地源热泵系统初设方案.docx
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地源热泵系统初设方案
一、工程概述
本工程为当代万国农业生态体验观光园中央空调工程，工程地处市，空调使用面积111200m2。
其中热带花木棚24600m2，异国花木棚24600m2，特种营养蘑菇种植大棚46000m2，特种水产品养殖大棚9000m2，娱乐楼3000m2及餐饮楼3000m2。
二、设计要求
根据与甲方单位交流，本工程所有区域考虑中央空调系统，要求夏季制冷，冬季制热；整个空调系统设计以实用、高效节能、维护管理简单方便为原则。
1·室外设计计算温度
根据市气象统计资料，室外空调设计计算参数如下：
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：
26.4℃
冬空调室外计算干球温度：
-12℃
2·室空调设计计算温度
设计场所
室参数（夏季）
室参数（冬季）
温度℃
相对温度%
温度℃
相对温度%
大棚
25-30
/
8-15
/
娱乐楼
24-28
/
15-20
/
餐饮楼
24-28
/
15-20
/
三、空调设计依据
本方案以《采暖通风与空气调节设计规》GB50019－2003、《制冷设备安装、施工及验收规》GBJ64-87、《工业管道工程施工及验收规》GB50235—97、《通风及空调工程安装、施工及验收规》GB50243－2002、《民用建筑设计通则》JGJ37-87、《地源热泵系统工程技术规》 GB 50366一2005及业主提供的建筑图纸和室分布、使用性质情况为设计依据，并结合了我公司多年从事暖通空调工程设计、施工的经验。
方案中兼顾了技术和经济指标，实际工程应以与业主最终确定的方案或设计为准实施。
四、空调负荷计算
根据确定的空调室、室外设计计算温度及房间使用用途情况，结合我公司多年空调安装工程经验及国外同类空调工程实例总结的冷负荷指标（经采用谐波法冷负荷计算方法校核建筑负荷，总冷量基本相符），计算建筑冷热负荷，建筑的冷热负荷汇总见下表：
序号
建筑物
空调面积㎡
负荷指标W/㎡
（夏季/冬季）
总负荷（KW）
1
热带花木棚
24600
70/150
1722/3690
2
异国花木棚
24600
90/150
2214/3690
3
特种营养蘑菇种植大棚
46000
135/150
6210/6900
4
特种水产养殖大棚
9000
70/150
630/1350
5
娱乐楼
3000
180/130
540/390
6
餐饮楼
3000
255/130
776/390
7
合计
/
12092/16410
根据以上计算数据，确定整个大棚的空调冷负荷为：
12092KW，热负荷为：
16410KW。
五、空调方案
结合我公司多年的中央空调设计经验，现决定对4个大棚及2个功能楼分别考虑中央空调系统；为了更好的响应国家节能环保政策，，拟采用地源热泵空调系统。
空调主机夏季和冬季均采用地源热泵机组，夏季生产冷冻水、冬季生产空调用热水，空调末端采用风机盘管机组来消除室的冷热负荷。
中央空调主机具有对载体—水进行冷却或加热的功能，夏季制冷、冬季制热；系统运行时，是由循环水泵将载体送至空调主机冷却或加热后，并通过管路送至各风机盘管机组，以对室的空气进行冷、热交换，通过载体的循环，不断地将冷量或热量送入室以达到空气调节目的，并由空调开关控制室的温度。
由于大棚夏季室温度保持在30℃左右，且该温室设有机械通风换气设备，对空调温度要求不高；而冬季主要靠地源热泵系统加温，无其它辅助设备，且室温须严格保持在8～15℃。
因此，大棚设计以冬季供热负荷为选型依据，而娱乐楼及餐饮楼为舒适性空调夏季负荷大设计以夏季供冷负荷为选型依据。
1、地源热泵空调主机的选择
根据以上冷负荷计算，在要求如此大小冷量的情况下，投资最少、管理简单、运行经济的空调主机是采用“盾安”牌地源热泵中央空调机组；该机组该主机是利用地下土壤等资源，借助压缩机系统，通过消耗部分电能，冬季，把土壤中的低品位能量“取”出来，供给室采暖或空调；夏季，把室的热量“取”出来，释放到土壤中，达到空调的目的。
它不受环境和气候的影响，运行稳定。
制冷/制热采用蒸发器冷凝器手动切换的方式，即夏天采用蒸发器提供冷水，冬天采用冷凝器提供热水；其中，制冷时，冷凝器出水温度35℃，进水温度30℃，蒸发器出水温度7℃，进水温度12℃，制热时，冷凝器出水温度40℃，进水温度35℃，蒸发器出水温度-5℃，进水温度0℃，
地源热泵机组能为宾馆、医院、药厂、影剧院、体育馆、娱乐中心、商业大厦、写字楼、工矿企业、温室等场所的中央空调系统夏季提供冷水、冬季提供热水，一机多用，一套系统可以替换原有的锅炉加空调的两套系统。
地源热泵机组选型如下：
使用场所
热带花木棚
异国花木棚
特种营养蘑菇种植大棚
特种水产养殖大棚
娱乐楼
餐饮楼
设备型号
RSL1590M
RSL1590M
RSL2960M
RSL1790M
RSL570M
RSL770M
数量（台）
3
3
3
1
1
1
制冷量（kW）
1569
1569
2914
1760
559
762
制热量（kW）
1276
1276
2356
1429
460
612
制冷额定功率（kW）
254
254
464
284
91
122
制热额定功率（kW）
327
327
599
367
117
157
最大运行电流（A）
365+388
365+388
2*322+2*365
398+398
255
365
蒸发器制热水流量m3/h
313
313
581
351
111
152
冷凝器制热水流量m3/h
270
270
501
302
96
131
外形尺寸（长*宽*高）mm
4250*1550*1950
4250*1550*1950
4250*3150*1950
4300*1650*2000
3550*1200*1600
3650*1300*1600
机组重量（kg）
5800
5800
11200
6100
2800
3300
2、空调末端设备的选择
通过冷热负荷计算并结合甲方提供的建筑图纸，初步设计末端设备为风机盘管机组，详细见空调平面图纸。
A、末端风系统设计
本工程机为卧式暗装风机盘管，安装于顶棚，送风形式为：
上送上回。
空调新风系统采用全新风系统。
设计考虑新风量15m3/h.故所选用新风机的参数为XF050风量5000CMH制冷量:
76.7kw,机外余压：
175Pa噪声65dB.并带湿膜加湿5kg/h.
B、空调水系统设计
本工程冷热水系统采用闭式机械循环、同程两管制定流量系统。
并在每个空调末端设备安装阀门、软接及过滤器。
3、循环水泵的选择
水泵在整个空调中是相对投资较少的部分，但是对系统的可靠运行具有十分重要的作用，为保证系统运行的可靠性，冷却水泵需选用质量较好的天泉水泵，每台水泵配套减震台座以减小震动。
A、空调末端水系统循环泵
使用场所
热带花木棚
异国花木棚
特种营养蘑菇种植大棚
特种水产养殖大棚
娱乐楼
餐饮楼
设备型号
TQW200-315（Ⅰ）
TQW200-315（Ⅰ）
TQW300-400B
TQW200-315（Ⅰ）
TQW125-160A
TQW125-160
数量（台）
4（3用1备）
4（3用1备）
4（3用1备）
2（1用1备）
2（1用1备）
2（1用1备）
流量（m3/h）
400
400
730
400
90
160
扬程（M）
32
32
32
32
31.5
32
功率（kW）
55
55
90
55
18.5
22
B、地埋管水系统循环泵
使用场所
热带花木棚
异国花木棚
特种营养蘑菇种植大棚
特种水产养殖大棚
娱乐楼
餐饮楼
设备型号
TQW200-400（Ⅰ）C
TQW200-400（Ⅰ）C
TQW300-400C
TQW200-400（Ⅰ）C
TQW125-160A
TQW125-160
数量（台）
4（3用1备）
4（3用1备）
4（3用1备）
2（1用1备）
2（1用1备）
2（1用1备）
流量（m3/h）
320
320
641
320
90
160
扬程（M）
32
32
28
32
31.5
32
功率（kW）
45
45
75
45
18.5
22
4、机房定压补水设备的选择设计
系统定压补水装置选用质量较好的“四季青”牌定压补水装置，具体选型如下。
使用场所
热带花木棚
异国花木棚
特种营养蘑菇种植大棚
特种水产养殖大棚
娱乐楼
餐饮楼
设备型号
NDB-4.0
NDB-4.0
NDB-6.5
NDB-1.5
NDB-0.5
NDB-0.5
数量（台）
1
1
1
1
1
1
水量（m3/h）
4.0
4.0
6.5
1.5
0.5
0.5
系统压力
≤0.5MPa
≤0.5MPa
≤0.5MPa
≤0.35MPa
≤0.3MPa
≤0.3MPa
重量（kg）
1570
1570
2300
840
370
370
5、地源热泵中央空调地下埋管式换热系统的设计
地下埋管式换热器是地源热泵系统设计的重点。
根据当地的土壤特性、气候条件、地质结构等特点并结合该项目的具体情况，采用竖埋管的方式比较可行。
具体设计步骤如下：
A、土壤相关参数
该地区恒温层在地面1.5米以下，冬天在12℃左右，夏天在15℃左右；地区地下水丰富，地下径流频繁，夏天向土壤的散热及冬天向土壤的吸热会由地下水径流带走，因此，不需考虑地下土壤热平衡的问题；
B、冬季制热地埋管换热量计算
按制热Q=Qr-N；按制冷Q=QL+N
使用场所
热带花木棚
异国花木棚
特种营养蘑菇种植大棚
特种水产养殖大棚
娱乐楼
餐饮楼
设备型号
RSL1590M
RSL1590M
RSL2960M
RSL1790M
RSL570M
RSL770M
数量
3
3
3
1
1
1
制冷量（kW）
1569
1569
2914
1760
559
762
制热量（kW）
1276
1276
2356
1429
460
612
制冷额定功率（kW）
254
254
464
284
91
122
制热额定功率（kW）
327
327
599
367
367
367
最大换热量（kW）
2847
2847
5271
1062
650
884
C、井深、井径、换热管材料等的确定
a、井深的确定：
根据经验值，地区打井深度一般为100米；
b、换热管的类型及换热管的大小：
换热管采用目前市场上通用的PE80型管，耐腐蚀及抗压能力强；为节省投资，垂直地埋管管径采用DN25，承压1.0MPa的双U管；
c、地埋井的数量：
使用场所
热带花木棚
异国花木棚
特种营养蘑菇种植大棚
特种水产养殖大棚
娱乐楼
餐饮楼
最大换热量（kW）
2847
2847
5271
1062
650
884
双 U管单位换热量（W）
90W/M
90W/M
90W/M
90W/M
90W/M
90W/M
单口井深（M）
100
100
100
100
100
100
所需地埋井数量（口）
320
320
600
120
74
100
注：
地埋井位置均考虑设置在各自随属的大棚下面。
d、井径的确定：
考虑市场上打井机的类型及双U管的的大小,确定井口径大小为130mm；
D、地埋管井的布置及分区
考虑到地埋管的埋置场地及换热效果，本工程地埋管排间距5米，列间距5米。
E：
地埋管流速的校核
根据水在管流动处于紊流区，换热效果较好的要求，本设计DN25的PE管，达到紊流的流速是0.2~1米/秒；按照以上的设计，每口井的水流速在管处于紊流状态，因此，以上设计是可行的。
F、管水阻力的校核
按此速度，水阻力为200Pa/m，小于400Pa/m的最大压阻，符合要求；
六、地源热泵空调系统设备表
序号
材料名称
材料型号
数量
单位
备注
1
地源热泵空调主机
RSL570M
1
台
盾安
2
地源热泵空调主机
RSL770M
1
台
盾安
3
地源热泵空调主机
RSL1590M
6
台
盾安
4
地源热泵空调主机
RSL1790M
1
台
盾安
5
地源热泵空调主机
RSL2960M
3
台
盾安
6
风机盘管机组
FP
1483
台
7
空调新风机组
XF050
55
台
七、空调系统配电负荷表
序号
材料名称
材料型号
数
量
单
位
额定功率（KW）
合计
（KW）
1
地源热泵空调主机
RSL570M
1
台
91
91
2
地源热泵空调主机
RSL770M
1
台
122
122
3
地源热泵空调主机
RSL1590M
6
台
327
1962
4
地源热泵空调主机
RSL1790M
1
台
367
367
5
地源热泵空调主机
RSL2960M
3
台
599
1797
6
风机盘管机组
FP-238WA-G50
1425
台
0.247
351
7
风机盘管机组
FP-204WA-G50
58
台
0.23
13
8
卧式离心水泵
TQW300-400B
3
台
90
270
9
卧式离心水泵
TQW300-400C
3
台
75
225
10
卧式离心水泵
TQW200-315（Ⅰ）
7
台
55
385
11
卧式离心水泵
TQW200-400（Ⅰ）C
7
台
45
315
12
卧式离心水泵
TQW125-160A
1
台
18.5
18.5
13
卧式离心水泵
TQW125-160
1
台
22
22
15
全新风机组
XF050
55
台
2
110
14
合计
2
升级会员 