地源热泵设计方案Word下载.docx
《地源热泵设计方案Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地源热泵设计方案Word下载.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
4.国际项目-19-
绿色节能简介
Sequence
在21世纪的今天，绿色建筑的出现标志着传统的建筑设计摆脱了仅仅对建筑的美学、空间利用、形式结构、色彩结构等方面的考虑，逐渐地走向从生态的角度来看待建筑，这意味着建筑不仅被作为非生命元素来看待，而更被视为生态循环系统的有机组成部分，而绿色建筑的定义：
即是在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材）、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑，这同时也是绿色建筑的评价标准。
绿色建筑在国内顺应时代发展的潮流和社会民生的需求，是建筑节能的进一步拓展和优化。
绿色建筑在中国的兴起，是我国建立创新型国家的必然组成部分，同时也说明了要符合绿色建筑，必需同时具备节能、保护环境、满足人们使用上的要求，而这个节能是广义上的，包含了上面所提到的“四节”，主要是强调减少各种资源的浪费；
保护环境强调的是减少环境污染，减少二氧化碳排放；
满足人们使用上的要求是要为人们提供“健康”、“适用”和“高效”的使用空间。
新能源又称非常规能源。
是指传统能源之外的各种能源形式。
指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能（图1）、地热能（图2）、风能（图3）、海洋能（图4）、生物质能（图5）、核聚变能（图
图1图2图3
图4图5图6
新能源包括各种可再生能源和核能。
相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和资源（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。
同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义，在人类开发利用能源的历史长河中，以石油、天燃气和煤炭等化石能源为主的时期，仅是一个不太长的阶段，它们终将走向枯竭，而被新能源所取代。
人类必须未雨绸缪，寻求新的替代能源。
研究和实践表明，地热能具有资源丰富，分布广泛，可以再生，不污染环境等优点，是国际公认的理想绿色能源
传统的空调系统不论是水冷还是风冷，由于它的换热器必须置于暴露的空气中，因此会对环境造型造成一定的影响；
且风冷换热器与水冷换热器的换热环境均为大气，故不可避免地受到环境条件变化的影响，不仅对臭氧层造成严重的破坏，还由于夏季将废热排入大气，冬季吸收大气中的热量而使大气、住宅周围的环境反差更大；
而地源热泵把换热器埋于地下，故不会对其造型产生影响，而地源热泵换热器是和大地换热，换热对象是5m以下的地层，可以利用大地的蓄热能力，把夏季多余的排入大地的热能在冬季取用，把冬季多余的冷能在夏季取用，以达到冬夏两季室内的供暖与供冷。
同时该装置的运行几乎没有排放物和废弃物，所以不仅对大气没有影响，还能使大地不至于过冷和过热，其初始温度大约等于年平均温度，基本不受外界环境的影响。
平均来说可以节约用户30-40%的供热制冷空调的运行费用。
传统的VRV空调系统因是冷媒直接蒸发，室内环境同家用分体机无异，温差大、送风不均匀，舒适度较差，常时间在空调房里会造成人的严重不适感，而地源热泵空调系统是水系统，水是最稳定、热容最大的介质，且水系统固有的大风量、低温差带来自然舒适的室内环境是VRV空调无法比拟的。
因此从节能环保及舒适的目的出发，我公司建议贵别墅工程项目考虑地埋管地源热泵中央空调系统，该空调方式不会向周围空气排放废热、不会产生噪音、不会危害花草树木，没有诸如冷却塔、空调室外机等设备，更能体现现代空调与自然景色的协调一致
工程简介及方案概况
Projectprofileandgeneralscheme
1.1地源热泵三联供系统
1.工程概述
本工程位于苏州相城区，项目名称为苏州相城三江尊园别墅地源热泵三联供系统工程，建筑物层高为地上3层、地下1层，采用地源热泵三联供系统提供空调冷暖及全屋中央生活热水，其中空调使用面积约225㎡，地采暖使用面积约300㎡。
2.设计依据
1、《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
2、《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2005）
3、《实用供热空调设计手册》
4、简明空调设计手册
5、全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·
动力
6、《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005
7、《地源热泵工程技术指南》
8、《水源热泵设计图集》
9.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
10.平板型太阳能集热器GB/T6424—200711.家用太阳能热水器技术条件GB/T19141—2003
12、业主提出的要求、图纸及资料
3.室内外设计参数
1.室外设计参数
夏天室外设计值
冬天室外设计值
干球温度℃
湿球温度℃
相对湿度%
34
28.2
-4
75
依据：
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）第3章第2节室外空气计算参数
《实用供热空调设计手册》第3章室外空气参数
《简明空调设计手册》第1章第5节第1点室外空气的空调设计参数
《全国民用建筑工程设计技术措施/暖通空调·
动力》第1章第3节室内空气设计参数
2.室内设计参数
房间类型
冬天室内设计值
夏天室内设计值
客厅
20
55
26
65
餐厅
卧室
卫生间
18
50
书房
依据：
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）第3章第1节室内空气计算参数室外第2节
《简明空调设计手册》第1章第5节第2点室内空气的空调设计参数
动力》第1章第2节室内空气设计参数
4.地源热泵设计方案
1.主机设备配置
综合考虑了客户的需要与舒适节能的要求以及别墅的实际情况，绿健屋提出如下方案：
本项目面积大，占地范围广，投资回收期短，极其适合选用地源热泵系统。
地源热泵系统一机三用，可充分利用该资源采用节能环保的水源热泵机组，通过内部四通阀自动切换制热和制冷工况,可以用同一台主机实现夏季制冷和冬季采暖，并在夏季回收余热免费制取生活热水，节省初投资和运行费用。
考虑经济性以及别墅的功能特点，主机按照0.65的同时使用系数配置（则以上别墅需制冷量约为27.5KW）。
故别墅主机配置为一台HRHNDHW0091克莱蒙特地源热泵全热回收主机，总制冷量为28.6Kw，总制热量为30.9Kw，该配置满足夏季制冷需求，冬季采暖需求（风机盘管或地板采暖，总热负荷都不需要增加主机系统，热源全部由此主机提供），以及全年生活热水。
根据房间数量和面积，选择特灵风机盘管共14台（详见符合配置表）。
《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）第6章第2节负荷计算
《实用供热空调设计手册》第20章空调负荷计算
《简明空调设计手册》第2章负荷计算与送风量确定
动力》第5章第2节空调负荷计算
2.风机盘管
风机盘管是中央空调理想的末端产品，风机盘管广泛应用于高端住宅、宾馆、办公楼、商住、科研机构等。
风机将室内空气或室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送入室内，使室内气温降低或升高，以满足人们的舒适性要求。
为满足不同场合的设计选用，风机盘管种类有：
卧式暗装风机盘管、卧式明装风机盘管、立式暗装风机盘管、立式明装风机盘管、卡式二出风风机盘管、卡式四面出风风机盘管及壁挂式风机盘管等多种。
风机盘管机组主要由低噪声电机、盘管等组成。
盘管内的冷（热）媒水由机房集中供给。
风机盘管的优点：
1、最常规的空调末端
2、性价比高
3、供热制冷一体化
3.全屋热水循环系统
对于追求舒适度的系统，要求室内龙头一开就能在几秒钟内提供热水，在系统中必须加入中央热水循环系统，即室内热水要加回水，设计了专用的热水回水控制器，在需使用热水时，可一键启动回（或定时启动）水泵，将管路内的已冷却的水置换成热水，确保末端龙头一开就能提供热水。
4.地板采暖
本项目地采暖面积约为300平方米，冬季采用地板采暖方式，需要在该区域安装采暖地板，由于地板采暖的总热量由建筑的热负荷决定，所以地板采暖系统不影响主机配置以及地埋管配置，只需要铺设盘管就可以（详见符合配置表）。
1.2全热新风系统
1.系统简介
全热交换新风系统是基于双向流新风系统的基础上改进的一种具有热回收功能的送排风系统。
它的工作原理和双向流相同，不同的是送风和排风由一台主机完成，而且主机内部加了一个热交换模块，可快速吸热和放热，保证了与空气之间充分的热交换。
排出室外的空气和送进室内的新风在这个全热交换装置里进行换热，从而达到回收冷量、热量的目的，节约了空调能源，在改善室内空气品质的基础上，尽量减少对室内温度的影响。
2.施工流程
施工准备→材料、设备及部件检验→现场放样→风管安装→新风设备进场→设备验收→设备安装→单机试运行→各类接口镶接→系统调试→验收
地埋管换热系统设计说明及打井数量确定
Buriedtubeheatpumpsystemdesignspecificationsanddeterminethenumber
地埋管的设计和施工是本工程中最重要的部分，合理地确定埋管型式，并选取适当的地埋管单位长度取热量和排热量是设计的关键。
因项目可提供地埋管面积用地有限，且出于投资和运行经济性考虑，采用垂直地埋管系统。
埋管铺设量按满足夏季机组制冷换热量需求计算。
常规的土壤换热器有垂直埋管型和水平埋管型两种。
垂直埋管型土壤换热器占地面积少，深度方向有调剂性，愈深，受大气影响而引起的波动愈小，但造价高于水平埋管，施工难度较大。
此工程初步设计为单U型埋管。
钻孔深度80米，间距4米.（具体数据详见计算表）
地下埋管式换热器是地源热泵系统设计的重点。
宜兴地区属于“夏热冬冷”地区，近几年最热月平均气温已达到30°
C，最冷月平均温度气温为4°
C左右。
最冷月与最热月平均相对湿度分别为75%、83%。
高于35°
C的酷热天气长达半个月至一个月，日平均温度低于5°
C天数长达两个月以上。
因此每年传给土壤的冷热量基本相同，能充分发挥土壤蓄能的作用，适合于地源热泵系统。
地源热泵的地下换热器所处的位置是在地壳中的浅层地表土壤中。
土壤的类型、热性能、热传导、密度、湿度等对地源热泵系统的性能影响较大。
根据该项目提供的地质勘测报告，提供该地区的土壤特性、地质结构等特点，计算土壤性质分析单位管长的换热器能力。
具体设计步骤如下：
1）计算地下换热器的最大换热量
冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤中吸收的热量。
根据如下公式计算土壤性换热器的换热量。
kW
（1）
kW
（2）
其中：
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
COP1——设计工况下水源热泵机组的制冷系数
COP2——设计工况下水源热泵机组的供热系数
夏季排热量大于冬季取热量，地埋管计算以冬季向土壤排放的热量Q1’进行计算。
2）竖井埋管管长
竖井埋管管长度取决单位埋管的换热能力，计算公式如下：
L=Q1’×
1000/W
L：
竖井埋管总长，m
Q1’：
换热器最大换热量，kW
W：
单位管长换热量，w/m
单位管长换热量与地质结构成分有密切关系，而且各地质层传热性能各有差异，在建立模型计算方面比较困难，而且也存在一定的误差，故在此项目我们根据以往在该地区的工程经验来计算单位管长的换热量，综合上述方法给出该方案的单位换热量的为36KW（30*1.2），即每延米的排热量暂按苏州地区45W计。
3）确定竖井数目及间距
竖井深度多数采用50~100m，根据工程的地质料现场条件，考虑该项目竖井打100m较为合理。
（如果地下有岩层或其他硬物，则需另外考虑）。
我们下列计算竖井数目：
N=L/（2×
H）
L：
竖井埋管总长，mN：
竖井总数，个H：
竖井深度，m
本工程制冷量为28.6kW，因此按上述方式计算本工程需8口井，埋管孔径约为150mm，下管深度100m（如果地下有岩层或其他硬物，则需另外考虑）。
在现场勘测结果的基础上，考虑现场可用地表面积、当地土壤类型以及钻孔费用，确定热交换器采用垂直竖井布置，单U型埋管。
一般来讲，一旦将换热器埋入地下后，基本不可能进行维修或更换，这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。
常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足，且需要埋入地下的管道的数量较多，应该优先考虑使用价格较低的管材。
所以，土壤源热泵系统中一般采用塑料管材。
目前最常用的是聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）管材，它们可以弯曲或热熔形成更牢固的形状，可以保证使用50年以上。
这里选用聚乙烯（PE）管
由此我们可以计算得到具体地埋管长度如附表（按夏季需向地下排热计算）：
夏季放热量
单位井深排热量
钻井总长度
井深
竖井个数
备注
28.6kw
45W/m
800m
100m
8个
单U管形式
《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-200第四章，地埋管换热系统
《地源热泵工程技术指南》
《水源热泵设计图集》
运行费用分析
Operationcostanalysis
1、计算条件：
1.夏季制冷时间为4个月，冬季采暖时间为4个月；
2.空调每天平均运行时间为10小时；
3.平均电价按0.5元/Kw·
h计算。
4.天然气热值按8000kcal/Nm3计算，锅炉效率按90%计算，则31kW锅炉每小时耗气量为31kW×
861.24Kcal/h÷
8000kcal/Nm3÷
0.9=3.71Nm3。
天然气费用按2.2元/Nm3计算。
5.风机盘管的用电量忽略不计。
2、计算结果
1.夏季制冷时，HRHNDHW0091主机额定输入功率为5.6kW，总输入功率为5.6kW。
则夏季一天用电量为5.6×
10＝56kW·
h；
费用为56×
0.5＝28元。
如每月按30天计算则每月运行费用为28×
30=840元。
如使用同等制冷量的风冷热泵，则输入功率约为28.6kW÷
3.5＝8.17kW。
则夏季一天用电量为8.17×
10＝81.7kW·
费用为81.7×
0.5＝40.85元。
如每月按30天计算则每月运行费用为40.85×
30=1225.5元。
由此可得地源热泵比传统空调节约（1225.5-840）/1225.5=31.5%。
一个月即可节省385.5元。
2.冬季制热时，HRHNDHW0091主机额定输入功率为7.9kW，总输入功率为7.9kW。
则冬季季一天用电量为7.9×
10＝79kW·
费用为79×
0.5＝39.5元。
如每月按30天计算则每月运行费用为39.5×
30=1185元。
如使用同等制热量的锅炉系统，以31kW两用锅炉为例，其每小时耗气量为3.71Nm3。
则夏季一天耗气量为3.71×
10＝37.1Nm3；
费用为37.1×
2.2＝81.62元。
如每月按30天计算则每月运行费用为81.62×
30=2448.6元。
由此可得地源热泵比锅炉系统节约（2448.6-1185）/2448.6=51.6%。
一个月既可节省1263.6元。
3.计算结果汇总表
夏季
冬季
供热方式
地源热泵
传统空调
锅炉
能源种类
电
燃气
是否污染环境
无
有污染
有无危害性
危险
能源单价
0.5元/KWh
2.2元/m3
能源效率
500%
350%
90%
每天耗电/气量
56kW·
h
81.7kW·
79kW·
37.1Nm3
每天运行费用
28元
40.85元
39.5元
81.62元
每月运行费用
840元
1225.5元
1185元
2448.6元
夏/冬季总运行费用
3360元
4902元
4740元
9794.4元
总节能费用（全年）
6596.4元
附件（图纸和工程概算）
Accessories（Thedrawingsandprojectbudget）
产品制作商和系统集成商介绍
Productmakersandsystemintegrationisintroduced
1.意大利克莱门特（CLIMAVENETA）集团简介
克莱门特中央空调成立于1971年,具有30多年的制冷空调产品的生产经验,意大利最大的中央空调的生产厂家，是欧洲乃至世界空调制冷市场上享有盛誉的跨国公司。
CLIMAVENTA公司在意大利、西班牙和中国全资拥有5个生产工厂，占地面积8万平方米。
意大利Bassano：
占地10,000m2；
年产量4,700套机组。
意大利Belluno：
占地8,500m2；
年产量4,350套机组。
意大利Treviso：
占地30,000m2；
年产量20,000套机组。
西班牙Barcelona：
年产量9,600套机组。
中国上海：
厂房面积20,000㎡;
年产5,400套大型机组。
克莱门特是意大利制冷行业中最早取得ISO9001质量认证的企业之一，这表明该企业从科研、设计、生产、销售及售后服务一系列过程均符合目前世界上最先进最严格的质量认证体系。
CLIMAVENETA在全球有5个工厂、3个分公司、70多个办事处，业务遍布全球。
CLIMAVENETA自从1971年成立以来，一直将科研和技术更新放在首位，积极吸收最先进的专业技术，以适应市场的需要，迎接新的挑战。
公司拥有独立的开发研究机构，员工超过120名，主要从事空调制冷系统及产品的环保节能、以及新工艺、新产品的研究开发工作。
在欧洲的空调制冷的权威机构--------欧洲空调制冷协会中近1/6的理事来自克莱门特公司的研究机构。
克莱门特公司在1992年取得ISO9001产品质量证书，1987年时产品已取得ARI590及UNI9018等标准证书。
克莱门特公司作为中央空调领域的富于创新和高效的世界一流的公司，所有产品均满足意大利、德国、西班牙、瑞典、法国和中国等国家的ISPEL，TUV，VDE，SA及SDM等国际标准。
克莱门特公司还是欧洲冷暖协会的主要成员之一，负责制定有关欧洲冷水机组方面的指标。
克莱门特更拥有一所全电脑控制的测试室，是在意大利唯一被政府认可作为第三方测试的设备。
所有的成品在出厂以前都经过严格的测试，模拟真实使用情况，并且做老化试验。
克莱门特公司迅速发展并始终处于同行业领先地位的原因是,技术上不断创新,质量及经营管理精益求精.目前公司生产的产品分十大类,20多个系列,2000多种型号,均处于世界领先地位.。
克莱门特产品遍布世界各地,1998年在意大利的市场份额为28%，整个欧洲的市场份额为15%，为各大公司之冠。
其用户包括意大利的国会大楼、罗马机场、邮政部、国家电力、中央银行、中央医院等大批重要部门；
欧洲其他的国家的政府部门及各大公司都采用CLIMAVENETA公司的风冷机组，包括可口可乐欧洲公司、德国奔驰汽车公司的办公大楼；
中国外交部、中科院、国家司法监管局、西安市政府、常州市政府、中国航天系统等重要国家部门和机关都采用了克莱门特高品质的中央空调设备。
2.克莱门特价值观
舒适性：
为了达到整体舒适性的效果，克莱门特主要在以下三个方面给予了极大的关注。
1、噪音是衡量环境高品质和舒适性的一个重要因素；
二、每一个应用方案都能够满足不同的要求；
三、解决方案对环境所产生的影响及带来的美感。
能源效率：
让我们所有的产品都能够达到最高效率的利用是克莱门特人致力追求的目标。
我们努力做到以下几点：
一、低运行费用；
二、环境影响小；
三、高品质的舒适性。
环境与责任：
克莱门特确保在环境与责任达到和谐的情况下，创造更加有利的空调环境。
质量品质：
克莱门特始终确保以高质量产品出厂，给用户提供高品质的室内环境。
3.国内项目
克莱门特自从20世纪80年代进入中国市场，在各行各业都取得了不菲的成绩。
公司生产的水地源热泵，风冷机，水冷机及末端机组遍布全国各地，新推出的磁悬浮离心机组及多功能热泵也将逐步占据市场。
在北京，天津、上海及整个华南、华中等地区都有运行，如清华大学环境节能楼，采用磁悬浮离心机与冷水机组相结合的方式，空调负荷为2200KW;
北京第一个大型建筑物下埋管的土壤源热泵项目——当代万国城，采用地源热泵机组；
天津大学教学楼及体育馆；
2010年上海世博会意大利馆采用克莱门特“行家”系列风机盘管29台；
位于上海市中心的陆家嘴金融中心采用能量提升机带部分热回收机组；
被列为浙江省十大节能建筑示范项目之一的杭州千岛湖喜来登酒店采用湖水源热泵等等。
涉及的行业也极其的广泛，从办公楼、厂房到酒店、商场再到医院、政府等，被誉为建设部/财政部可再生能源建筑应用示范工程的中国建筑研究院科技园区，顺义朝教培训中心，石家庄机场办公楼，三洋能源电子公司，长春卷烟厂，奥林匹克水上公园及森林公园，中烟金山饭店，九寨沟九龙宾馆，沈阳红星美凯龙商场，北京301医院等各行各业，只
升级会员 