友谊实施方案.docx

1、友谊实施方案长沙市可再生能源建筑应用示范项目实施方案项目名称： 友谊大厦地源热泵系统 申报单位： 技术支撑单位: 湖南湖大瑞格能源科技有限公司 申报时间： 2013年6月6日 目 录一 工程项目概况 3二 设计依据、设计要求 3三 可再生能源建筑应用系统技术方案 43.1 技术方案概述 43.2 设计参数 43.3 负荷计算 53.4 冷、热源选择及配套设备选型 53.5 地源热泵系统设计： 63.5.1 地埋管换热系统设计 63.5.2 地源热泵吸热量与放热量平衡分析 73.5.3 空调水系统 83.5.4 运行控制方案空调控制方式 83.5.5 降噪、减振、环境协调等环保措施 9四 技术经

2、济分析 104.1 采用地源热泵方案项目总投资 104.2 项目增量成本分析 104.3 项目费效比、回收年限计算 104.4 节能量计算 12五 工程项目进度计划与安排 12六 效益及风险分析 126.1 环境影响分析（CO2等气体减排量） 126.2 工程项目特点 136.3 项目风险分析 13七 证明材料 13八 设计图纸 13一 工程项目概况本工程为1栋综合办公楼，总建筑面积43247.95平方米，其中地下3层为地下车库及设备用房，地下3层设置甲六级二等人员掩蔽所，地上为4层商业裙房，办公塔楼为27层，建筑高度为99.5米，为一类高层建筑。由于施工周期紧及相关政策要求，本项目拟采用地源

3、热泵系统为1层商业供冷及整栋办公楼的生活热水。二 设计依据、设计要求（1）采暖通风与空调调节设计规范GBJ50019-2003（2） 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012（3）岩土工程勘察规范GB50007-2002（4）建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002（5）通风与空调工程施工质量验收规范GB50234-2002（6）通风与空调工程施工规范GB-50738-2011（7）公共建筑节能设计标准GB50189-2005（8）地缘热泵系统工程技术规程GB50366-2003（9）地源热泵工程技术指南徐伟译（10）地缘热泵系统设计与应用马最良主编（1

4、1）地埋管地源热泵技术刁乃仁主编（12）湖南省地源热泵系统工程技术导则（13）总平面图、建筑平面图三 可再生能源建筑应用系统技术方案3.1 技术方案概述在本项目中，采用地源热泵空调系统为整栋办公楼提供生活热水及1层商业提供夏季空调，1层商业面积为550m2,，其他区域采用直燃型溴化锂机组中央空调系统。设计1层空调冷负荷为 120 kW，热水负荷为115kW。空调系统为建筑夏季提供7/12的冷冻水，全年提供50的生活热水。机组总制冷量为121.5kW，总制热量117kW，满足该项目制冷、制热及卫生热水要求。3.2 设计参数3.2.1 地源热泵空调与传统空调相关设计数据相同，室外设计参数如下：（1

5、） 大气压力：冬季101.96kPa; 夏季 99.92kPa（2） 室外干球温度：冬季t=-1.9；夏季t=35.8（3） 夏季室外计算湿球温度：t=27.7（4） 冬季最冷室外计算相对湿度：83%（5） 冬季tn=18; 夏季tn=26（6） 制冷期：150天3.2.2 室内计算参数：房间名称夏季冬季每人新风量标准（m3/h）温度（）相对湿度（）温度（）相对湿度（）大厅262865182010商业2628651820303.3 负荷计算友谊大厦总建筑面积4.23万m2，友谊大厦空调区域总面积21760m2，其中1层商业裙楼为地源热泵空调系统占550m2，其他区域采用直燃型溴化锂机组中央空调

6、系统。办公部分取单位冷负荷218W/m2，单位热负荷209W/m2；取平均使用系数0.75，则系统最大冷负荷121.5kW，最大热负荷为117kW。3.4 冷、热源选择及配套设备选型表3.1 满足该项目制冷、制热及卫生热水要求的机组参数R22额定制冷量kW121.5制冷功率kW25.5额定制热量kW117制热功率kW40电源型式三相五线 380V 50Hz控制方式PLC可编程控制器中文触摸屏智能控制注：（1）制冷标准工况：蒸发器进水温度12，蒸发器出水温度7；地源热泵冷凝器进出水温度25/30；水冷螺杆进出水温度30/35（2）制热标准工况：蒸发器进水温度15，蒸发器出水温度约10；冷凝器进水

7、温度40，冷凝器出水温度45；表3.2 与中央空调冷热源机组配套设备参数水泵型号数量（台）主要参数备注流量（m3/h）功率（kW）扬程（m）50-160(I)（地源侧水泵）218434.4一用一备50-160(I)A（生活热水泵）223.4328一用一备50-160(I)（空调负荷侧水泵）225432一用一备3.5 地源热泵系统设计：3.5.1 地埋管换热系统设计本工程夏季空调总制冷量为121.5kW，全年生活热水最大热负荷117kW，在夏季制冷负荷大于冬季制热负荷的前提条件下，选择按冬季制热总负荷作为地埋管换热系统的设计。初步设计钻井直径为135mm，钻井深度为100m/井，钻井间距为4.2

8、m，内置双U的De25地源热泵专用PE管。所需钻井长度：L=（12150025500）502940延米为确保地埋管换热器系统的长期安全运行，增加10%裕量是必须的，即实际钻井长度：L=2940延米1.1=3234延米按钻井深度100m/井，则钻井的数量：n=3234100=32个井实际设计钻井数量32个井，可以满足地源热泵机组的制冷要求。按照夏季制冷总负荷来进行地埋管设计。本工程地埋管换热系统设计形式主要采用双U的De25型地源热泵专用PE管作垂直埋管，钻孔相应直径为135mm，钻井深度为100m，钻井间距为4.2m。在本项目中，采用地源热泵系统的方案，地源热泵满足系统最大热负荷和最大冷负荷。

9、地源热泵系统地埋管部分的设计是根据的设计负荷而来的，其埋管的容量应该完全满足室内的设计负荷（即整个系统夏季的排热量，整个系统冬季的吸热量），根据现场的地质及埋管的区域情况，埋管形式采用双U，埋管深度为100m的形式。钻井和回填方式及回填料，比较浅的钻井深度6070米以内，采用旋转式钻机，比较深的或者地质构造复杂采用潜孔锤，要配空压机。遇到流沙层或者淤泥还要加套管或者泥浆护壁等保护措施。回填料宜采用原浆和专用回填料，回填方式为高压灌浆泵，带压充填，回填料需从钻井底部向上逐步充填至浆料冒出钻井口为止，回填料的传热系数需略大于土壤传热系数以强化换热。水平管道在连接之前管沟填沙200mm深，管道连接完

10、后再填沙200mm，然后再回填原土。管道在下放之前先试压，下放以后再试压，每组水平连接完后试压，整个系统连接完毕第四次试压，然后整个系统调试再进行第五次试压。系统调试和连接必须考虑管道中的空气完全排空和水流量平衡。3.5.2 地源热泵吸热量与放热量平衡分析（1）夏季空调地源热泵排热量为 QR1=（121.5+25.5）12150=264600kWh（2）全年生活热水地源热泵取热量为 QR2=（117-40）12365=337260kWh（3）全年热不平衡率（337260-264600）/337260=21.5%经理论计算，本项目全年热不平衡为21.5%，满足土壤全年热平衡需要。具体热平衡分析以

11、施工图设计阶段土壤热平衡分析计算软件计算结果为准。3.5.3 空调水系统1.空调水系统为两管制闭式机械循环，冷、热水输送夏季与冬季使用同一管道。2.每层水平干管均采用同程式。立管异程设平衡阀。3.空调水系统采用一次泵变水量系统，吊顶式空调机设电动二通调节阀比例积分调节水量，从而控制室内温度；吊顶式新风机组设电动二通阀调节阀比例积分调节水量，从而控制出风露点温度；风机盘管回水管上设电动两通阀，并就地设置带温度控制器的调速开关，从而控制室内温度。电动两通阀均为常闭型，空调器关闭时，联锁关闭水阀。4.制冷站内的集水器和分水器之间设置电动二通调节阀，根据最不利环路水压差，调节水泵和机组运行台数。5.空

12、调冷水系统通过设置于制冷站房的定压排气补水机组实现水系统的补水与定压。空调热水系统由热水锅炉房的定压排气补水机组实现水系统的补水与定压。6.空调补水采用软化水，制冷时由设置于制冷站房的全自动软水器制备。制热时由锅炉房内的全自动软水器制备。3.5.4 运行控制方案空调控制方式（1）螺杆式水源热泵机组可根据空调系统所需冷热负荷需要可自动调节或人工调节运行台数。全年制热水，平均每天运行时间为12小时，开启1台螺杆式水源热泵机组即可满足制热需要。夏季制冷时间为150天，螺杆式水源热泵机组平均每天运行时间为12小时。（2）空调机组为微电脑全自动控制，具备自动调节功能，根据设定参数进行能量调节，在满足冷热

13、负荷的同时实现系统最大限度节能的目的。（3）主机和水泵连锁，主机开启，相对应的水泵依次启动运行，如主机关闭则相应的水泵也依次停止运行；空调水系统采用一次系统，空气冷水循环水泵ER=0.0245。（4）本系统主机自带PLC精心群组控制，各主机按累计运行时间优先启停。（5）主机设RS485通讯接口，可与外界远程通讯传输数据。3.5.5 降噪、减振、环境协调等环保措施 1.采用高能效的螺杆+离心式中央空调系统； 2.采用高效节能通风设备，采用低噪声、低转速设备；3.冷水机组采用R134a环保冷媒；4.空调制冷站房采用中央空调冷热源集中节能与控制系统（机房群控系统）。5.吊顶式空调器设智能恒温变水量节

14、能控制系统。6.新风空调机组设新风机组节能控制系统。7.风机盘管配电动二通阀，设温控器调节风量，控制室内温度。8.车库根据CO浓度对通风机启停进行自动控制。9.风机及空调机组进出口均设消声器。10.吊装式风机及空调机组均设弹簧支吊架。落地式风机及空调机组均设橡胶隔振垫。11.水泵、冷水机组进、出水口连接的管路上设置柔性（减振）接头。四 技术经济分析4.1 采用地源热泵方案项目总投资示范项目中央空调工程系统总投资58万元，其中地埋管换热器投资为38万元，机房及管道部分投资为20万元。4.2 项目增量成本分析采用风冷热泵机组空调系统方案按夏季制冷量120kW，总制热量115kW，全年提供50的生活

15、热水，选用风冷热泵机组空调系统来满足空调与热水的需求。设备选型与投资：选用总制冷量65kW的风冷模块热泵机组2台，则总制冷量130kW。选用总制热量120kW的天然气常压锅炉1台（天然气实际热值7000kcal/Nm3，电功率3kW）。风冷热泵机组及机房布置工程投资30万元即本项目增量成本计算：本项目增量成本费用：58万元-30万元=28万元即本项目单位面积的增量成本为：280000元/550m2=509元/m24.3 项目费效比、回收年限计算1）地源热泵系统年运营费用计算a夏季制冷运营电费：（25.5kW+11kW）150天12小时/天0.750.648元/kWh=31930元b全年制热水运

16、营电费：（40kW+11kW）365天12小时/天0.750.648元/kWh=108562元全年运营费用合计：31930元+108562元=140492元/年，取14万元/年。2）常规能源年运行电量（风冷热泵系统）a夏季运营电费：（222kW+11kW）150天12小时/天0.750.648元/kWh=48114元b全年制热水运营电费：（21kW2+11kW）265天12小时/天0.750.648元/kWh=81910元c冬季热水运营天然气费用120kW86070000.8100天12小时/天3.05元/Nm30.75 =50586元d空调、热水、系统年运营费用合计：180610元/年，取1

17、8.06万元/年。 而地源热泵年节约运营费用： 18.06万元/年-14万元/年=4.06万元/年投资差为：4 6万元-30万元=16万元投资回收期：16万元4.06万元/年=3.94年,显然其经济效益是十分显著的。4.4 节能量计算该项目年节约运行费4.06万元/年，按照电价位0.648元/kWh，则年节约用电6.26万kWh五 工程项目进度计划与安排表4.1 进度计划安排表工作进度主要工作内容2008.102009.01桩基、空调地下管预埋2009.012009.12主体施工、空调主体管道预埋、预设2010.012010.04空调设备安装调试暨空调末端安装及调试2010.05空调验收、交付

18、使用六 效益及风险分析6.1 环境影响分析（CO2等气体减排量）地源热泵空调系统主要是通过消耗二次清洁能源（电能）从地球浅层土壤中吸热或散热的过程来满足建筑区域内空调需求，其过程不需要直接消耗一次能源（煤或天然气等）也就不直接产生CO2等造成温室效应的物质，即对环境的影响是微乎其微的。通过该项目的实施可实现节约标煤1490吨/年，减少CO2排量4031吨/年，减少SO2排量35.2吨/年，减少NOX30.2吨/年，减少烟尘排量14.7吨/年。6.2 工程项目特点由于受太阳光的照射和地球表面对太阳光等能量的长期吸收，地球上蕴藏热量十分巨大，接近于取之不竭，用之不尽，同时提取的热量相对于地球本身的

19、巨大热量来说又微乎其微根本不会对地球本身造成影响，因此，在目前全球性能源危机的前提条件下该类项目具有十分广泛的应用前景，其经济效益和社会效益将会十分显著。6.3 项目风险分析由于地源热泵技术是目前世界上技术最先进，同时又十分成熟的一项新型节能环保的空调技术，在欧美等发达国家已得到普遍的应用，我国近年也有多项工程得到了成功的运用，因此其技术上不存在难题。七 证明材料1. 工程建设报批手续、开发企业资质证明材料及其他批复文件2. 资金落实情况及配套资金证明文件八 设计图纸1. 项目效果图、总平面图2. 可再生能源系统设计说明和主要设备技术参数表3. 主要设备平面布置图及室外管网、布孔、设备等设施的平面位置图4. 系统流程图、控制原理图5. 暖通专业图纸（地源热泵用于空调）或给排水专业图纸（地源热泵用于生活热水系统）