廊坊某别墅地源热泵空调工程投标文件Word文档格式.docx
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《通风与空调工程施工及验收规范》GBJ243－82
《制冷设备安装工程施工及验收规范》GBJ66－84
《空气调节系统经济运行》GB/T17981-2000
《地源热泵系统工程技术规范》GB/T50366-2005
1.2供热设计参数
夏季空调室外计算干球温度33.2℃
夏季空调室外计算湿球温度20.4℃
冬季空调室外计算干球温度-13℃
冬季空调室外最低日平均温度-15.8℃
冬季室外平均风速0.5m/s
冬季室外主导风向NW
冬季最大冻土深度79cm
1.3工程概况
本工程位于廊坊市，为豪华型、绿色环保生态别墅，其中样板间为36456.39平方米，其中地上7879.79平方米，地下192.60平方米。
主要功能是住宅、休闲与一体的综合性高档别墅。
廊坊隶属于北温带大陆性季风气候，其气候特征为：
冬季寒冷干燥，夏季湿热多雨，四季冷暖比较分明，冬夏两季长，春秋季短，年平均气温在11.4-12.9度，水平面上年太阳能总辐射量达4876MJ/㎡，年日照时数在2470.9-2912.9h。
从地质角度，廊坊平原区第四系地层埋深在400米左右，地层岩性都以黏土、粉质黏土、淤泥黏土为主，恒温层土壤温度在14-15度左右，无论土质和温度都非常适合建设土壤源热泵系统。
根据贵方提供图纸和设计数据，负荷值为：
冬季热负荷：
95KW
夏季冷负荷：
99KW
根据以上要求，具体结合我公司的产品型号及特点，本着节约、高效的原则，选用我公司生产的XX牌地源热泵机组SM-50WD一台。
1.4地源侧负荷计算：
1）室外土壤设计参数（地埋设计）：
Ta=--地下平均温度，廊坊地区约为13.5℃
Tmax--地埋管出水设计最高温度20℃，运行温度35℃
Tmin--地埋管出水（热泵进水）设计最低温度7℃，运行温度9℃
2）热泵机组工况设计参数：
夏季空调供、回水温度7℃～12℃，地源水供水温度25℃，冬季空调供、回水温度为45℃～40℃，地源水供水温度9℃。
3）全年吸、散热量分析：
Q1＇=Q1+N1
Q2＇=Q2-N2
Q1＇--夏季向土壤排放的热量,kw
Q1--夏季设计总冷负荷，kw
Q2＇--冬季从土壤吸收的热量，kw
Q2--冬季设计总热负荷，kw
N1--制冷时输入功率，kw
N2--制热时机组输入功率，kw
Q1＇=51+9=60kw
Q2＇=46-11=35kw
本系统夏季运行时，控制地下换热器系统的水温差为4℃；
冬季运行时，水温差为3℃。
1.5地下换热系统设计:
地下换热垂直埋管计算书
基本参数：
空调负荷Qt=51kw供暖负荷Qh=35kw
供暖最大吸热量：
运行90天，每天10小时，负荷系数0.633600kw
空调最大排热量：
运行120天，每天10小时，负荷系数0.832400kw
地下埋管布置：
采用双U型管道，水管并联连接，有利降低管道热阻，现场施工方便。
管道尺寸参数：
外径Dw=26.67内径Dn=21.28SOR11
壁厚δ=2.42
1.6地下换热垂直埋管计算书
地源热泵地下换热垂直埋管计算书
基本参数
Qh
供暖负荷（KW）
35
Qc
空调负荷（KW）
51
供暖最大吸热量（KW）
33600
空调最大排热量（KW）
32400
地下埋管布置
采用双U型管道，小管并联连接。
有利于降低管道热阻，现场施工方便
管道尺寸参数
Do
外径（mm）
21.67
3/4〃
（i）
Di
内径（mm）
20.8
SDR
11
δ
壁厚（mm）
2.42
当地土壤表观热物性
k
导热系数（W/mK）
1.275
ρ
比重（kg/m3）
2000
Cp
比热容（KJ/kg/K）
2.9
各层土质的物性参数如下
土质
热导率
密度
kg/m3
比热容KJ/kg/K
粉质粘土
0.91
1800
粘土
1.11
2250
淤泥
1.67
-
中砂
1.34
沙砾
2.303
粗砂
3.135
根据上表3可知，本工程所在地岩层分布较为简单，土壤中有粉质粘土、粘土、粉砂。
并有多层分布。
粉质粘土、淤泥、沙砾和粘土的4种物性参数能从资料中查出，并且这4种土质在所有的岩层分布中的总厚度最大，故本工程现只对4种土质热导率进行加权处理，再考虑对含水层影响的修正，加权处理后土壤导热率为
K
导热率（W/m/K）
用加权处理后的土壤热导率代替等效岩层的热导率，用粘土的密度和比热容代替等效岩层的密度和比热容（各种土质的特性参数见表2）。
等效原因是：
1）考虑到粘土、淤泥、粉质粘土层的厚度比较大，分布比较均匀；
2）粘土、淤泥的密度比其它大，更具有代表性；
3）考虑到其它岩层的热导率都比较大，但其厚度又比较小，所以取值比粘土要大；
4）由于地下2M以下为多层含水层、影响土壤的热导率，加权以后的值大，可以考虑为对热导率的修正。
等效岩土的物性参数：
热导率为1.84W/（m.K），密度为2250kg/m3,比热容为14.654kj/（kg.k）.
埋管间距计算
根据上述土壤表观热物性，当地的土壤热扩散距离为
X=√k.t/ρCp
其中取时间t为120天及空调时间
x
1.51
2x
最小埋管孔间距为
3.02
实际设计中取间距为4米
回填物热物性
回填材料
KgW/（m.k）
细砂和饱和粘土
2.4
膨润土-砂浆
2.91
重砂浆
3.33
本区域岩层为粉质粘土、粘土、粉砂、淤泥、沙砾石，湿度以湿、饱和为主，回填物选用膨胀水泥+粘土，属于重饱和潮湿性土壤。
等效岩土综合导热系数待施工前做出实验井，并根据测试的实验数据进行计算调整后确定。
再根据实际的导热系数调整地源系统的布置。
地下土壤温度
Tm
当地土壤平均温度（C）
13.5
59
（F）
Th
土壤最高温度
T1
土壤最低温度
由于采用垂直埋管方式，地表温摆带来的地下温度波动可忽略不计。
机组运行要求
对于地源热泵机组，允许的地下环路进入机组的水温在25℃～5℃这里取值如下：
Tmax
换热流体最高温度（C）
38
100.4
Tmin
换热流体最低温度（C）
7
45.5
土壤-管道环路温差
Thd
冬季供暖（Tm-Tmin）
Tcd
夏季空调（Tax-Tm）
23
73.4
管道热阻计算
对于垂直双埋管，管道的当量热阻为
RPE=1/2πk·
LN｛DOE/DOE-（DO-DI）｝
式中参数意义如下：
DO
管道外径（mm）
26.67
1.05
in
管道内径（mm）
21.8
0.86
k
管道导热系数（W/mk）
0.4
0.231
（BtuHr/ftF）
Ln
自然对数（e）
Doe
当量直径
53.34
2.1
In
N
单井内管数
4
Rpe
当量热阻（mk/W）
0.38
0.066
（ftF/BtuHr）
土壤热阻计算
根据线形热源方法得到的结果是假设热泵是持续运行的。
得到的结果相当于在持续运行1500小时后导致地下温升很高的不利情况下的热阻。
实际运行的情况要由于下面的结果。
实际计算的过程冗长而复杂，根据国际地缘热泵协会提供的结果表格查得本案对应的土壤热阻。
Rs
密实饱和土壤热阻（单U）
0.6128
1.06
Rs
密实饱和土壤热阻（双U）
0.4334
0.750
HDPE管道热阻（单U）
0.0555
0.096
HDPE管道热阻（双U）
0.0387
0.067
供暖运行系数
0.8
空调运行系数
0.6
Fh
Fc
埋管长度计算
LH=Q1/K1
60000/21=2857米
LM=Q2/K2
24000/10=2400米
其中参数意义如下
Lh
每瓦冬季供暖负荷所需要的管长（m）
0.064
Lc
每瓦夏季供暖负荷所需要的管长（m）
0.0658
COPh
机组供暖时的效率系数
5.2
COPc
机组空调时的效率系数
4.5
夏季最高地下出水温度
冬季最低地下出水温度
7.5
冬季负荷系数
夏季负荷系数
本案计算冬季负荷井深
700
本案计算夏季负荷井深
以最大夏季负荷计算井深
需要管长
2800
系统布置
采用6个垂直孔
6
H
孔有效深度（m）
120
实际管长
2880
流量校样
MH=3600·
QH/4178·
△T
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