B型别墅地源热泵方案.doc
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恒茂天鹅堡别墅V-B
地能热泵系统设计方案
天津大学热能系热能研究所
北京新地普乐环境科技有限公司
二零零七年十月
工程编号：
CPF2006-038B
工程项目：
江西南昌天鹅堡别墅V-B工程
建筑规模：
1136.2㎡
设计范围：
冬季供暖、夏季制冷、泳池加热和日常提供生活热水
设计：
校对：
审核：
批准：
北京新地普乐环境科技有限公司
天津大学热能系热能研究所
二零零七年一月
一、工程概况
本工程为江西南昌市恒茂天鹅堡别墅V-B工程，建设地点为江西省南昌市城东四路，工程总建筑面积为1136.2m2，共四层，其中地上三层，建筑面积为705.3m2，地下一层，建筑面积为430.9m2，建筑高度13.13m。
本方案设计采用地能热泵系统，满足建筑物的冬季供暖、夏季制冷、泳池加热和提供日常生活热水的需求。
二、设计依据
1、甲方提供的设计要求；
2、地能热泵系统技术参数及相关配置；
3、《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003；
4、设计参数：
（1）室外设计计算参数：
序号
项目
参数
1
地名
南昌
2
台站位置
北纬
28°36′
东经
115°55′
海拔（m）
46.7
3
大气压力（kPa）
冬季
101.88
夏季
99.91
4
年平均温度（℃）
17.5
5
室外计算（干球）温度（℃）
冬季
采暖
0
空调
-3
通风
5
夏季
通风
33
空调
35.6
空调日平均
32.1
计算日较差
6.7
6
夏季空调室外计算湿球温度（℃）
27.9
7
最热月平均温度（℃）
29.6
8
室外计算相对湿度（%）
最冷月月平均
74
最热月月平均
75
9
室外风速（m/s）
冬季平均
3.8
夏季平均
2.7
10
最多风向及其
频率（%）
冬季
风向
N
频率（%）
29
夏季
风向
CSW
频率（%）
1912
11
最大冻土深度（cm）
—
12
设计计算用采暖期天数（天）
35（12.30～2.2）
13
设计计算用采暖期平均温度（℃）
5.0
14
统计年份
1951～1980
（2）室内设计计算参数
序号
房间名称
夏季
冬季
温度（℃）
相对湿度（%）
温度（℃）
相对湿度（%）
1
卧室和起居室
26~28
64~65
18~20
—
2
门厅、走廊
—
—
16
—
3
住宅厨房
—
—
15
—
注：
室内计算参数取自《全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调·动力）》。
三、冷、热负荷计算
1、采暖热负荷：
Qr=F·qr/1000
式中：
F—供暖面积（m2）
qr—供暖热指标（W/m2）
2、生活热水热负荷：
Qr′=N×〔ρ×C×（tr-t1）〕/3600
式中：
N—生活热水用量（m3/h）
ρ—水的密度，按ρ=1000kg/m3计算
C—水的热容量，C=4.1868kJ/kg·℃
tr—生活热水温度，取50℃
t1—冷水计算温度，取15℃
3、池水加热负荷：
取补水加热时间t=3h；
水面蒸发及水池传导所损失的热量：
10.67kW
补充水加热所需的热量：
12.09kW
水池加热所需热量：
Q=10.67+12.09=22.76kW
4、供冷冷负荷：
QL=F·qL/1000
式中：
F—供冷面积（m2）
qL—冷指标（W/m2）
冷热负荷计算表
序号
建筑性质
建筑
面积
（m2）
采暖热负荷
生活热水负荷
泳池加热负荷
冷负荷
热指标
（W/m2）
热负荷（kW）
热水量
（m3/h）
热负荷
（kW）
热负荷
（kW）
冷指标
（W/m2）
冷负荷（kW）
1
别墅
1136.2
60
68.2
0.6
24.4
22.8
90
76.7
注：
①本方案按面积冷、热指标进行负荷计算。
冷、热指标取自《全国民用建筑工程设计技术措施（暖通空调·动力）》。
②本别墅按同时使用3个淋浴喷头计算，热水量取200L/个·小时（50℃）。
③冷负荷同时使用系数取0.75。
四、地能热泵系统机房方案
1、地能热泵系统
依据上述冷热负荷及地能热泵系统技术参数，选用1台GWHP-150-R地能热泵机组。
单台GWHP-150-R标准工况时的制冷量为127.4kW，输入功率为28.2kW；制热量为142kW，输入功率为37.3kW。
2、能量采集—地下埋管系统
能量采集系统是地能热泵系统的重要组成部分，它是地能热泵系统能否安全、稳定、可靠、经济运行的根本保证。
根据本工程情况，采用竖孔埋管能量采集系统，共打58个孔,孔的数量根据当地地质情况校核。
竖孔设在建筑物附近绿化用地内，采用暗孔方式，成孔后不影响整个建筑物的总体布局，不影响环境美化。
五、大温差空气处理机：
大温差空气处理机是指空气处理机的送风温差由常规的10℃提高至14℃～20℃，提高送回风温差的方法主要有：
降低冷水温度、增加表冷器排数及减小送风量；在本设计中，冷水的进水温度为7℃，空气处理机的表冷器排数为8排，采用GKD03的外壳及表冷器，但风量减小为3000m3/h。
采用定露点法确定室内的相对温度：
设计室内夏季平均干球温度达到23℃，空气处理机的机器露点为9℃，风机及风道的温升取1℃，根据送风状态点及室内设计的干球温度线确定室内状态点。
室内温度23℃，相对湿度60％，露点温度为7.8℃。
实验证明，室内相对湿度Φ＜60％时冷却顶板不会结露，保证室内相对湿度小于60％及冷却顶板进水温度不低于17℃是防止冷却顶板结露的关键。
在夏季室外相对湿度高于90％时，为防止空气处理机不能将新风的相对湿度降至60％以下而引起室内冷却顶板结露，应适当关闭新风阀门，减少新风量。
设置大温差空气处理机的目的：
①降低空气处理机的机器露点。
通过降低机器露点，达到进一步降低室内相对湿度的目的，从而解决冷却顶板结露的问题，并且使人体感觉更加舒适。
②降低送风风机功率。
通过减少风量的输送，达到风机功率的下降，从而实现降低运行费用的目的。
③为室内输送室外新风，提高室内空气品质。
3、送风系统
送风风道及回风风道（一次回风）在每个房间均开有风口，其中每个送风风口均设可调节阀门，用以调节平衡；在回风风道设置新风阀，用以调节室内相对湿度及新风量，风道的设计能够满足3000m3/h的流量要求。
六、别墅机房设备清单：
序号
设备名称
设备型号
数量
功率单台（kW）
设备参数
（单台）
备注
1
地能热泵
GWHP-150-R
1
制冷28.2
制热37.3
制冷量127.4kW
制热量142kW
2
地下换热循环泵
SFG65-160
1
5.5
流量25m3/h
扬程32m
3
末端循环泵
SFG65-125
1
3
流量25m3/h
扬程20m
4
定压罐
φ=630mm
H=1135mm
1
容积300L
5
补水泵
PWN-240E
1
0.24
流量0.9m3/h
扬程18m
6
补水箱
900×900×900
1
容积0.61m3
7
热水储水罐
DN600
1
容积0.8m3
8
高温热水加热泵
PH-251E
1
0.25
流量3m3/h
扬程7.2m
9
热水循环泵
RS15-6
1
0.02
最大流量3m3/h
全扬程6m
10
地下换热器
58
11
地下打孔
58
4、机房位置及土建等要求
①位置：
根据本工程特点，机房可设置于地下一层。
②土建：
机房面积要求约20m2，机房净高2.5m左右。
③供暖：
机房无需供暖设施。
④通风：
机房每小时换气次数为6次。
⑤给水：
机房需流量为1m3/h、资用压头为0.2MPa的自来水。
⑥排水：
机房设置排水地漏，需DN100排水管。
5、机房电气
①地能热泵运行时总用电功率：
37.3+5.5+3+0.24+0.25+0.02=47kW
②自控系统与配置
安装配电柜。
配电柜用于对整个系统提供动力用电和运行控制。
五、末端系统方案
根据建筑物特点，别墅的冷热源末端设计为夏季毛细管辐射制冷新风系统冬季地板采暖形式。
六、地能热泵系统报价表
序号
名称
规格型号
单位
数量
单价（元）
金额（元）
主机
1
地能热泵机组
GWHP-150-R
台
1
123590
123590
2
小计
123590
机房工程
1
末端循环泵
台
1
3600
3600
2
能量采集循环泵
台
1
4200
4200
3
全自动软水器
台
1
6494
6494
4
定压罐
个
1
4500
4500
5
末端补水泵
台
1
950
950
6
补水箱
个
1
2100
2100
7
分水器
个
1
300
300
8
集水器
个
1
300
300
10
热水循环泵
台
1
3450
3450
13
热水储水罐
个
1
6100
6100
14
小计
31994
地下换热器工程
1
地下换热器
套
58
1200
69600
2
地下打孔
口
58
1500
87000
3
水平连管
项
1
5200
5200
4
填料
项
1
4100
4100
5
小计
165900
末端工程
1
毛细管末端系统
项
1
323600
323600
2
地板采暖系统
项
1
104000
104000
3
小计
427600
电气工程部分
1
配电系统
项
1
3200
3200
2
控制系统
项
1
4245
4245
3
小计
7445
总计
756529
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７
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