香河国宝绿地21城别墅地源热泵项目0710.docx
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香河国宝绿地21城别墅地源热泵项目0710
香河国宝绿地21城私人别墅
地源热泵系统方案
工程名称：
别墅地源热泵系统方案
编 制：
审 核：
二零一四年七月九日
目 录
一、建筑概况 2
二、设计依据 3
三、建筑物冷、热负荷的确定：
4
1、建筑物冷、热负荷：
4
2、冷、热负荷计算见下表 5
四、冷热源机房方案 5
1、地源热泵系统 5
2、地源井系统 5
3、机房设备清单 8
4、冷热源机房要求：
9
5、机房电气 9
五、冷热源末端方案 9
六、初投资概算分析 10
七、运行经济性分析 15
八、永源热泵机组配置表 17
九、永源热泵厂家简介 18
十、部分工程业绩 24
一、建筑概况
香河位于北京市和天津市之间，华北平原北部，隶属于河北省廊坊市，县域面积458平方公里，人口33万人，2012年综合经济实力排在河北省第8位，城市化率排在河北省第10位，素有“京畿明珠”之美誉
本项目位于河北廊坊市香河县，为国宝绿地21城私人别墅项目，建筑面积270㎡，采用地源热泵系统，夏季采用风盘进行制冷，冬季采用地暖系统进行采暖。
二、设计依据
1、甲方提供的建筑参数；
2、地源热泵系统技术参数及相关配置；
3、《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012；
4、设计参数；
（1）、室外空气计算参数：
市/区/自治州
廊坊
台站名称及编号
霸州
54518
台站位置
北纬
39°07′
东经
116°23′
海拔（m）
9.0
统计年份
1971～2000
年平均温度（℃）
12.2
室外计算温、湿度
供暖室外计算温度（℃）
-8.3
冬季通风室外计算温度（℃）
-4.4
冬季空气调节室外计算温度（℃）
-11.0
冬季空气调节室外计算相对湿度（%）
54.0
夏季空气调节室外计算干球温度（℃）
34.4
夏季空气调节室外计算湿球温度（℃）
26.6
夏季通风室外计算温度（℃）
30.1
夏季通风室外计算相对湿度（%）
61.0
夏季空气调节室外计算日平均温度（℃）
29.6
风向、风速及频率
夏季室外平均风速（m/s）
2.2
夏季最多风向
CSW
夏季最多风向的频率（%）
129
夏季室外最多风向的平均风速（m/s）
2.5
冬季室外平均风速（m/s）
2.1
冬季最多风向
CNE
冬季最多风向的频率（%）
1911
冬季室外最多风向的平均风速（m/s）
3.3
年最多风向
CSW
年最多风向的频率（%）
1410
冬季日照百分率（%）
57
最大冻土深度（cm）
67
大气压力
冬季室外大气压力（hPa）
1026.4
夏季室外大气压力（hPa）
1004.4
设计计算用供暖期天数及其平均温度
日平均温度≤+5℃的天数
124
日平均温度≤+5℃的起止日期
11.11～03.14
平均温度≤+5℃期间内的平均温度（℃）
-1.3
日平均温度≤+8℃的天数
143
日平均温度≤+8℃的起止日期
11.05～03.27
平均温度≤+8℃期间内的平均温度（℃）
-0.3
极端最高气温（℃）
41.3
极端最低气温（℃）
-21.5
注：
室外计算参数取自《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》GB50736-2012；
（2）室内设计计算参数
序号
建筑性质
冬季
夏季
温度（℃）
相对湿度（%）
温度（℃）
相对湿度（%）
1
别墅
26～28
----
18～20
----
三、建筑物冷、热负荷的确定：
1、建筑物冷、热负荷：
建筑物的冷热负荷采用面积负荷指标估算的方法计算。
热负荷：
Qr＝F·q1/1000
式中：
F—供暖面积（㎡），
q1—热负荷指标（W/㎡）
冷负荷：
Qc＝n·F·q2/1000
式中：
F—供冷面积（㎡）
q2—冷负荷指标（W/m2）
n—冷负荷同时使用系数
2、冷、热负荷计算见下表：
序号
建筑
类型
建筑面积
（m2）
热负荷
冷负荷
热指标（W/m2）
热负荷（kW）
冷指标（W/m2）
冷负荷（kW）
1
别墅
270
80
21.6
110×0.85
25.3
四、冷热源机房方案
1、地源热泵系统
依据冷、热负荷和地源热泵机组技术参数，选用1台YSSR-26AG/T地源热泵机组，满足该建筑冬季采暖、夏季制冷的需求。
单台YSSR-26AG/T机组在地源工况下的性能参数：
制热量：
26.9kW 制热功率：
6.7kW
制冷量：
25.5kw 制冷功率：
5.6kW
用户侧水循环量：
4.4m3/h 地源侧水循环量：
5.3m3/h
制热工况：
蒸发器进出水7/4℃，冷凝器进出水40/45℃
制冷工况：
蒸发器进出水12/7℃，冷凝器进出水30/35℃
2、地源井系统
参照《地源热泵系统工程技术规范》根据当地施工过的项目，地埋管地源热泵系统岩土热物性测试报告,双U型地埋管孔测试采用双U型推荐设计每延米
井深放热量取值为60.0W/m，吸热量取值为40.0W/m。
双U根据两个孔的实验结果，在夏季工况下，标准进水、回水温度在23.9℃、28.1℃，综合考虑今后场区内的布孔范围、数量，推荐设计方案采用60.0W/m的放热量取值；在冬季工况下，尽管工况不同，取其平均值推算，在原始地温为14.8℃，在进入双U型换热管流体平均温度为4℃的情况下，综合考虑今后场区内的布孔范围、数量，推荐设计方案采用40.0W/m的吸热量取值。
测试孔换热影响半径内土壤综合有效导热系数为:
2.02[W/（m.℃）]
钻孔柱状状图
地埋管环路能量采集系统采用深度为120m、直径为150mm的地埋管竖孔,每个竖孔中安装单根长度120m的高强度PE管4根,组成双U型管结构形式空调系统冬季从地下提取热量来计算地埋管数量,冬季需要从地下提取热量为26.9-26.9/4.0=20.17kW，按当地地埋管单位埋深取热量40W，则需要的地埋管米数为：
20.17×1000/40=505m，按每孔埋深120m计，共需地埋管数5个。
竖埋管孔间距为3～6m，暂定为5m。
对于夏季，需要向地下释放热量25.5+25.5/4.5=31.2kW，按单位每米排热量取60W，则需要地埋管米数：
31.2×1000/60=520m，按每孔埋深120m计，共需地埋管数5个。
竖埋管孔间距为3～6m，暂定为5m。
根据以上分析情况，充分考虑到既要安全稳定运行，取5%的余量，确定采用5个双U地埋孔,孔深120m。
占地面积约150m2。
地埋管环路能量采集系统采用双U型管形式,每个竖孔深度为120m、直径为150mm,每个竖孔中安装单根长度120m的高强度PE管2根,组成双U型管结构形式。
竖直地埋管采用聚乙烯管PE100、管材公称压力为1.6Mpa，外径为De32，壁厚3.0mm，工作温度为-20℃～50℃。
聚乙烯管PE100具有低温抗冲、抗磨损、连接可靠、导热系数高等特点。
地埋管-聚乙烯管PE100相关技术要求表
项目
技术要求
外观
管材的内外表面应清洁光洁、光滑，不允许有气泡、明显的划伤凹陷、杂质颜色不均等缺陷，管端应切割平整与管轴线垂直
断裂伸长率，%
≥350
化诱导时间,min（200℃）
≥20
纵向尺寸回缩率%（110℃）
≤3
静液压强度
1）20℃，环应力9.0MPa，100h,不破裂，无渗漏
2）80℃，环应力4.6MPa，165h,不破裂，无渗漏
3）80℃，环应力4.0MPa，1000h,不破裂，无渗漏
考虑施工方便、场地施工条件的因素，竖直地埋管设计钻孔直径为150mm，设计孔深为125m，地埋管中水流速：
保证在0.4～0.6m/s之间，地埋管内流体保持紊流流态，并确保系统及时排气。
③、回填
回填是竖直地埋管的重要环节，回填材料介于竖直地埋管与钻孔壁之间，用于增强埋管和周围岩土的换热，同时防止地面水通过钻孔向地下渗透，以保护地下水不受地表水污染物的污染，并防止各个蓄水层之间的交叉污染。
参照《地源热泵系统工程技术规范》，本工程设计钻孔回填料采用膨润土和细砂的混合浆（膨润土占5％）或原浆回填方式，当钻孔在密实坚硬的岩土体中时，采用水泥基料灌浆回填。
参照勘探孔地质柱状图，不同含水层之间回填一定厚度的隔水功能回填材料，确保钻孔灌浆密实，无空腔，换热系数高。
在工程打孔过程中会产生一定量的废水，可能影响周边的环境，还会带来噪音，影响周围居民正常休息。
针对以上问题，将采取措施严格控制施工期间的噪音，科学合理安排施工进度；严格控制施工垃圾，对于打孔产生的泥浆等垃圾应集中堆放，日产日清，对于设备安装产生的垃圾应科学分类，统一消纳。
4、回填
回填是竖直地埋管的重要环节，回填材料介于竖直地埋管与钻孔壁之间，用于增强埋管和周围岩土的换热，同时防止地面水通过钻孔向地下渗透，以保护地下水不受地表水污染物的污染，并防止各个蓄水层之间的交叉污染。
本工程设计钻孔回填料采用膨润土和细砂的混合浆（膨润土占5％），当钻孔在密实坚硬的岩土体中时，采用水泥基料灌浆回填。
参照勘探孔地质柱状图，不同含水层之间回填一定厚度的隔水功能回填材料，确保钻孔灌浆密实，无空腔，换热系数高。
3、机房设备清单
序号
设备名称
设备型号
数量
功率（kW）
设备参数
（单台）
备注
1
地源热泵机组
YSSR-26AG/T
1
制热6.7
制冷5.6
制热量26.9kW
制冷量25.5kW
永源热泵
2
末端侧循环泵
CM5-4
1
0.8
流量4.5m3/h
扬程32m
格兰富
3
地源侧循环泵
CM5-4
1
0.8
流量5.5m3/h
扬程28m
格兰富
4
末端侧定压罐
1
60L
兴宇
5
地源侧定压罐
1
60L
兴宇
4、冷热源机房要求：
①位置:
机房占地面积小，无需其他辅助建筑，机房布置灵活，可安置在建筑物地下室或任何楼层的房间内。
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