地源热泵方案0213.docx
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地源热泵方案0213
昌乐碧泽园二期地源热泵方案
2014年02月12日
目录
目录1
一、工程概况2
二、空调设计参数及设计计算依据2
三、空调系统负荷计算2
四、热泵机房系统3
五、室外地埋管系统3
六、末端系统4
七、地源热泵空调系统投资概算5
八、地源热泵的概念7
九、国家对推广地源热泵技术的政策8
一、工程概况
1、工程地点：
本项目位于山东省潍坊市昌乐县。
2、工程规模：
总建筑面积：
100120㎡。
3、建筑性质：
节能建筑。
4、将采用地源热泵空调，由地源热泵提供空调冷热源。
二、空调设计参数及设计计算依据
1、空调室外设计参数
2、空调室内设计参数
建筑功能
夏季
冬季
温度（℃）
温度（℃）
住宅
26
18
3、室外地源侧系统计算依据
1）、《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2009
2）、《地源热泵冷热源机房设计与施工标准图集》06R115
3）、《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》GJJ101-2004
4、空调设计依据：
1）、《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
2）、《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005
3）、《公共建筑节能设计标准》GGB50189-2005
4）、《民用建筑节能设计标准》（采暖居住建筑部分）GBJ25-20-97
三、空调系统负荷计算
本方案对该建筑进行空调设计，该建筑为节能建筑，为此以建筑使用功能、空调设计经验及设计规范各建筑的冷热负荷指标计算标准如下：
建筑名称
建筑面积（㎡）
冷负荷指标（W/㎡）
冷负荷（kW）
热负荷指标（W/㎡）
热负荷（kW）
备注
住宅
96120
42
4037.04
45
4325.40
会所
4000
80
320.00
65
260.00
合计
100120
4357.04
4585.40
四、热泵机房系统
1、热泵主机选择：
热泵主机是整个系统的核心设备，其选择直接关系到整个系统能否正常工作，工作效果、运行是否稳定以及长期运行经济等关键问题。
考虑到综合性价比，本工程选择460B-2D系列地源热泵空调机组3台。
具体技术参数如下：
机组型号
制冷量kw
制冷输入
功率kw
制热量kw
制热输入
功率kw
数量
（台）
机组重量kg
460B-2D
1457
224.2
1593
315.5
3
8740
注：
名义工况下，机组制冷源水侧进出水温度250C/300C，负载侧进出水温度120C/70C，机组制热源水侧进水温度10℃，负载侧进水温度40/450C。
五、室外地埋管系统
从本工程实际因素考虑，建筑外围及地下车库下钻井埋管。
1、室外地埋管系统换热量计算
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吸收的热量。
可以由下述公式
（1）
（2）计算：
Q1'=Q1×（1+1/COP1）kW
（1）
Q2'=Q2×（1-1/COP2）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——设计工况下热泵机组的制冷系数
COP2——设计工况下热泵机组的供热系数
因此有：
Q1’＝4357.04×（1＋1/6.5）＝5027.35KW
Q2’＝4585.40×（1－1/5.05）＝3677.4KW
2、室外地埋管系统设计
经过初步对本项目所在地区的地质条件、钻井费用、管材费用、室外场地等因素综合评价室外换热器采用双U32管井深100米设计。
根据以往相应地层的施工经验，每米井深换热量大致为：
夏季60w/m，冬季42W/m，因此可以估算出总打井深度。
⑴、以夏季工况确定总打井深度
L＝5027350÷60＝83789米
⑵、以冬季工况确定总打井深度
L＝3677400÷42＝87557米
根据初步估算，考虑到区域内建筑物或者其他构筑物对钻孔的影响，由于地埋管承担热负荷大于冷负荷，因此要满足冬季负荷要求：
打井深度按120米计算，则总打井个数为730个。
地埋管孔约计占地面积14783㎡
打井深度按100米计算，则总打井个数为876个。
地埋管孔约计占地面积17739㎡
六、末端系统
1、风机盘管系统
夏季制冷、冬季可实现制热，推荐主要夏季使用。
原理：
风机盘管空调系统的工作原理，就是借助风机盘管机组不断地循环室内空气，使之通过盘管而被冷却或加热，以保持房间要求的温度和一定的相对湿度。
盘管使用的冷水或热水，由集中冷源和热源供应。
风机盘管空调系统与集中式系统相比，没有大风道，只有水管和较小的新风管（配合新风系统使用），具有布置和安装方便、占用建筑空间小、单独调节好等优点。
本项目考虑冬季采用地板采暖供暖，夏季采用风机盘管制冷。
七、地源热泵空调系统投资概算
地源热泵空调系统（按照单孔120m计算）
工程名称：
地源热泵空调系统
序号
部件名称
品牌厂家
规格、性能指标
数量
单位
单价
合价
备注
（元）
（元）
一
地埋管换热系统部分
1
钻孔
Φ150mm管井
87600
米
75.00
6570000.00
2
竖孔回填
58400
M3
3.00
175200.00
3
竖直管材
Φ32Pe100
294920
米
5.30
1563076.00
1.6Mpa
4
水平管材
Φ32Pe100
5840
米
5.30
30952.00
1.6Mpa
5
水平管材
Φ63Pe80
25550
米
25.00
638750.00
1.25Mpa
6
水平管材
Φ225Pe80
1000
米
295.00
295000.00
1.25Mpa
7
双U头
￠32
730
套
150.00
109500.00
8
专用联箱（七通）
￠63-￠32
487
套
170.00
82733.33
9
套筒
￠32
3406.67
个
1.30
4428.67
10
套筒
￠63
754
个
7.40
5582.07
11
弯头
￠63
754
个
14.33
10809.60
12
三通
￠63
243
个
18.04
4389.73
13
涡轮法兰蝶阀
DN200
10
个
625.00
6250.00
14
球阀
DN50
243
个
145.00
35283.33
15
钢塑转换带活接
DN50-￠63
243
个
80.00
19466.67
16
带考克压力表
10
个
60.00
600.00
17
温度计
10
个
42.00
420.00
18
自动排气阀
10
个
44.00
440.00
19
水平管沟开挖
3650
M3
25.00
91250.00
土层
20
水平回填
2738
M3
8.00
21900.00
原土
21
水平护管回填料
913
M3
120.00
109500.00
22
集分水器
10
套
6800.00
68000.00
23
二级分集水器检查井
10
套
8500.00
85000.00
25
小计
9928531.40
二
热泵机房部分
1
地源热泵机组
460B-2D
3
台
783500.00
2350500.00
2
空调侧循环水泵
南方
TD200-35/4
4
台
19163.00
76652.00
3
地源侧循环水泵
南方
TD200-35/4
4
台
19164.00
76656.00
4
定压补水
2
套
16500.00
33000.00
5
全自动软化水
1
套
7800.00
7800.00
6
水箱
1
套
9000.00
9000.00
8
集分水器地源侧
2
个
8500.00
17000.00
9
机房管道安装及保温调试
1
套
616945.92
616945.92
10
电控部分
1
套
231354.72
231354.72
11
小计
3418908.64
三
末端风机盘管及地板采暖系统
1
风机盘管
100120
m2
87.00
8710440.00
2
地板采暖
100120
m2
55.00
5506600.00
3
管网
100120
m2
18.00
1802160.00
4
小计
16019200.00
四
税金
1
税金
1
项
1174665.60
1174665.60
五
合计
1
工程费用合计
30541305.64
八、地源热泵的概念
地源热泵是一种利用地下浅层地热源资源（也称地能，包括地下水，土壤或地表水等）的既可制热又可制冷的高效节能空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移，地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源。
在冬季，把地能中的热取出来，提高温度后供给室内采暖（如图一）;在夏季，把室内热量取出来，释放到地能中去（如图二）。
由于系统采取了特殊的换热方式，使之具有传统空调无法比拟的高效节能优点。
土壤热泵中央空调形式分类
1、大地表面（地下3米以上水平埋管）。
水平埋管占地面积大，土方开挖量大，而且地下换热器受地表气候的影响，效率较低，可靠性差。
2、地下水。
地下水的应用因其存在不可避免的污染问题而在我国受到严格的限制，且易抽难灌，因此其推广势难持久。
3、土壤热交换器地源热泵。
土壤热交换器地源热泵空调技术它是通过埋设在土壤中的高效传热管及管内流动的循环液与大地换热从而对建筑物进行空气调节的技术。
冬季通过热泵提取大地中低位热能并将其转化提高到50℃左右，对建筑物供暖;夏季通过热泵将建筑物内的热量排放在土壤中，使冷却水温度下降，从而对建筑物供冷。
土壤提供了一个绝好的免费的能量存储源泉。
土壤热泵中央空调的优势
1.技术成熟：
本系统在北欧、北美已普遍应用，技术成熟、可靠。
2.运行节能：
土壤源热泵夏季冷凝温度比风冷热泵低。
冬季利用地下土壤热量供热比风冷热泵COP（能效比）值高出40%左右，运行费用可降低30-40%。
3.运行安全可靠：
基本不受环境气温的影响：
系统简单，省去冷却塔等部件的维护工作，可稳定持续地供冷供热。
4.利于环保：
系统全部为闭式循环，不会造成地下水的污染；即无直燃机的二氧化碳排放，又无风冷机的噪音污染，运行安静、占地面积小，布置灵活，不影响建筑外观。
5.一机多用：
既可制冷又可制热，尚可供应生活热水。
6.土壤源热泵机组放置在封闭机房内，机组噪声和机组的检修对住户干扰最少。
7.使建筑物成为环保型低消耗建筑，符合国际发展趋势。
土壤热泵中央空调的特点
1.卫生、健康、舒适
强制供冷供热，室内温度分布均匀，温差小，无温度死角，是国际上公认使室内舒适程度最高的空调末端系统。
2.节能，运行费用低
在更合适的情况下，夏季可提高室内平均温度，冬季可降低室内温度，通过降低室内外温差来减少空调负荷。
3.节省空间
空调系统占用室内净空高度很小，无较低的复式吊顶，房间空间感好。
4.环保
机组噪声小，无污染物排放，节能，氟利昂用量少，对建筑外立面无损坏，不影响美观。
5.技术先进
土壤热泵，智能控制都是当今空调领域很先进的技术。
九、国家对推广地源热泵技术的政策
1、国外政府关于地源热泵空调技术的推广政策
•英格兰、加拿大、爱尔兰、苏格兰、澳大利亚、美国都有法律及政府基金给予地源热泵应用鼓励，包括提供廉价电力、政府低息贷款、现金折扣、财政补贴等多种单项或打包扶持；
•韩国等国家的政府投资的医疗、教育、军事等项目无一例外都规定了地源系统的应用比例；
•瑞士与挪威的地源热泵采暖及供应生活热水已超过96％；
•在瑞典除非地源应用系统否则其他采暖以及热水供应系统必须获得政府的特别批准。
美国地源热泵应用状况
•在美国，地源热泵是一种成熟的、完全产业化的技术
•目前，全美地源热泵数量占全部空调保有量的19%，在个别州超过40%
•地源热泵的销售数量以每年20%的速度递增，2003年全美销售数量达40万台
目前国内部分城市地源热泵技术应用推广情况
•北京市：
根据市规划委核定的建筑面积从本市固定资产投资中安排一次性补助，补助标准为：
地下（表）水源热泵35元/平方米，地源热泵和再生水源热泵50元/平方米。
预计新政策推行后，地源热泵空调的应用面积将每年增加500万平方米。
•宁波市：
符合我市节能推广目录，单体投资额在100万元以上，达到20%以上节能效果的企业节能项目，按项目实际投资额给予8%的补助；单体企业的当年最大补助额原则控制在80万元以内。
2、全国各地地源热泵推广状况
天津市
推广应用埋管式地源热泵，应用工程较多
重庆市
每年拨千万元专项资金扶持，利用长江、嘉陵江为水源，5年内将建设30万㎡示范工程
沈阳市
全市已有地源热泵系统应用面积400万㎡以上，市政府以世博园为示范，正积极制定鼓励大面积应用的政策
大连市
全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市
成都市
今年将投入1000万元对使用地源热泵的建筑进行补贴
乌鲁木齐市
与重庆大学等合作，推广新型土壤源热泵系统
呼和浩特市
较早开始地源热泵技术区域级应用的研究。
市委领导曾亲自带团赴京考察
南京市
与加拿大等国合作共同推动地源热泵系统应用
武汉市
市领导高度重视地源热泵技术的推广应用，组织成立了工作专班，专门负责武汉市推广应用地源热泵技术的准备工作
滨洲市
将推广地源热泵技术列为城市经济建设“三个亮点”之一，全力推进。
在行政新区建设中率先采用地源热泵系统
湘潭市
率先在市政府大楼采用湖水源地源热泵系统，并以此为试点向全市推广
青岛市
青岛以奥帆基地、青岛发电厂等项目为试点，在全市推广海水源热泵
鹤壁市
率先在市政府办公楼节能改造项目中采用地源热泵系统
大庆市
研究利用油田采空区，应用地源热泵系统
3、国家政策文件
•2006年9月4日，国家财政部、建设部联合出台的《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》（财建【2006】460号）第四条——专项资金支持的重点领域：
（一）与建筑一体化的太阳能供应生活热水、供热制冷、光电转换、照明；
（二）利用土壤源热泵和浅层地下水源热泵技术供热制冷；
（三）地表水丰富地区利用淡水源热泵技术供热制冷；
（四）沿海地区利用海水源热泵技术供热制冷；
（五）利用污水源热泵技术供热制冷；
（六）其他经批准的支持领域。
•《建设部2003年科技成果推广转化指南项目目录》首推的建筑节能技术——节能型土壤热交换器地源热泵冷（热）水供给技术其他政策文件
•《中华人民共和国节约能源法》第四条规定：
“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”，而地源热泵所使用的地热能正是属于可再生能源。
•建设部《民用建筑节能管理规定》第四条规定：
“国家鼓励发展太阳能、地热等可再生能源的应用技术和设备”。
•国家经贸委《2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划要点》指出：
“积极推广地热采暖和地热发电技术”，“加快地源热泵技术的引进和开发，加速国产化。
要大力开拓地热采暖市场，到2005、2010、2015年地热采暖面积分别达到1500万、2250万、3000万平方米。
要积极推动地热的综合利用”。
•《建设部建筑节能“十五”计划纲要》中明确指出“十五”期间建筑节能工作的重点之一是：
“大力推进太阳能、河水、湖水、海水与地下能源及其他可再生能源在建筑中利用的的工作。
•《建设部建筑节能“十五”计划纲要》中列出的18项拟重点开展的科技项目其中的第13项指出：
“地源热泵及水源热泵技术系统开发与工程应用”。
•国家发展改革委办公厅2005年关于《组织实施可再生能源和新能源高技术产业化专项的通知》（发改办高技[2005]509号）中专项的主要内容第（三）项列出：
“太阳能供热和地源热泵供热（制冷）。
开展新型太阳能热水器和地源热泵系统产业化。
包括高可靠性新型真空管集热器、大面积中高温太阳能热水系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及其配套系统。
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