(jì)依據(jù)...................................................1

第2章水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介.......................................1

2.1水源熱泵簡(jiǎn)介...............................................1

2.1.1熱泵的基本概念........................................1

2.1.2熱泵的優(yōu)點(diǎn)............................................1

2.1.3熱泵基本分類..........................................1

2.1.4水源熱泵工作原理......................................1

2.1.5水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)....................................1

2.1.6地表水水源熱泵的發(fā)展現(xiàn)狀..............................1

2.2本案水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行工況...................................1

SSS可再生能源利用系統(tǒng)商務(wù)技術(shù)方案

2.2.1夏季空調(diào)工況..........................................1

2.2.2冬季供熱工況..........................................1

第3章河水源熱泵工程技術(shù)方案.....................................1

3.1水源熱泵系統(tǒng)原理...........................................1

3.2能源站選址以及取回水口布置.................................1

3.3水源水取回水...............................................1

3.3.1水源水流量計(jì)算........................................1

3.3.2取水方案的形式........................................1

3.4水源水處理措施.............................................1

3.4.1水處理工藝............................................1

3.4.2水源水三級(jí)過濾處理....................................1

3.4.3膠球清洗裝置..........................................1

第4章河水源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析.....................................1

4.1水源熱泵系統(tǒng)投資估算........................................1

4.1.1水源熱泵系統(tǒng)投資估算范圍及內(nèi)容........................1

4.1.2投資估算結(jié)果..........................................1

4.2水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用分析...................................1

421系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)..........................................1

4.2.2人員經(jīng)費(fèi)..............................................1

4.2.3日常維護(hù)費(fèi)............................................1

4.2.4折舊費(fèi)................................................1

4.2.5年運(yùn)行費(fèi)用分析........................................1

SSS可再生能源利用系統(tǒng)商務(wù)技術(shù)方案

第5章供冷供熱多方案比較...........................................1

5.1多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng).............................................1

5.2風(fēng)冷熱泵空調(diào)系統(tǒng)...........................................1

5.3傳統(tǒng)冷水機(jī)組+電鍋爐........................................1

5.4水源熱泵系統(tǒng)...............................................1

5.5結(jié)論.......................................................1

第6章綜合效益分析................................................1

6.1節(jié)能效益分析...............................................1

6.2環(huán)境影響分析...............................................1

6.3市場(chǎng)需求分析...............................................1

6.4項(xiàng)目推廣前景分析...........................................1

第7章結(jié)論與建議..................................................1

7」結(jié)論......................................................1

7.2建議......................................................1

7.3建筑節(jié)能工作三要素........................................1

第8章合同能源管理................................................1

8.1合同能源管理簡(jiǎn)介...........................................1

8.2操作流程...................................................1

8.3需辦理手續(xù).................................................1

第1章項(xiàng)目工程簡(jiǎn)介

1.1項(xiàng)目概況

袁河生態(tài)新城坐落在江西省新余市，位于老城區(qū)東側(cè)袁河兩岸，西至新欣大

道，東至規(guī)劃經(jīng)十八路，北至浙贛鐵路，南至規(guī)劃緯十五路，規(guī)劃面積約1185.6

平方公里，見圖1-1。

圖1-1袁河生態(tài)新城用地規(guī)劃圖

區(qū)內(nèi)江河環(huán)繞，為建設(shè)可再生能源供能系統(tǒng)創(chuàng)造了有利的自然條件。現(xiàn)規(guī)劃

采用河水源熱泵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)袁河生態(tài)新城的非住宅建筑的夏季供冷，冬季供熱。

表1-1袁河生態(tài)新城業(yè)態(tài)分布統(tǒng)計(jì)表

建筑面積用地面積

地塊編號(hào)用地代號(hào)用地性質(zhì)容積率建筑類型

(m2)(m2)

奧特萊斯商

C-09-02B1商業(yè)設(shè)施用地1575063001.5

業(yè)街

奧特萊斯商

C-09-04B1商業(yè)設(shè)施用地35250141001.5

業(yè)街

C-09-08B1商業(yè)設(shè)施用地44100147001.5風(fēng)情酒吧街

C-09-10B14商業(yè)設(shè)施用地3465099003.5星級(jí)酒店

底商+酒店式

C-10-01B1商業(yè)設(shè)施用地45250181002.5

公寓

底商+酒店式

C-11-01B1商業(yè)設(shè)施用地64000256002.5

公寓

大型商業(yè)+商

F-01-02B1商業(yè)設(shè)施用地90600302003

務(wù)辦公

大型商業(yè)+商

F-17-01B1商業(yè)設(shè)施用地65200163004

務(wù)辦公

F-18-01B1商業(yè)設(shè)施用地66850191003.5商務(wù)辦公

合計(jì)461650154300

如表1-1所示，總供能建筑面積約461650m2o

1.2新余市能源情況

1.2.1電力政策

根據(jù)江西省發(fā)改委處得知的資料，江西省新余市電價(jià)如表1-2所示:

表1-2江西省銷售電價(jià)表

單位：元/千瓦時(shí)

電度電價(jià)基本電價(jià)

用電分類取大而里變壓器容量

不滿1千伏1T0千伏35-110千伏以下110千伏220千伏及以上

（元/千瓦?月）（元/千伏安?月）

一、居民生活用電0.600.600.60

二、非居民照明及商業(yè)用電1.05841.04341.0284

三、非工業(yè)、普通工業(yè)用電0.81640.80140.7864

其中：中、小化肥用電0.58640.57140.5564

四、大工業(yè)用電0.67540.66040.64540.63544228

電爐鐵合金、電解燒

堿、合成氨、電爐鈣

0.63940.62440.60940.59944228

鎂磷肥、電爐黃磷生

其中

產(chǎn)用電

電石生產(chǎn)用電0.62940.61440.59940.58944228

中小化肥生產(chǎn)用電0.46240.44740.43240.42243624

五、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用電0.76340.74840.7334

農(nóng)業(yè)排灌用電0.65340.65340.6534

其中

貧困縣農(nóng)業(yè)排灌用電0.45340.43840.4234

1.2.2自來水價(jià)格

新余市生活用水價(jià)格如下表所示：

表1-3新余市生活用水價(jià)格表

序號(hào)類別單位基本水費(fèi)污水處理費(fèi)到戶價(jià)

1居民生活用水元/n?1.350.301.65

2工業(yè)生產(chǎn)用水元/n?1.620.502.12

3經(jīng)營(yíng)服務(wù)用水元/n?1.730.502.23

1.3設(shè)計(jì)參數(shù)的確定

1.3.1新余市氣候條件

新余市是中國(guó)工業(yè)名城，位于江西省中部偏西，地處東經(jīng)114。29-115。24，，

北緯27。33-28。05,之間。新余地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤(rùn)氣候

類型，全年光照充足，雨量充沛，四季分明。年降水量在1500—1900毫米之間，

多集中在春夏兩季，歷年平均蒸發(fā)量1319毫米，平均相對(duì)濕度為82%。

由當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)年份資料了解，新余年均氣溫為17.2℃,1月最冷，月平均氣溫

5c,7月最熱，月平均氣溫為29C,年溫差為24C。極端最高氣溫達(dá)40.1C,極

端最低氣溫為-8.6℃。由于全球溫室效應(yīng)，近幾年新余市氣溫在逐漸升高，根

據(jù)氣象局提供的資料，七月份為最熱月，平均溫度為28°C,最高溫度為39°C；1

月份溫度最低，平均溫度為5℃,最低溫度為-4℃。

根據(jù)新余市氣象臺(tái)站所測(cè)典型氣象年逐時(shí)溫度資料，最熱月、最冷月溫度變

化圖如下所示:

40

35

30

(

P25

)20

趙15

理10

戈

V

圖1-2新余市最熱月干球溫度變化曲線圖

圖1-3新余市最冷月干球溫度變化曲線圖

1.3.2室外設(shè)計(jì)參數(shù)

據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、結(jié)合新余市多年平均氣候資料，室外主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定如

下:

夏季空調(diào)計(jì)算干球溫度35.3℃

夏季空調(diào)計(jì)算濕球溫度27.8℃

冬季空調(diào)計(jì)算干球溫度-2℃

冬季空調(diào)計(jì)算相對(duì)濕度82%

1.3.3室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

據(jù)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范，結(jié)合新余市實(shí)際情況，確定建筑室內(nèi)主要設(shè)計(jì)參數(shù)確定如

下：

表1-4室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

夏季冬季

建筑類型

溫度(℃)相對(duì)濕度(%)溫度(℃)相對(duì)濕度(%)

公建24?26W6516-18230

住宅26?28W6018-20230

1.3.4空調(diào)負(fù)荷

在不同類型建筑或同一建筑中，空調(diào)器的運(yùn)行時(shí)間不同，設(shè)計(jì)時(shí)以同時(shí)使用

系數(shù)表示。根據(jù)《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版》中所提供的資料，影響同時(shí)使

用系數(shù)的主要因素有：建筑類型；供冷站的規(guī)劃數(shù)量及位置選??；各類建筑的使

用特點(diǎn)；氣候特點(diǎn)、生活習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)條件等人為因素有關(guān)。并且設(shè)計(jì)手冊(cè)中還給

出了某些類型建筑區(qū)域的同時(shí)使用系數(shù)。見表1-5。

表1-5不同類型建筑同時(shí)使用系數(shù)表

區(qū)域名稱同時(shí)使用系數(shù)備注

教室、實(shí)驗(yàn)室、圖書館、行政辦公室、體育館、

大學(xué)校園0.49-0.55

宿舍等

商業(yè)中心、辦公類建筑、文化建筑、酒店、醫(yī)

商務(wù)區(qū)0.7~0.8

院

綜合區(qū)0.65~0.7上述幾類主要建筑及功能同時(shí)具有

袁河生態(tài)建筑群多樣性，有行政辦公、商業(yè)等建筑，屬于商務(wù)區(qū)范疇，所以

本方案在疊加計(jì)算各類建筑逐時(shí)總負(fù)荷時(shí)，為了經(jīng)濟(jì)合理配置制冷主機(jī)，應(yīng)考慮

空調(diào)同時(shí)使用系數(shù)問題。

本項(xiàng)目建筑類型為商務(wù)區(qū)，同時(shí)使用系數(shù)理論值是0.7?0.8。結(jié)合相關(guān)的區(qū)

域供能的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考慮到供能的可靠性。經(jīng)研究，本項(xiàng)目

實(shí)際運(yùn)行的空調(diào)冷熱峰值負(fù)荷考慮0.7的同時(shí)使用系數(shù)。

實(shí)踐證明，空調(diào)系統(tǒng)冷熱源所提供的冷熱量在大多數(shù)情況下，都小于設(shè)計(jì)冷、

熱負(fù)荷。美國(guó)暖通制冷學(xué)會(huì)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)顯示，不管是夏季制冷，還是冬季制熱，空

調(diào)冷、熱源只有17%的時(shí)間在最大負(fù)荷下運(yùn)行，39%、33%、11%的時(shí)間分別

在75%、50%、25%的負(fù)荷下運(yùn)行。因此考慮空調(diào)裝機(jī)容量時(shí)，還應(yīng)考慮單

棟建筑各房間之間的同時(shí)使用系數(shù)，及供能期內(nèi)一天內(nèi)的日負(fù)荷變化。綜合計(jì)算

考慮，單棟建筑各房間之間的同時(shí)使用系數(shù)取值為0.8?？照{(diào)負(fù)荷計(jì)算見表1-6。

表1-6空調(diào)負(fù)荷分析表

參數(shù)名稱數(shù)量單位

夏季冷負(fù)荷指標(biāo)120W/m2

冬季熱負(fù)荷指標(biāo)80W/m2

總建筑面積461650m2

同時(shí)使用系數(shù)10.7

同時(shí)使用系數(shù)20.8

夏季冷負(fù)荷31023kW

冬季熱負(fù)荷20682kW

同時(shí)使用系數(shù)1：各地塊樓棟之間的同時(shí)使用系數(shù)；

同時(shí)使用系數(shù)2：?jiǎn)螚潣歉鞣块g之間的同時(shí)使用系數(shù)；

由上表可知，本項(xiàng)目總設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為31023kW,總設(shè)計(jì)熱負(fù)荷為20682kW。

1.4設(shè)計(jì)依據(jù)

1、建設(shè)單位提供的相關(guān)資料

2、《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50019-2003

3、《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2006

4、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50189-2005)

5、《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ134-2010)

6、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366-2009

7、《實(shí)用供熱空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版》

8、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》

9、《民用建筑隔聲設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ118-88

10、《城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB3096-93

第2章水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

2.1水源熱泵簡(jiǎn)介

2.1.1熱泵的基本概念

熱泵是以消耗一部分低品位能源（機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮埽檠a(bǔ)償，使熱

能從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f的裝置。其實(shí)質(zhì)是借助降低一定量的功的品位，提

供品位較低而數(shù)量更多的能量。由于熱泵能將低溫?zé)崮苻D(zhuǎn)換為高溫?zé)崮埽岣吣?/p>

源的有效利用率，因此是回收低溫余熱、利用環(huán)境介質(zhì)（地下水、地表水、土壤

和室外空氣等）中儲(chǔ)存的能量的重要途徑。

2.1.2熱泵的優(yōu)點(diǎn)

在自然界和工業(yè)生產(chǎn)中，存在大量的低溫位熱源，儲(chǔ)藏于空氣、土壤、水等

介質(zhì)中，以及廢氣、廢水等工業(yè)介質(zhì)中，利用熱泵可以回收這些低溫位熱量，產(chǎn)

生的高溫位的熱量來供應(yīng)生產(chǎn)和生活的應(yīng)用。熱泵從這些熱源吸收的熱量屬于可

再生的能源，而且擁有較高的能量利用率。

表2-1不同熱量提供方式的能量利用率

能量提供方式燃油鍋爐燃?xì)忮仩t電鍋爐熱泵

性能系數(shù)0.85^0.900.80-0.900.95^0.99>3.5

另外，熱泵的應(yīng)用可以帶來良好的環(huán)境效益，在提高能源利用率的同時(shí)，減

少對(duì)電能的需求，進(jìn)而為減少溫室氣體C02的排放發(fā)揮作用。

2.1.3熱泵基本分類

在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)熱泵系統(tǒng)換熱設(shè)備中進(jìn)行熱量傳遞的載能介質(zhì)，可以將

熱泵設(shè)備歸納為四種類型：

空氣-空氣熱泵：在這類熱泵中，熱源和供熱的介質(zhì)都是空氣，這是最簡(jiǎn)單

和普通的熱泵形式。

空氣-水熱泵：在這類熱泵中，熱源為空氣，供熱介質(zhì)為水。一般冬季按制

熱循環(huán)，可以供熱水進(jìn)行采暖；夏季按制冷循環(huán)運(yùn)行，供冷水用于空調(diào)。制熱與

制冷循環(huán)的切換通過換向閥改變熱泵工質(zhì)的流向來實(shí)現(xiàn)。

水-空氣熱泵：在這類熱泵中，熱源為水，供熱（冷）介質(zhì)為空氣。

水-水熱泵：無論是制熱還是制冷運(yùn)行時(shí)，均以水作為介質(zhì)。一般可用切換

熱泵工質(zhì)回路來實(shí)現(xiàn)制冷或制熱，有時(shí)更方便的是用水回路中的多向閥來完成切

換。如果水質(zhì)較好，可允許水源水直接進(jìn)入蒸發(fā)器，在某些特殊場(chǎng)合，為了避免

污染，常采用中間換熱器來實(shí)現(xiàn)水源水與進(jìn)行過水處理的封閉冷水系統(tǒng)的熱交

換。

2.1.4水源熱泵工作原理

水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽

能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能

輸入，實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。

地球表面淺層水源如深度在1000米以內(nèi)的地下水、地表的河流和湖泊和海

洋中，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?，并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。

水源熱泵機(jī)組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫

度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取能量，由熱泵原理通

過空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵消耗lkw的能

量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。

水源熱泵機(jī)組工作的原理（空調(diào)熱回收工況）示圖如下：

7X?12七

圖2-1水源熱泵機(jī)組工作的原理圖（帶空調(diào)熱回收工況）

水源熱泵根據(jù)對(duì)水源的利用方式的不同，可以分為閉式系統(tǒng)和開式系統(tǒng)兩

種。閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱套管，該組套管一般水平或垂直

埋于地下或湖水海水中，通過與土壤或海水換熱來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移。（其中埋于土

壤中的系統(tǒng)又稱土壤源熱泵，埋于海水中的系統(tǒng)又稱海水源熱泵）。開式系統(tǒng)是

指從地下抽水或地表抽水后經(jīng)過換熱器直接排放的系統(tǒng)。

與鍋爐（電、燃料）和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比，水源熱泵具明顯的優(yōu)勢(shì)。

鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70?90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使

用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二

分之一以上的能量；由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10?25C,

其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5?4.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，

其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50?60%。

2.1.5水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)

由于水源熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機(jī)組的制冷制熱的源，所以其具有以

下優(yōu)點(diǎn)：

1、可再生能源利用技術(shù)

水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換

的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，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(gè)巨大的太陽能集熱器，而且是一個(gè)

巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，所以說，水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

水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為10-22C,水體溫度比環(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。而夏季水體為18-35C,水

體溫度比環(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(fēng)冷式

和冷卻塔式，機(jī)組效率提高。據(jù)美國(guó)環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)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(yùn)行費(fèi)用。

3、運(yùn)行穩(wěn)定可靠

水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)。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(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)

定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。

極端工況下有電鍋爐作為輔助熱源，保證了供暖的可靠性。

4、環(huán)境效益顯著

水源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次

能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就

小。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少30%

以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上。

水源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407c和R410A等替代

工質(zhì)。水源熱泵機(jī)組的運(yùn)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(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

5、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣

水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替

換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建

筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同

時(shí)滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、

辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。

6、使用方便

可根據(jù)各區(qū)域的實(shí)際需要開啟關(guān)閉空調(diào)，各區(qū)域的空調(diào)使用獨(dú)立方便，對(duì)租

售的功能調(diào)整，可輕松更換機(jī)組，滿足大范圍負(fù)荷的不同需求，輕松配合二次裝

修與區(qū)域分隔，并可根據(jù)需要獨(dú)立電表計(jì)費(fèi)。

7、自動(dòng)運(yùn)行

水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)

行簡(jiǎn)單可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，使用壽命長(zhǎng)可達(dá)到30年。當(dāng)然，

像任何事物一樣，水源熱泵也不是十全十美的，其應(yīng)用也會(huì)受到制約。

2.1.6地表水水源熱泵的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)30年代，地表水源熱泵系統(tǒng)問世，是地源熱泵中最早使用的熱泵系

統(tǒng)形式之一。20世紀(jì)40~50年代，瑞士、英國(guó)早期使用的熱泵裝置中大部分是

地表水源熱泵。20世紀(jì)80年代瑞典和前蘇聯(lián)開始大規(guī)模應(yīng)用以地表水、地下水、

城市污水和工業(yè)廢水為低位熱源的大型熱泵站。截止1987年，瑞典有100座熱

泵站投入運(yùn)行，總供熱能力達(dá)1200MW?

近年來，我國(guó)也十分重視熱泵技術(shù)的發(fā)展，1997年11月中國(guó)科技部和美國(guó)

能源部簽署的中美能源效率及可再生能源合作議定書中專門設(shè)有有關(guān)地源熱泵

的發(fā)展戰(zhàn)略。此后，在2001年頒布的《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》

和《建設(shè)部建筑節(jié)能“十五"計(jì)劃綱要》中都明確指出要大力發(fā)展和應(yīng)用熱泵技術(shù)。

2005年11月31日，我國(guó)頒布了《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》(GB50366-2005),

并自2006年1月1日起正式實(shí)施。

2.2本案水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行工況

2.2.1夏季空調(diào)工況

水源熱泵系統(tǒng)以袁河水作為冷熱源，河水夏季水溫約25~30℃,由于水源水

溫度較冷卻塔溫度低，可使得水源熱泵主機(jī)效率相應(yīng)提高，水源水水溫每降低

1℃,主機(jī)的效率可提升3%,因此水源熱泵系統(tǒng)夏季的能效比可達(dá)約4.0,遠(yuǎn)高

于傳統(tǒng)的冷卻塔+冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)。

結(jié)合水源熱泵機(jī)組高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，制冷時(shí)取水源熱泵的能效系數(shù)

4.0o

(1)夏季直供工況

夏季直接供冷工況下，空調(diào)末端溫度設(shè)定為7/15℃,進(jìn)入熱泵系統(tǒng)的水源

水溫度設(shè)定為30/35℃。工況運(yùn)行簡(jiǎn)圖如下所示：

圖2-2夏季直供工況

(2)夏季蓄冷工況

夏季蓄冷工況下，熱泵主機(jī)蓄冷供回水溫度設(shè)定為5/13℃,進(jìn)入熱泵系統(tǒng)

的水源水溫度設(shè)定為30/35℃。工況運(yùn)行簡(jiǎn)圖如下所示：

圖2-3夏季蓄冷工況

2.2.2冬季供熱工況

冬季，采用袁河水作為水源熱泵機(jī)組的熱源水，熱泵系統(tǒng)采用主機(jī)串聯(lián)方式

運(yùn)行。根據(jù)已知水文資料顯示，冬季河水溫度約為10~5℃。

(1)冬季供熱正常工況

冬季正常工況下，河水水利用溫度為10/5℃。

直接供熱時(shí)，空調(diào)末端供回水溫度為45/37C；蓄熱時(shí)，蓄熱供回水溫度為

48/40℃o此時(shí)熱泵系統(tǒng)制熱能效系數(shù)為3.5。工況運(yùn)行簡(jiǎn)圖如下所示:

圖2-5冬季蓄熱正常工況

（2）冬季供熱極端工況

當(dāng)水溫低于7℃時(shí)為極端工況，需采用乙二醇溶液作為進(jìn)入主機(jī)蒸發(fā)器的媒

介水（乙二醇水溶液結(jié)凍溫度為-6℃）才可以解決供熱，水源水側(cè)進(jìn)出水溫度控

制在4/1℃,乙二醇溶液進(jìn)出主機(jī)的溫度控制在3/-2C。

直供時(shí)，空調(diào)末端供回水溫度為45/37℃;蓄熱時(shí)，蓄熱供回水溫度為

48/40℃o此時(shí)熱泵系統(tǒng)制熱能效系數(shù)為3.0。工況運(yùn)行簡(jiǎn)圖如下所示:

圖2-6冬季供熱極端工況

二I皆麻*

40t

袁河

圖2-7冬季蓄熱極端工況

第3章河水源熱泵工程技術(shù)方案

3.1水源熱泵系統(tǒng)原理

本項(xiàng)目采用河水作為熱泵機(jī)組的冷熱源，熱泵系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)3000m3的蓄能

水池，在夜間蓄能，白天釋能，可提供3MW冷、熱負(fù)荷。

夏季能源站為項(xiàng)目區(qū)內(nèi)建筑提供冷負(fù)荷為31.1MW,冬季可提供熱負(fù)荷為

20.7MWo

河水源熱泵系統(tǒng)原理圖如下圖示：

圖3-1河水源熱泵系統(tǒng)原理圖

3.2能源站選址以及取回水口布置

建設(shè)一個(gè)集中式能源站，集中制取冷熱水，通過室外空調(diào)管網(wǎng)送到各用能建

筑。一般區(qū)域集中供能的制冷站選址主要有以下幾個(gè)原則:

(1)制冷站宜布置在公共區(qū)域或防護(hù)綠地，盡量遠(yuǎn)離居住用房。

(2)制冷站宜設(shè)置在地下，這樣既可節(jié)省地上面積，又對(duì)地面的整體規(guī)劃

影響較小。

(3)制冷站宜設(shè)置在每個(gè)區(qū)域負(fù)荷中心位置，便于能源輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，

減少輸送距離，降低管道能量損耗，有利于管網(wǎng)的水力平衡。

圖3-2能源站及取回水口示意圖

如上圖所示，綜合考慮各方面因素，能源站建在13-01地塊，取水口設(shè)置在

排水口的上游位置。

3.3水源水取回水

3.3.1水源水流量計(jì)算

一、夏季熱泵主機(jī)水源水小時(shí)流量的計(jì)算

夏季，熱泵裝機(jī)負(fù)荷為31.1MW,熱泵機(jī)組COP約為5.5。

則取冷凝器總的換熱量約為：

Q^QX(1+1/COP,)=3HOOX(l+l/5.5)=36754kW

夏季水源水進(jìn)出水溫度為30/35C,溫差為5C。則夏季小時(shí)最大需水源水

量為:

地紋36754x0.859=631加/〃

M5

式中：q——水源水小時(shí)流量，m3/h；

Q'—冷凝器總的換熱量，kw；

Jt-一冷凝器換熱溫差，℃。

二、冬季熱泵主機(jī)水源水小時(shí)流量的計(jì)算

(1)冬季正常工況

冬季正常工況下，熱泵機(jī)組串聯(lián)運(yùn)行，裝機(jī)負(fù)荷為20.7MW,水源熱泵主機(jī)

COP約為5.0,主機(jī)的輸入功率可轉(zhuǎn)化為熱量送到室內(nèi)，則取蒸發(fā)器總的換熱量

約為：

Q,=QX(l-l/COP)=20700X(l-l/5.0)=16560kW

水源水進(jìn)出水溫度為10/5C,溫差為5℃。則冬季正常工況下，小時(shí)最大需

水源水量為：

C'x0.85916560x0.859

q=—......=------------=2845〃/3/lhl

△t5

式中：q——水源水小時(shí)流量，m3/h；

Q'——冷凝器總的換熱量，kw；

Jt--冷凝器換熱溫差，C。

(2)冬季極端工況

冬季極端工況下，熱泵機(jī)組串聯(lián)運(yùn)行，裝機(jī)負(fù)荷為20.7MW,水源熱泵主機(jī)

COP約為4.0,主機(jī)的輸入功率可轉(zhuǎn)化為熱量送到室內(nèi)，則取蒸發(fā)器總的換熱量

約為：

Q/=QX(1-1/COP)=20700X(l-l/4.0)=15525kW

板換一次側(cè)水源水進(jìn)出水溫度為4/1℃,板換二次側(cè)乙二醇溶液進(jìn)出溫度為

-2/3。主機(jī)蒸發(fā)器側(cè)乙二醇溶液進(jìn)出溫度為3/-2℃。則冬季極端工況下，小時(shí)

最大需水源水量為：

Q'x0.85915525x0.859

q=—......=------------=4445m3/h

△f3

式中：q——水源水小時(shí)流量，m3/h；

Q'—―冷凝器總的換熱量，kw；

Jt--冷凝器換熱溫差，。C。

3.3.2取水方案的形式

方案一：打井滲透取水

(1)取水原理：

該方案不是直接取用河水，而是通過圍堰鉆井取用河水，相當(dāng)于經(jīng)過一次過

濾，水中雜質(zhì)較少。主要由圍堰、河水取水廣口井、河水取水潛水泵、以及其他

輔助裝置組成。

如附圖所示，在近河岸設(shè)置圍堰，在圍堰內(nèi)鉆一廣口井，河水則通過滲透滲

入廣口井內(nèi)，空調(diào)水源水受河上水位的影響較小，河水也可以通過一次沙濾的過

程，提高了河水的水質(zhì)，再通過河水取水潛水泵將廣口井中的河水送至能源站。

原理圖見下圖：

水泵房

水漿吸水口

圖3-3打井滲透取水方式

優(yōu)點(diǎn)：a、水處理簡(jiǎn)單，無需砂濾，節(jié)約投資。

缺點(diǎn)：a、地下資料不詳細(xì)，巖石裂縫不好找。

b、需進(jìn)行地質(zhì)勘探，對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

方案二：設(shè)置岸邊取水頭

(1)取水原理：

該方案將能源站建在淺水岸邊，整個(gè)機(jī)房放在地平面以下，取水頭放在河水

較深的位置。取水頭部?jī)?nèi)設(shè)格柵及旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，其中格柵采用膨脹螺栓進(jìn)行固定。

共設(shè)兩套旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，一用一備，本項(xiàng)目采用內(nèi)流式旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，其優(yōu)點(diǎn)為格網(wǎng)工作

面積得到充分利用，可增大設(shè)計(jì)水量，濾網(wǎng)上未沖凈的雜質(zhì)不會(huì)進(jìn)入吸水井內(nèi)，

被截留的雜質(zhì)在網(wǎng)外，容易清除及檢查。同時(shí)取水頭部設(shè)閘板，調(diào)節(jié)流量。最低

設(shè)計(jì)水位按97%保證率水位，以歷史最低水位校核。采用側(cè)面進(jìn)水，進(jìn)水孔下緣

距河底0.6m,進(jìn)水孔上緣距離97%保證率水位0.52m。

MI

圖3-4岸邊取水方式

優(yōu)點(diǎn)：a、水溫條件較好，取水點(diǎn)溫度穩(wěn)定。

b、取水管道較短，節(jié)約管網(wǎng)方面的投資。

c、有成熟的取水經(jīng)驗(yàn)。

缺點(diǎn)：a、在河水深處建立取水頭部及取水管道較困難。

b、取水泵的效率較低。

方案三：岸邊設(shè)棧道至深水處(十米深左右)取水

(1)取水原理：

圖3-5岸邊設(shè)棧道取水方式

優(yōu)點(diǎn)：a、水溫條件較好，取水點(diǎn)溫度相對(duì)恒定。

b、無河底作業(yè)要求，施工方便。

c、歐洲的河水源熱泵用此取水方式較多，可借鑒。

缺點(diǎn)：a、能源站離工程用地太遠(yuǎn)，能源損耗太大。

b、設(shè)棧道取水造價(jià)較高。

c、影響海岸線美觀。

方案四：虹吸取水方案

(1)取水原理

在能源機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)置水環(huán)真空泵，初次運(yùn)行時(shí)調(diào)節(jié)池內(nèi)充水至虹吸設(shè)計(jì)水位,

啟動(dòng)水環(huán)真空泵，虹吸管在真空泵的作用下獲得了虹吸真空壓強(qiáng),形成虹吸取水,

將取水頭部河水引入調(diào)節(jié)水池，啟動(dòng)河水取水泵，運(yùn)行穩(wěn)定后真空泵停泵。當(dāng)測(cè)

得虹吸管壓強(qiáng)低于設(shè)定值時(shí)，再次啟動(dòng)水環(huán)真空泵。虹吸管取水量應(yīng)滿足能源機(jī)

房最大需水量要求。

以下為虹吸取水原理圖:

取水頭部真空虹吸系統(tǒng)圖

圖3-6取水頭部真空虹吸取水方式

虹吸取水條件：

a、取水點(diǎn)液面高于需水點(diǎn)；即袁河枯水位需高于調(diào)節(jié)水池最低水位；

b、取水點(diǎn)液面與虹吸最高點(diǎn)高差不得大于7米（吸水時(shí)）；

c、虹吸管內(nèi)空氣較少；

d、水管無破損；

e、產(chǎn)生虹吸后取水點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生漩渦，滿足以上條件后可長(zhǎng)時(shí)間出水。

具體采用哪一種取水方案，要根據(jù)項(xiàng)目所在地的地形特點(diǎn)、能源站與袁河的

地勢(shì)差和距離、袁河水流量情況以及詳細(xì)的經(jīng)濟(jì)性分析后確定。

3.4水源水處理措施

3.4.1水處理工藝

根據(jù)本項(xiàng)目河水的水質(zhì)特點(diǎn)，制定合理可行的水處理方案，妥善解決堵塞和

河水腐蝕問題。如通過采用特殊材料的換熱器，以及安裝高自動(dòng)換熱器清潔系統(tǒng),

或者采用特殊設(shè)計(jì)的河水源熱泵系統(tǒng)，本方案采采用水源水三級(jí)水源處理系統(tǒng)。

能夠有效解決河水對(duì)換熱器的腐蝕和堵塞等問題。

圖3-7水處理工藝流程圖

3.4.2水源水三級(jí)過濾處理

（1）一級(jí)過濾處理：取水口前設(shè)置斜板過濾裝置（格柵）作為一級(jí)處理，

有效去除水體中大型顆粒、懸浮物等物體。防止水中的大塊漂流雜物進(jìn)入水泵，

阻塞通道或損壞葉輪以及換熱管（板）。常采用斜板式機(jī)械格柵，一般小于40

目。

（2）二級(jí)過濾處理：為了保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行，加裝二級(jí)機(jī)械旋流除砂器,

可以有效去除水中的砂子等顆粒，可有效保護(hù)主機(jī)等設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）三級(jí)過濾處理：為了保障系統(tǒng)安全運(yùn)行，在二級(jí)過濾器后，加裝三級(jí)

機(jī)械過濾器，過濾等級(jí)為80目/英寸。普通的水處理裝置（如格柵）處理毛發(fā)、

短纖、活性微生物膠體時(shí)，毛發(fā)、短纖、活性微生物膠體容易纏繞在格柵上，不

利于反沖洗。采用自動(dòng)反沖洗功能的機(jī)械過濾器，可以有效徹底去除水中的毛發(fā)

及短纖維，保證系統(tǒng)的連續(xù)性。

3.4.3膠球清洗裝置

圖3-8膠球清洗裝置示意圖

利用膠球清洗裝置不斷清潔機(jī)組換熱壁，使得換熱壁面時(shí)刻保持潔凈狀態(tài)，

提高了主機(jī)效率。此項(xiàng)技術(shù)在南通新城小區(qū)污水源熱泵三聯(lián)供項(xiàng)目中成功運(yùn)行至

今。

膠球清洗裝置主要功能有如下兩點(diǎn)：

（1）防止產(chǎn)生生物黏泥，避免對(duì)管線、設(shè)備及換熱器的堵塞和結(jié)垢，進(jìn)而

導(dǎo)致降低熱交換器的傳熱效率，水頭損失增加。

（2）防止微生物生長(zhǎng)繁殖對(duì)換熱器及管道的腐蝕。因?yàn)樯镳つ嘣诮饘俦?/p>

面上的黏附不可能是均勻的，于是黏泥較厚或有黏泥的金屬部位則貧氧而成為腐

蝕電池陽極，而黏泥較薄或無黏泥的金屬部位則氧濃度較高而成為電池的陰極，

從而加速金屬的腐蝕。

第4章河水源熱泵系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)分析

4.1水源熱泵系統(tǒng)投資估算

4.1.1水源熱泵系統(tǒng)投資估算范圍及內(nèi)容

水源熱泵系統(tǒng)工程投資范圍及內(nèi)容如下：

(1)取回水投資

主要為取水口土建、格柵設(shè)備、取回水管網(wǎng)等費(fèi)用。

(2)室外空調(diào)管網(wǎng)投資

包括聚氨酯直埋保溫管、土方開挖、回填，水泥支墩等費(fèi)用。

(3)能源站投資

a、站房設(shè)備及安裝費(fèi)

主要為熱泵主機(jī)、水泵、站內(nèi)管網(wǎng)、閥門及配套系統(tǒng)設(shè)備及安裝。

b、水處理費(fèi)

主要包括：膠球清洗裝置、反沖洗過濾器、旋流除砂器等。

c、自控系統(tǒng)費(fèi)用

主要為冷熱量自動(dòng)計(jì)量及收費(fèi)管理系統(tǒng)及節(jié)能監(jiān)控及自動(dòng)化控制系統(tǒng)等費(fèi)

用。

d、配電系統(tǒng)費(fèi)用

為水源熱泵主機(jī)及水泵等設(shè)備提供動(dòng)力的配電系統(tǒng)。

(4)蓄能水池投資

主要包括蓄能水池土建、布水器、保溫等。

4.1.2投資估算結(jié)果

本項(xiàng)目河水源熱泵能源站投資費(fèi)用估算表如下:

表4-1河水源熱泵能源站投資估算表

單價(jià)總價(jià)

序號(hào)名稱參數(shù)數(shù)量單位

（萬元）（萬元）

—取回水口及取回水管網(wǎng)

1取回頭部土建及設(shè)備1套150150

2取回水管網(wǎng)DN900,1500m1500m0.5750

3小計(jì)900

二能源站投資

1能源站土建3000m2,3000元/m?3000m20.3900

2蓄能（釋能）系統(tǒng)1套170170

3水源熱泵機(jī)組31100kW,0.65元/W31100kW0.0652021.5

4換熱器15700kW,0.1元/W15700kW0.01157.0

5機(jī)械過濾器5臺(tái)26130.0

6旋流除砂器5臺(tái)1680.0

7膠球清洗裝置5ZA25125.0

空調(diào)水泵、閥門、管

831100kW,0.3元/W31100kW0.03933.0

網(wǎng)、水處理裝置等

9自動(dòng)控制系統(tǒng)31100k肌0.08元/W31100kW0.008248.8

10高壓配電系統(tǒng)10000kVA,500元/kVA10000kV/\0.05500.0

11低壓配電系統(tǒng)lOOOOkVA,360元/kVA10000kVA0.04360.0

12小計(jì)5625.30

三室外管網(wǎng)

1室外管網(wǎng)461650m2,45元/m?461650m20.00452077.4

四其他費(fèi)用

機(jī)房施工圖、監(jiān)理、

112%1032.33

稅費(fèi)規(guī)費(fèi)、管理費(fèi)等

五空調(diào)系統(tǒng)投資合計(jì)9635.05

根據(jù)上面表格分析數(shù)據(jù)，本項(xiàng)目河水源熱泵系統(tǒng)工程總投資9635.05萬元（不

包括末端），末端管網(wǎng)以及末端投資額約為6000萬元，整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的投資為

15635.05萬元。

4.2水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用分析

本項(xiàng)目河水源熱泵系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用主要由如下幾部分組成:

(1)運(yùn)行電費(fèi)；

(2)人員經(jīng)費(fèi)：人員經(jīng)費(fèi)按5萬元/(人.年);

(3)日常維護(hù)費(fèi)用：取2%；

(4)折舊費(fèi)：折舊年限為20年。

4.2.1系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)

本項(xiàng)目夏季空調(diào)冷負(fù)荷為31.1MW,冬季空調(diào)熱負(fù)荷為20.7MW。夏季供冷

按120天計(jì)算，冬季供暖按90天計(jì)算，全天平均供能10小時(shí)計(jì)算。

(1)夏季運(yùn)行費(fèi)用分析

水源熱泵系統(tǒng)的夏季綜合能效比平均按4.0計(jì)算。夏季運(yùn)行120天，水源熱

泵系統(tǒng)耗電量為：

3l.lxl000^xlQ/zxl20=9330MWh

4.0

新余市1-10KV段，普通商業(yè)電價(jià)為1.0434元/kwh。則，水源熱泵系統(tǒng)夏季

運(yùn)行電費(fèi)為：

S冷=933CXXX)kWhx1.0434元/=973.5萬元

對(duì)于過渡季節(jié)供冷和冬季需要供冷的區(qū)域，由于不用開啟或很少開啟主機(jī)，

只有泵耗，所以不用考慮這部分的費(fèi)用。

(2)冬季運(yùn)行費(fèi)用分析

水源熱泵系統(tǒng)的冬季綜合平均能效比按3.2計(jì)算。冬季運(yùn)行90天，水源熱泵

系統(tǒng)耗電量為：

20.7xlOOO/TWx10/2x90

Q熱=5S22MWH

3.2新余市1-10KV

段，普通商業(yè)電價(jià)為1.0434元/kwh。貝I，水源熱泵系統(tǒng)冬季運(yùn)行電費(fèi)為:

S熱=5822(XX)KWHx1.0434元/kw〃=607.5萬元

(3)全年系統(tǒng)運(yùn)行電費(fèi)

綜合夏季和冬季的運(yùn)行電費(fèi)，可知水源熱泵系統(tǒng)全年運(yùn)行電費(fèi)為1581萬元。

4.2.2人員經(jīng)費(fèi)

能源站工作人員為6人，年人員經(jīng)費(fèi)為30萬。

4.2.3日常維護(hù)費(fèi)

日常維護(hù)費(fèi)取總投資的2%,年日常維護(hù)費(fèi)為192.7萬元。

4.2.4折舊費(fèi)

水源熱泵系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備總投資為3289.5萬元，折舊年限為20年。則年折舊

費(fèi)為164.5萬元。

4.2.5年運(yùn)行費(fèi)用分析

表4-2年運(yùn)行費(fèi)用分析表

夏季供冷運(yùn)行費(fèi)用