地源熱泵供暖方案

1、某中學地源熱泵技術(shù)供暖方案1第一部分地源熱泵項目設(shè)計一、項目概況及設(shè)計依據(jù)該總建筑面積約22916平方米，節(jié)能建筑，其中教學樓分別為 2872肘和2761 m2 各一棟，綜合教學樓3916肘，專業(yè)教室2545 m2，學生公寓兩棟計8722肘，餐廳2100 m2，其中學生餐廳暫不考慮供暖，機組選用 KLSH-160叫臺，按照供熱需求調(diào)劑使用以 便節(jié)能；地源側(cè)循環(huán)泵和用戶端循環(huán)泵分別按照機組配置；水泵的啟用模式與機組啟 用模式相同，可降低運行費用。地源熱泵水源水系統(tǒng)來自室外地下埋管系統(tǒng)，其水系 統(tǒng)在閉式PE管路中循環(huán)，無須自地下提取地下水。設(shè)計依據(jù)1、甲方提出的設(shè)計任務(wù)及相關(guān)專業(yè)提供的條件圖；2、

2、采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-20033、地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范（GB50366-20054、民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范JGJ16-20085、民用建筑電氣設(shè)計手冊6、智能建筑設(shè)計規(guī)范GB/T50314-20007、智能建筑弱電工程設(shè)計施工圖集 GBBT-4718、 建筑電氣工程施工質(zhì)量及驗收規(guī)范GB50303-20029、建筑電氣通用圖集92DQ110、暖通專業(yè)要求及暖通專業(yè)條件圖二、方案考慮原則1、在條件允許的情況下，滿足建筑物冬季采暖要求；2、在保證安全可靠的情況下，盡量節(jié)省投資費用；3、在滿足使用效果的情況下，盡量節(jié)約運行費用；4、盡量滿足小區(qū)不同建筑物供暖效果一致，室外管網(wǎng)

3、建議采用同程式連接方式；5、對周邊的環(huán)境不造成污染和破壞及地質(zhì)改變。三、方案設(shè)計參數(shù)冬季供暖區(qū)域熱水供回水溫度根據(jù)我們過去工程實際運行經(jīng)驗，正常供暖供回水溫度達到35/28 C即可滿足室內(nèi)18C以上要求，實際系統(tǒng)供暖熱水溫度最高可達到45/40 C ,完全滿足冬季惡劣氣候供暖需求。四、方案設(shè)計說明1、充分考慮建筑物的使用特點，合理配置冷熱量。2、根據(jù)建筑物的建筑特點，住宅樓采用地板采暖。3、取暖熱源由地源熱泵機組提供，其特點如下：標準設(shè)計 按照國際標準，結(jié)合中國實際國情設(shè)計，切實滿足用戶要求；部件優(yōu)良 進口壓縮機及制冷部件，配合進口控制器，保證機組品質(zhì)優(yōu)良；性能卓越 計算機輔助優(yōu)化設(shè)計，機組在

4、任何工況下均處丁最佳運行狀態(tài)；熱泵技術(shù) 可提供7-52 C系統(tǒng)冷熱水；節(jié)水性能地源側(cè)進水溫差可達5C,較同行業(yè)產(chǎn)品節(jié)水20-30%;水源技術(shù)可廣泛采用各類地溫條件；操作簡便 全電腦控制，并有備用手動操作系統(tǒng)，不需專人值守；安全可靠 采用電腦控制和多重保護，整機運行安全可靠。機組壽命長 壓縮機工作壽命達到50000小時。4、合理利用地下水溫度，采用地埋管方式， 實現(xiàn)地埋管系統(tǒng)的長期安全使用，對系統(tǒng)無損害，安全，穩(wěn)定。地埋管水平連接管部分最淺處離地平面1.5米，最深處一般2米，所以地埋管區(qū)域地上不受地面綠化或路面硬化影響五、負荷分析與設(shè)備選型根據(jù)甲方提供圖紙，各樓宇暖通設(shè)計參數(shù)如下）丁與建筑類型設(shè)

5、計熱負荷kw1教學辦公樓一1762教學辦公樓二1763教學辦公綜合樓1764學生宿舍樓2605專業(yè)教室樓1166合 計904據(jù)此，根據(jù)相關(guān)設(shè)計規(guī)范和地源熱泵技術(shù)、使用特性，供暖時地源側(cè)進出水溫度按照50C工況設(shè)計，其機組選型及機組參數(shù)如下:萬案機組型號地源工況數(shù)量制熱量電功率地源熱泵機組參數(shù)如下:負荷/功率單位：KW上海塑霖KLSH-160D5-0 C1臺494.7128上海塑霖 KLSH-160D 5-0 C 1 臺 494.7128注：地源側(cè)進出水溫度5/0 C,用戶側(cè)進出水溫度40/45 C時機組效能。機房主要設(shè)備參數(shù)表名稱技術(shù)參數(shù)單位數(shù)量地源熱泵機組Qr=494.7, q=128臺2地

6、源側(cè)循環(huán)泵Q=50 H=32 q=7.5臺3用戶側(cè)循環(huán)泉Q=100,H=32,q=15臺3用戶穩(wěn)壓膨脹機組H=32 q=0.37*2臺1地源穩(wěn)壓膨脹機組H=12 q=0.37*2臺1全自動軟水器34=臺1地源側(cè)集水器DN500臺1地源側(cè)分水器DN500臺1用戶側(cè)集水器DN500臺1用戶側(cè)分水器DN500臺1六、系統(tǒng)方案分析1、空調(diào)形式分析以地源熱泵系統(tǒng)作為項目的熱源，相較丁傳統(tǒng)的集中供暖來講初投資少，運行費 用低，可人性化供暖，系統(tǒng)運行過程不產(chǎn)生任何污染，是國家倡導的、節(jié)能環(huán)保的優(yōu) 質(zhì)方案。2、地源熱泵機組冬季運行費用預(yù)測分析（略）備注：冬季：按機組運行120天計算，循環(huán)泵每天運行24小時，機

7、組滿負荷運行 時間為12小時/天，電費按照0.6元計算。按照國家普通教育現(xiàn)行作息方式， 寒假一般四周28天，且該時間一般為冬季最冷 時間，由此測算運行費用為：12.15元/平方米。3、鉆孔數(shù)量及造價說明根據(jù)工程經(jīng)驗及高宵地質(zhì)狀況分析，在滿足使用空間的前提下，此工程地埋管初 步設(shè)計孔間距均為5m共鉆孔340眼，為機組提供換熱源。PE管材管件選用河北明珠公司 PE100級1.6Mpa產(chǎn)品。鉆孔由多年專業(yè)鉆孔經(jīng)驗的 鉆孔隊伍專業(yè)施工。4、水質(zhì)處理冷卻水采用地下環(huán)路式，所有水均經(jīng)過全自動軟水器軟化處理，無水量、水質(zhì)和 因使用地源熱泵引起的低質(zhì)改變擔憂。地源側(cè)、用戶側(cè)水系統(tǒng)進機組時一律加裝過濾 器，防止

8、污物進入機組；地源側(cè)、用戶側(cè)一律安裝集、分水器，集分水器安裝放氣閥、 壓力表，保證系統(tǒng)排氣和壓力監(jiān)測。5、關(guān)丁初投資分析歹0表地埋管系統(tǒng)投資組成（略）機房系統(tǒng)投資組成（略）設(shè)備用電纜一律采用國標銅芯電纜，機房管材選用國標熱鍍鋅管，管件采用國標 管件。保溫采用橡塑保溫。地源熱泵系統(tǒng)投資總列表（略）注：該造價中不包括1、機房自來水引入；2、機房主電源引入；3、機房建筑物的構(gòu)建；4、機房基礎(chǔ)的預(yù)制；5、工程配合費等其它費用。15第二部分、太陽能熱水部分、太陽能方案設(shè)計1.基本條件及用戶要求1.1基本情況及要求學校熱水系統(tǒng)將采用太陽能與熱泵結(jié)合的方式提供熱水，當太陽不能滿足熱水供 應(yīng)或冬季氣候寒冷太陽

9、能不足時將由熱泵補充供熱水或完全由熱泵供應(yīng)熱水。系統(tǒng)主要為教學樓、宿舍、專業(yè)教室提供熱水，所以系統(tǒng)需考慮備用設(shè)備。單棟宿舍樓共有宿舍104間，每個宿舍住8人，為學生衛(wèi)生用水，則該系統(tǒng)每天 的用水量為20.8T。集熱器和熱水箱均放置在樓頂，為各學生提供45C熱水。1.2地理位置和氣象條件該地區(qū)位丁北緯37.22度，東經(jīng)118.02度附近。根據(jù)美國國家宇航局提供的氣象資料，該地區(qū)的十年來的平均氣象條件為：水平面上日平均輻射量(kWh/rn/d )一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月月十二月2.863.694.705.755.845.545.004.734.493.522.892.50地區(qū)每月平

10、均溫度(C)一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月月十二月-0.21.56.213.318.822.824.624.321.716.68.82.62.方案設(shè)計2.1設(shè)計方案主要考慮的幾個問題方案設(shè)計應(yīng)充分考慮用戶的下列問題，科學設(shè)計熱水系統(tǒng)，使其達到合理、可靠、先進1) 根據(jù)用戶要求，采用太陽能集熱器和輔助能源結(jié)合為宿舍樓提供生活熱水。2) 系統(tǒng)處在山東地區(qū)，冬季存在結(jié)冰問題，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)充分考慮太陽能及管路的 冬季防凍I可題。3) 系統(tǒng)設(shè)計可實現(xiàn)優(yōu)先利用太陽能加熱；當太陽能不足時，再利用輔助能源補充 熱能，以達到節(jié)能降耗的目的。4) 系統(tǒng)設(shè)計充分考慮了可靠、耐用、方便管理等問題。5) 在保證

11、工程質(zhì)量和使用效果的前提下，最大可能降低工程造價。2.2本方案設(shè)計依據(jù)參考以下國家相關(guān)標準：1) GB50364-2005 «民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)規(guī)范2) GB/T17049-1997全玻璃真空太陽集熱管3) GB/T17581-1998真空管太陽集熱器4) GB/T18713-2002太陽熱水系統(tǒng)設(shè)計、安裝及工程驗收技術(shù)規(guī)范5) GB/T18708-2002家用太陽熱水系統(tǒng)熱性能試驗方法6) NY/T343-1998 «家用太陽熱水器技術(shù)條件7) GBJ17-88鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范8) GBJ10-89鋼筋碌設(shè)計規(guī)范9) GBJ9-87建筑載荷規(guī)范10) GB500

12、15-2003建筑給排水設(shè)計規(guī)范11) GBJ9O86工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范12) GBJ24A82采暖與衛(wèi)生工程施工及驗收規(guī)范13) JGJ/T16 92民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范14) GBJ13"90自動供熱儀表安裝工程質(zhì)量檢驗評定標準15) 建筑給排水工程規(guī)范(暖通空調(diào)規(guī)范)16) GB5005產(chǎn)94建筑物防$設(shè)計規(guī)范17) JGJ11A98建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程2.3系統(tǒng)基本設(shè)計1) 選用抗凍性強、熱效率高、經(jīng)濟實惠的全玻璃真空管集熱器。在零下25C的條件下，仍可產(chǎn)生洗浴熱水。2）太陽能集熱器分別鋪放在樓頂屋面。3）太陽能集熱器的補水管直接由供水管網(wǎng)提供.4）每個熱水回水

13、管路安裝循環(huán)泵，當熱水主管道溫度低丁設(shè)定溫度時，啟動循環(huán)5）冬季管路防凍采用防凍循環(huán)，防止管路結(jié)冰凍壞。6）采用北京公司生產(chǎn)的PLC控制器，實現(xiàn)熱水系統(tǒng)的全自動化、智能化，確?？?制系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)自動化運行，并具有可以根據(jù)用戶的實際需要，任意修改控制 程序，使系統(tǒng)實現(xiàn)真正意義上的全自動控制和智能化管理。2.4太陽能部分的設(shè)計2.4.1集熱器產(chǎn)品主要技術(shù)數(shù)據(jù)：產(chǎn)品型號W-50/47-1500集熱器件真空集熱管*47x 1500mm數(shù)量50支集熱面積6.25 m2內(nèi)膽材料0.6mm不銹鋼外殼材料0.5mm鍍鋁鋅板保溫材料聚氨酯密封材料硅橡膠密封圈外形尺寸2000mmx 3100mmX 140m

14、m重量70 kg2.4.2太陽能集熱器面積確定：根據(jù)屋頂結(jié)構(gòu)和安裝位置，集熱器采用W-50/47-1500規(guī)格。安裝角度為30-50度, 此處按45度角計算.Ac=QwCw(tend-ti)fJT T cd(1-門 L)太陽能集熱器45度角平面上日平均輻射量（kWh/rn/d ）一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月1月十二月1.662. 463.624. 85.134. 964.464.093.632.541. 721.37由國標可知，集熱器的總面積可據(jù)用戶的每日用水量和用水水溫確定，公式如下:根據(jù)計算，設(shè)計安裝W-1500/50型太陽能集熱器60塊，每塊集熱器集熱面積為6.25 平米，總

15、集熱面積為平米.兩棟樓共需初投資萬元（不含室內(nèi)系統(tǒng)投資）。2.4.3水箱水箱采用304/2B進口不銹鋼內(nèi)膽水箱，外敷大丁 50mm的聚氨脂發(fā)泡保溫，并做 鍍鋁鋅板外殼。為方便觀測儲熱水箱中水位及避免水箱從上端人孔溢水。2.4.4、控制系統(tǒng)利用獨立設(shè)計的PLC智能控制柜，對熱水系統(tǒng)進行自動化控制，實現(xiàn)各種功能， 達到自動控制的要求。2.4.5、輔助能源采用熱泵作為輔助能源，在太陽能不能夠滿足用戶要求時自動啟動輔助能源。2.4.6、供水系統(tǒng)太陽能系統(tǒng)作為一次熱源，給水箱內(nèi)的水加熱，如果太陽能提供的水溫足夠，貝U 不啟動熱泵，直接給用戶端供水；如果太陽能提供的水溫不能夠滿足熱水溫度要求， 則啟動熱泵

16、，把水箱內(nèi)水加熱后再供應(yīng)給用水端。加裝回水系統(tǒng)，保證每個水龍頭“一 開就有熱水”。2.4.7系統(tǒng)運行原理（附運行原理圖）2.4.8控制系統(tǒng)的功能（1、水溫水位顯示：集熱器頂部溫度處顯示集熱器頂部溫度 T1,集熱器底部溫 度處顯示集熱水箱溫度T3,水箱溫度處顯示包溫水箱溫度 T4,按向下鍵一次集熱器頂 部溫度處顯示溫度T6,集熱器底部溫度處顯示集熱器底部溫度 T2,水箱溫度處顯示用 戶管路溫度T5,時鐘處顯示實時時鐘，定時時間處顯示定時加熱時間和定時上水時間， 狀態(tài)顯示區(qū)顯示各種外接負載的運行狀態(tài)。（2、溫差循環(huán)：當集熱器頂部溫度與集熱水箱溫度之差 T1-T3>7C （可調(diào)）時， 水泵P1

17、打開，進行循環(huán)，當T1-T3<3C （可調(diào)）時，水泵P1關(guān)閉，停止循環(huán)。（3、定溫進水：當包溫水箱溫度T4大丁定溫進水溫度1且水位小丁 6格時，電 磁閥E1打開，定溫補水；到包溫水箱溫度 T4小丁等丁此設(shè)定溫度-2或水位達到6格 時，電磁閥E1關(guān)閉，停止上水。(4、集熱水箱向包溫水箱定溫進水：當集熱水箱溫度T3大丁定溫進水溫度2且水位小丁 6格時，且電磁閥E1不啟動，啟動泵P3;到T3小丁等丁此設(shè)定溫度-2或 水位達到6格或電磁閥E1啟動時，停止泵P3。(5、手動上水：電磁閥E1不啟動時，手動上水到設(shè)定的水位自動停止。(6、定時上水：電磁閥E1不啟動時，自動在設(shè)定的時間上水到設(shè)定的水位，

18、并 自動停止。(7、自動上水：通過自動上水鍵啟動循環(huán)上水功能，當包溫水箱水位低丁設(shè)定 下限水位時且電磁閥E1不啟動時，啟動泵P3上水到設(shè)定上限水位值或電磁閥 E1啟動 時,關(guān)閉泵P3停止上水。(8、包溫水箱手動加熱：手動啟動輔助加熱，把包溫水箱內(nèi)的水加熱到電加熱 設(shè)定溫度1后停止加熱。(9、包溫水箱定時加熱：可任意設(shè)定輔助加熱定時啟動時間(建議設(shè)定在下午3時至5時之間)。當包溫水箱溫度T4在設(shè)定時間前達到電加熱設(shè)定溫度 1時，輔助 加熱自動取消；而當包溫水箱溫度在設(shè)定時間前未達到此設(shè)定溫度時，輔助加熱自動 啟動，直到包溫水箱溫度T4大丁設(shè)定值+2時停止加熱。真正做到光電互補，既節(jié)電 乂保證全天

19、候使用。(10、包溫水箱自動加熱：可用輔助加熱反復循環(huán)加熱，使包溫水箱溫度包定在 電加熱設(shè)定溫度1附近。當包溫水箱溫度T4低丁此設(shè)定溫度時，自動啟動輔助加熱， 到包溫水箱溫度高丁此設(shè)定溫度+2后停止。(11、防凍電熱帶：當溫度T6小丁防凍設(shè)定溫度時，防凍電熱帶啟動；當溫度 T6大丁此設(shè)定溫度+3C后防凍循環(huán)停止。(12、自動管路循環(huán)：若管路溫度T5低丁設(shè)定溫度，且包溫水箱溫度T4高丁此 設(shè)定值+5C，啟動管路循環(huán)泵P2,當T5高丁此設(shè)定溫度+3C或T4低丁此設(shè)定溫度 +3C，停止 P2。(13、防凍循環(huán)功能：當集熱器底部溫度T2小丁設(shè)定溫度時，水泵P1啟動，進 行循環(huán)防凍；當集熱器底部溫度T2

20、大丁此設(shè)定溫度+3C,延時2分鐘后防凍循環(huán)停止。(14、高溫度保護：當集熱器頂部溫度T1小丁設(shè)定溫度時，P1不啟動(按泵循環(huán) 按鍵可啟動P1, 5分鐘后停)；當T1小丁此設(shè)定溫度時，恢復啟動 P1。(15、低水位保護：當水位為0格時，H2、P2不啟動。(16、停電保持：停電時，控制器內(nèi)置電池可以維持系統(tǒng)時鐘繼續(xù)運行，可以連續(xù)運行1年以上，系統(tǒng)運行參數(shù)可以永久保存。（17、故障報警：將可能發(fā)生的故障顯示在屏幕上，便丁故障確認及維修。（18、寬電壓工作：可以承受較寬的電壓波動，耐高壓、耐低壓幅度較大。（19、安全防護：設(shè)有短路、過流、漏電、過溫斷電四種安全防護功能。3、建筑需提供條件1）太陽能基礎(chǔ)

21、需要設(shè)置在承重梁上，因此須提供承重梁的位置，集熱器部分承重要求為75kgf/m2；2）提供足夠的太陽能集熱器的安裝面積；3）需要提供壓力大于0.2Mpa的水源；4）控制部分需要提供功率大丁 20KWW勺電源，提供足夠功能的輔助能源；5）提供控制柜的放置位置。二、經(jīng)濟性能分析集中供水時燃煤、電和太陽熱水系統(tǒng)對比（以宿舍樓太陽能熱水系統(tǒng)為例）1、年費用分析表燃煤電鍋爐太陽能/熱泵燃料熱值KJ/公斤（M3）300003600熱效率40%90%45% 200%日供水量（噸）161616日能源消耗量（公斤、M3）222.9825.7165.1能源價格1.511設(shè)備總投資（萬元）201532設(shè)備使用壽命（

22、年）5615年能源消耗費用（萬元）12.230.16.0年設(shè)備折舊費用（萬元）42.52.1年人工費用（萬元）320.5年運輸費用（萬元）1.600年設(shè)備運行費用（萬元）0.30.160.16年維修費用（萬元）0.320.160.08年費用合計（不含設(shè)備折舊）17.432.56.8年費用合計（含設(shè)備折舊）21.435.08.92、經(jīng)濟分析對比圖3、回收年限(Ne)般三年左右回收太陽能系統(tǒng)成本以上數(shù)據(jù)均為理論值， 部分參考于民用建筑太陽能熱水系統(tǒng)工程技術(shù)手冊(由國家發(fā)改委、建設(shè)部組織編寫)，僅供參考.三、售后服務(wù)保證北京公司近年來在全國完成了多個個大面積真空集熱管太陽能熱水工程項目，以 優(yōu)良的工程質(zhì)量、良好的產(chǎn)品性能、及時的售后服務(wù)贏得了用戶的一致好評，公司擁 有強大的設(shè)計、施工力量，并一直堅持不外包工程，自己施工，確保