地埋熱泵項(xiàng)目建議書

1、蘇州生產(chǎn)作業(yè)樓地源熱泵空調(diào)項(xiàng)目建議書一、工程概況1.1地理概況蘇州屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫15.3，年降水量1106.5毫米，6月中旬7月初為梅雨季節(jié)。鎮(zhèn)江78月極端最高氣溫有時(shí)高達(dá)40，一般也在35左右，鎮(zhèn)江屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，日照充分，年平均降雨量650到700毫米。表一.蘇州地區(qū)全年氣候資源統(tǒng)計(jì)1.2工程內(nèi)容及范圍該地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)用于蘇州某項(xiàng)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(shí),能夠體現(xiàn)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的能源政策方針,同時(shí)具有較高的經(jīng)濟(jì)性/節(jié)能性/環(huán)保型意義. 二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)依據(jù)1、主要設(shè)計(jì)規(guī)范、標(biāo)

2、準(zhǔn)（1） 地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范 (gb 50366-2005)（2） 采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj-2003）（3） 建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（gb502422002）（4） 民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(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(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(jcj134-2001)（6） 建筑工程施工質(zhì)量驗(yàn)收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（gb 50300-2001）（7） 建筑設(shè)計(jì)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 （cjj1012004）（9） 其他必需的規(guī)范、規(guī)程2、設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料（1） 民用建筑暖通空調(diào)設(shè)計(jì)技術(shù)措施；（2） 采暖通風(fēng)與

3、空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)（3） 室外空氣的空調(diào)設(shè)計(jì)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(chǔ)上設(shè)計(jì)。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?zé)豳Y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(shí)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?zé)豳Y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

4、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(jī)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(diǎn)1）屬可再生能源利用技術(shù)地源熱泵是利用了地球所儲(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(gè)巨大的太陽能集熱器

5、，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(gè)巨大的動(dòng)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(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)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(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

6、水源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶3040的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。3）節(jié)水省地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(huì)對(duì)其造成污染。省去了鍋爐房及附屬煤場(chǎng)、儲(chǔ)油房、冷卻塔等設(shè)施，機(jī)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(yùn)行穩(wěn)定可靠地下水或土壤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。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(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二

7、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。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(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。6）一機(jī)多用，應(yīng)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(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加冷水機(jī)組的兩套裝置或系統(tǒng)。地源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑。7）自動(dòng)運(yùn)行地源熱泵由于工況穩(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20年以上。2.

8、2.4.該項(xiàng)目地源熱泵系統(tǒng)概述考慮到該項(xiàng)目的規(guī)模及經(jīng)濟(jì)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815左右的特點(diǎn)，通過地下埋管內(nèi)的介質(zhì)循環(huán)與土壤進(jìn)行閉式熱交換達(dá)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(duì)建筑進(jìn)行降溫；冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高品位對(duì)建筑供暖。圖1.地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行原理圖2.3冷/熱負(fù)荷計(jì)算1.室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)建筑類別夏 季冬 季新風(fēng)量m3/h.人溫度（）相對(duì)濕度（%）溫度（）相對(duì)濕度（%）住宅25-2855-6518-2240-5045

9、2.冷/熱負(fù)荷計(jì)算根據(jù)采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj-2003）中提供的工程經(jīng)驗(yàn)值,該設(shè)計(jì)中夏季冷負(fù)荷和冬季熱負(fù)荷分別為:序號(hào)層數(shù)面積冷負(fù)荷kw熱負(fù)荷kw11層4542m295454022層4435m293154033層4518m29505402.4地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)地源熱泵是以地下土壤層為冷（熱）源對(duì)建筑物進(jìn)行供暖、供熱水和空調(diào)供應(yīng)的技術(shù)。地源熱泵全年運(yùn)行工況穩(wěn)定，不需要其它輔助熱源及冷卻設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)冬季供熱、夏季供冷。所以，地源熱泵是一項(xiàng)高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新技術(shù)，它既不會(huì)污染地下水，又不會(huì)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(jī)的冷熱源，通過室外地埋

10、管管網(wǎng)對(duì)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(shè)備對(duì)每個(gè)房間進(jìn)行制冷及供暖。2.4.1、熱泵機(jī)組的設(shè)計(jì)（1）熱泵機(jī)組的選型熱泵機(jī)組的選型一般原則有：滿足系統(tǒng)的設(shè)計(jì)負(fù)荷；系統(tǒng)的初投資與運(yùn)行費(fèi)用小。根據(jù)以上的冷、熱負(fù)荷,因此選擇型號(hào)為天加滿液式水源螺桿熱泵機(jī)組三臺(tái)。表2 熱泵機(jī)組性能參數(shù)（空調(diào)工況）設(shè)備型號(hào)臺(tái)數(shù)冷負(fù)荷(kw)耗電量（kw）熱負(fù)荷(kw)耗電量（kw）twsf0280.1bg23966154947205機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行工況：制熱工況：地下環(huán)路出水8，用戶側(cè)進(jìn)水40，出水45；制冷工況：地下環(huán)路進(jìn)水25，出水30，用戶側(cè)進(jìn)水12，出水7；（2）熱泵機(jī)組的運(yùn)行方案夏季

11、制冷工況：逐級(jí)開啟水源熱泵機(jī)組作為建筑物空調(diào)的冷源，提供7的冷凍水,對(duì)建筑物進(jìn)行制冷（機(jī)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(jí)開啟水源熱泵機(jī)組作為建筑物空調(diào)熱源，提供45的熱水,對(duì)建筑物進(jìn)行制熱（機(jī)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(jī)組日常維護(hù)與保養(yǎng)。2.4.2、室外地耦管系統(tǒng)設(shè)計(jì)室外地耦管是地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，本工程的重點(diǎn)也是室外地耦管的設(shè)計(jì)與施工。由于對(duì)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(jì)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

12、蘇州地區(qū)地下結(jié)構(gòu)在100米深度可能出現(xiàn)強(qiáng)花崗巖石層，因此，為減少地埋管的鉆孔陳本，該項(xiàng)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(chǔ)、道路、綠地、廣場(chǎng)、操場(chǎng)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(shè)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(chǔ)下面，一旦將埋管埋入，就不可能進(jìn)行維修或更換，這就要求保證埋管的化學(xué)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(dǎo)熱系數(shù)0.42w/(mk)。 c、地埋管管路負(fù)荷計(jì)算夏季向土壤中排放的熱量按下式計(jì)算：其

13、中：夏季向土壤排放的熱量,kw；夏季設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷，960kw；設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的制冷系數(shù)，6.28。計(jì)算得：;三套系統(tǒng)地埋換熱量為3335kw.冬季，室內(nèi)供暖時(shí)從土壤中吸取的熱量按下式計(jì)算：其中：冬季從土壤中吸取的熱量， kw；冬季設(shè)計(jì)總熱負(fù)荷，540kw；設(shè)計(jì)工況下水源熱泵機(jī)組的制熱系數(shù)，取4.1。計(jì)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(bào)告，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)實(shí)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)天加地源熱泵埋管系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)如下：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)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

14、地源埋管井在綠化空地下面。豎井沿建筑物基礎(chǔ)外2.5m處布置。e、地埋管系統(tǒng)水流量計(jì)算、地耦管系統(tǒng)向土壤的散熱量由以上的計(jì)算知，夏季向地耦管向土壤中排放的熱量為：、地耦管系統(tǒng)總流量地耦管系統(tǒng)總流量等于熱泵主機(jī)的冷卻水流量，可由下列公式計(jì)算：其中：q1熱泵主機(jī)的散熱量（等于向土壤排放的熱量）， kw；m熱泵主機(jī)的冷卻水流量，kg/s；t1-t2冷卻水進(jìn)出口溫差，取5；cp水的定壓比熱容，為4.187 kj/kg.。計(jì)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(jī)組維護(hù)2.4.3.1控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介本控制系統(tǒng)是為中央空調(diào)專門開發(fā)的智能型控

15、制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的心臟，具有安全、可靠、耐用的特點(diǎn)。人性化的界面，“自動(dòng)+手動(dòng)”運(yùn)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(yùn)行費(fèi)用。本控制系統(tǒng)的特點(diǎn)有：a、溫度傳感器采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口材料，檢測(cè)溫度可達(dá)250，完全滿足工程要求。b、控制器主要電子元器件采用美國(guó)或德國(guó)原裝進(jìn)口器件，工作穩(wěn)定可靠，不受強(qiáng)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(shè)計(jì)，可適應(yīng)用戶不同的工作環(huán)境及更高的配件可選性。c、當(dāng)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(jī)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(hù)系統(tǒng)和控制安全

16、邏輯程序。e、為適應(yīng)不同用戶要求，控制系統(tǒng)可按用戶需求，實(shí)行定制。2.4.3.2 機(jī)組維護(hù)簡(jiǎn)介1）.機(jī)組為保證在最大負(fù)荷時(shí)，機(jī)組能正常運(yùn)行而不出現(xiàn)故障損壞機(jī)組。應(yīng)定期進(jìn)行檢查。檢查時(shí)必須以這些條款為指導(dǎo)并結(jié)合制冷及電氣經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，保證機(jī)組無故障運(yùn)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(rèn)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(jī)組內(nèi)已充有足夠的制冷劑，也應(yīng)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(huì)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(dǎo)致故障停機(jī)或機(jī)組運(yùn)行不經(jīng)濟(jì)，所以在空調(diào)進(jìn)入機(jī)組容器之前必須進(jìn)行水質(zhì)的檢查，

17、如水質(zhì)達(dá)不到空調(diào)用水的要求，需要進(jìn)行水質(zhì)處理，相關(guān)水處理可參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb50050-1995工業(yè)循環(huán)冷卻水處理設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定，有需要的時(shí)候使用化學(xué)除垢劑或機(jī)械方法來清洗容器水側(cè)。4）.電控部件 該機(jī)組的電控部件應(yīng)由有經(jīng)驗(yàn)的工程師進(jìn)行維修，在維護(hù)電控部件前必須了解電路圖，了解冷水機(jī)組的運(yùn)行原理，在維護(hù)、檢修電氣之前一定要使整個(gè)電控相近斷電，保險(xiǎn)斷開或保護(hù)器跳開表明短路或過載。在更換保險(xiǎn)或重新啟動(dòng)壓縮機(jī)前，必須查明故障并修理，電氣組件不須專門維護(hù)，只需每月適當(dāng)擰緊線接頭。5).推薦保養(yǎng)周期1000小時(shí)2500小時(shí)5000小時(shí)20000小時(shí)40000小時(shí)轉(zhuǎn)子軸承電機(jī)噴液控制閥電磁閥吸氣過濾器油過

18、濾器噴液管路過濾器冷凍機(jī)油注： 更換 檢查三、經(jīng)濟(jì)性分析按夏季制冷天數(shù)120天、每天運(yùn)行12小時(shí)；冬季制熱天數(shù)120天、每天運(yùn)行12小時(shí)進(jìn)行分析。水價(jià)按照2.8元/噸、工業(yè)用電價(jià)按照0.8元/度、燃?xì)鈨r(jià)格按照3.2元/m3進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析比較：通過計(jì)算可知：每套地源熱泵系統(tǒng)比風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)每年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約25萬元，節(jié)能率40.3；每套地源熱泵系統(tǒng)比復(fù)合系統(tǒng)每年可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約15萬元，節(jié)能率28.3；同時(shí)，地源熱泵系統(tǒng)比風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)每年節(jié)能標(biāo)煤量約100噸；減少co2的排放量270噸；地源熱泵系統(tǒng)比復(fù)合系統(tǒng)每年節(jié)能標(biāo)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(fēng)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(fù)合系統(tǒng)初投資高約52萬元，投資回收年限3.58年；最近老有哥們問我地源熱泵系統(tǒng)的估算問題，我在這里簡(jiǎn)單的寫一寫，供大家參考下吧。地源熱泵系統(tǒng)的估算要根據(jù)熱負(fù)荷和冷負(fù)荷峰值，基本一延米出熱量能達(dá)到40-50w，夏季出冷量的差異較大，我見過