地埋管地源热泵系统规划设计

*小区地埋管地源热泵系小区地埋管地源热泵系统设计规划统设计规划 第一章第一章 地源热泵特点地源热泵特点 第二章第二章 项目概况项目概况 第三章第三章 地埋管换热器设计地埋管换热器设计 第四章第四章 室外地源热泵循环干管系统设计室外地源热泵循环干管系统设计 第五章第五章 中央水泵站的设计中央水泵站的设计 第六章第六章 热水系统设计热水系统设计 第七章第七章 系统主机配置方案系统主机配置方案 第八章第八章 地源热泵空调系统经济性地源热泵空调系统经济性 第九章第九章 地源热泵系统制取热水与太阳能系统制地源热泵系统制取热水与太阳能系统制 取专题分析取专题分析 第十章第十章 结论结论第一章 地源热泵特点 地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地源热泵系统根据地热能交换系统形式的不同，分为地埋管地源地埋管地源热泵系统热泵系统（简称地埋管系统）、（简称地埋管系统）、地下水地源热泵系统地下水地源热泵系统（简称地下水系（简称地下水系统）和统）和地表水地源热泵系统地表水地源热泵系统（简称地表水系统）。其中地埋管地源热（简称地表水系统）。其中地埋管地源热泵系统，也称地耦合系统或土壤源地源热泵系统，考虑实际应用中人泵系统，也称地耦合系统或土壤源地源热泵系统，考虑实际应用中人们的称呼习惯，同时便于理解，本规范定义为地埋管地源热泵系统。们的称呼习惯，同时便于理解，本规范定义为地埋管地源热泵系统。地表水系统中的地表水是一个广义概念，包括河流、湖泊、海水、中地表水系统中的地表水是一个广义概念，包括河流、湖泊、海水、中水或达到国家排放标准的水或达到国家排放标准的污水污水、废水等。只要是以岩土体、地下水或、废水等。只要是以岩土体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系地表水为低温热源，由水源热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统，统称为地源热泵系统。统组成的供热空调系统，统称为地源热泵系统。地源热泵技术是利用水体温度相对稳定的特性，通过输入少量的地源热泵技术是利用水体温度相对稳定的特性，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现水体与建筑物内部的热量交换，使低品位高品位能源（如电能），实现水体与建筑物内部的热量交换，使低品位热能向高品位转变的冷、暖两用空调系统。对终端用户来说特别需要了热能向高品位转变的冷、暖两用空调系统。对终端用户来说特别需要了解以下几个问题：解以下几个问题：1 1、高效、节能（节能率达、高效、节能（节能率达、高效、节能（节能率达、高效、节能（节能率达40%-70%40%-70%）地源热泵系统在提供能量的时候，地源热泵系统在提供能量的时候，70%70%的能源来源于水体，的能源来源于水体，30%30%的能源来自电力，的能源来自电力，用于将水体中的热量用于将水体中的热量“搬运搬运”至室内。从能量至室内。从能量转换的角度看，锅炉（电、燃料）供热系统，供热时只能将转换的角度看，锅炉（电、燃料）供热系统，供热时只能将90%90%以上以上的电能或的电能或707090%90%的燃料内能转换为热量供用户使用，而的燃料内能转换为热量供用户使用，而地源热泵的地源热泵的能效比最高可达能效比最高可达4.74.7。因此它要比电锅炉加热。因此它要比电锅炉加热节省三分之二以上节省三分之二以上的电能，的电能，比燃料锅炉比燃料锅炉节省二分之一以上节省二分之一以上的能量；的能量；运行费用仅为各种采暖系统的运行费用仅为各种采暖系统的30-50%30-50%。对于大型建筑，在过渡季节，可以同时实现外区供热和内区。对于大型建筑，在过渡季节，可以同时实现外区供热和内区制冷，还可以将内区的热量转移到外区，从而更为节能。据美国环保署制冷，还可以将内区的热量转移到外区，从而更为节能。据美国环保署EPAEPA统计，设计安装良好的地源热泵，平均可以统计，设计安装良好的地源热泵，平均可以节约用户节约用户4040以上空以上空调供热制冷的运行费用调供热制冷的运行费用。用温控器对热泵机组进行恒温控制，可根据室内人员的增减及室外用温控器对热泵机组进行恒温控制，可根据室内人员的增减及室外阳光直射等负荷的变化控制机组的停启，将室内温度始终恒定在设定的阳光直射等负荷的变化控制机组的停启，将室内温度始终恒定在设定的温度范围内，既可达到制冷（或供热）的舒适效果，又可以避免浪费能温度范围内，既可达到制冷（或供热）的舒适效果，又可以避免浪费能源，使能源的利用和室内环境舒适程度最优化。这样不仅节省运行费用，源，使能源的利用和室内环境舒适程度最优化。这样不仅节省运行费用，而且便于分层、分区进行控制、计量，进而实现最大节能。而且便于分层、分区进行控制、计量，进而实现最大节能。2 2、绿色、环保、绿色、环保、绿色、环保、绿色、环保 地源热泵机组的运行地源热泵机组的运行没有任何污染没有任何污染，可以建造在居民区内，不需，可以建造在居民区内，不需要锅炉、冷却塔等设备，没有煤、油、天然气等燃烧排放物污染，不要锅炉、冷却塔等设备，没有煤、油、天然气等燃烧排放物污染，不需要堆放燃料废物的场地，不用远距离输送热量。需要堆放燃料废物的场地，不用远距离输送热量。3 3、使用寿命长，维护费用低、使用寿命长，维护费用低、使用寿命长，维护费用低、使用寿命长，维护费用低 地源热泵系统主机设备地源热泵系统主机设备使用寿命长达使用寿命长达2525年年，地下换热器采用高密，地下换热器采用高密度聚乙烯塑管，度聚乙烯塑管，寿命长达寿命长达5050年以上年以上。系统。系统不设室外机不设室外机，不设冷却塔不设冷却塔，设备维修简易，费用低廉，地下换热器正常使用条件下无须维护。设备维修简易，费用低廉，地下换热器正常使用条件下无须维护。整个地源热泵中央空调系统整个地源热泵中央空调系统采用可编程、智能化的远程中央计算采用可编程、智能化的远程中央计算机控制机控制，具有随人流变化而自动调整地源热泵制冷或供暖，实现了节，具有随人流变化而自动调整地源热泵制冷或供暖，实现了节能最大化，运行费用最小化；它还可设置显示和实时记录功能，可存能最大化，运行费用最小化；它还可设置显示和实时记录功能，可存储、分析各种采暖、制冷、维修等经济及技术数据，促进系统运行的储、分析各种采暖、制冷、维修等经济及技术数据，促进系统运行的最优化。最优化。4 4、运行稳定可靠、运行稳定可靠、运行稳定可靠、运行稳定可靠水体温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动水体温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动（在一定深度下，其（在一定深度下，其温度波动在温度波动在10C10C以下以下）。是很好的热泵热源和空）。是很好的热泵热源和空调冷源，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和调冷源，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜和夏季保护等难点问题。经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜和夏季保护等难点问题。5 5、一机多用，应用范围广、一机多用，应用范围广、一机多用，应用范围广、一机多用，应用范围广 地源热泵系统可地源热泵系统可供暖供暖、空调空调，还可供，还可供生活热水生活热水，一机多用，一，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，地源热泵有着明显的优点。不仅节省时有供热和供冷要求的建筑物，地源热泵有着明显的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少减少了设备的初投资了设备的初投资。地源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建。地源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。6 6、可分期安装，分户计量、可分期安装，分户计量、可分期安装，分户计量、可分期安装，分户计量 可可分期分期、分批投资分批投资安装主机，不占压开发资金。可实现安装主机，不占压开发资金。可实现独立计费独立计费、分户计量分户计量，方便业主对整个系统的管理；并可按照用户要求实现从最，方便业主对整个系统的管理；并可按照用户要求实现从最简单（起停、供热、制冷三档）到简单（起停、供热、制冷三档）到全智能全智能、网络化网络化的控制方式。的控制方式。7 7、地源热泵中央空调与常规中央空调的比较（见下图）、地源热泵中央空调与常规中央空调的比较（见下图）、地源热泵中央空调与常规中央空调的比较（见下图）、地源热泵中央空调与常规中央空调的比较（见下图）项目项目 地源热泵中央空调地源热泵中央空调 溴化锂吸收式直溴化锂吸收式直燃机组燃机组 水冷机组水冷机组+燃燃油油(气气)热水锅热水锅炉炉 水冷机组水冷机组+电电热锅炉热锅炉 家用空调家用空调 占地面占地面积积 机房占地面积小机房占地面积小,可采用小可采用小机组灵活安装在各个房间机组灵活安装在各个房间,可不用专用机房可不用专用机房 机房占用面积较大机房占用面积较大 需要冷冻房和锅炉房需要冷冻房和锅炉房,占用面积较大占用面积较大 需要冷冻房和锅炉房需要冷冻房和锅炉房,占用面积较大占用面积较大 安装在屋面或室外安装在屋面或室外,安装烦琐安装烦琐,维修不便维修不便 设备寿设备寿命命 2525年以上年以上 10-1510-15年年 冷水机组冷水机组2020年年燃油锅炉燃油锅炉1010年年 冷水机组冷水机组2020年年电锅炉电锅炉1515年年 1010年年 水资源水资源消耗消耗 利用土壤和地下水的热量利用土壤和地下水的热量,不消耗水资源不消耗水资源 夏季冷却水消耗量为循环夏季冷却水消耗量为循环量的量的1-2%,1-2%,冬季供热的冬季供热的排污补水排污补水 夏季冷却水消耗量为夏季冷却水消耗量为循环量的循环量的1-2%,1-2%,冬季冬季供热的排污补水供热的排污补水 夏季冷却水消耗量为夏季冷却水消耗量为循环量的循环量的1-2%,1-2%,冬季冬季供热的排污补水供热的排污补水 不消耗水资源不消耗水资源 能源消能源消耗耗 电能电能,能效比为能效比为4-64-6以上以上 燃油或燃气燃油或燃气,能源利用系能源利用系数数80%80%夏季夏季:利用电能利用电能,能效能效比为比为3.5-4.5,3.5-4.5,冬季冬季:燃油或燃气燃油或燃气,能源利能源利用系数用系数80%80%夏季夏季:利用电能利用电能,能效能效比为比为3.5-4.5,3.5-4.5,冬季冬季:气气,能源利用系数能源利用系数90-90-95%95%电能电能,额定工况下能额定工况下能耗比耗比3.0-3.53.0-3.5随气温不同有较大变随气温不同有较大变化化 环境保环境保护护 无燃烧无燃烧 无污染无污染 有燃烧污染有燃烧污染,冷却塔有一冷却塔有一定的噪音和水霉菌污染定的噪音和水霉菌污染有燃烧污染有燃烧污染,冷却塔冷却塔有一定的噪音和水霉有一定的噪音和水霉菌污染菌污染 无燃烧污染无燃烧污染,冷却塔冷却塔有一定的噪音和水霉有一定的噪音和水霉菌污染菌污染 噪音较大噪音较大 设备维设备维护和运护和运用用 系统组成简单系统组成简单,运行费用低运行费用低,维护方便维护方便,节约节约80-90%80-90%费用费用 水泵和冷却塔能耗较大水泵和冷却塔能耗较大,机组冷量衰减快机组冷量衰减快,维护和维护和运营费用高运营费用高 需要制冷和加热两套需要制冷和加热两套机组和人员机组和人员,运行维运行维护复杂护复杂,锅炉房需要锅炉房需要设置安全措施设置安全措施 需要制冷和加热两套需要制冷和加热两套机组和人员机组和人员,运行维运行维护复杂护复杂,冬季运行费冬季运行费用高用高 热泵性能受到气温影热泵性能受到气温影响大响大,运行费用较高运行费用较高 控制灵控制灵活性活性 可分区域控制，各区域可可分区域控制，各区域可单独制冷或制热，互不影单独制冷或制热，互不影响响集中控制，不能单独选择集中控制，不能单独选择制冷或制热制冷或制热 集中控制，不能单独集中控制，不能单独选择制冷或制热选择制冷或制热 集中控制，不能单独集中控制，不能单独选择制冷或制热选择制冷或制热 集中控制，不能单独集中控制，不能单独选择制冷或制热选择制冷或制热 投投 资资 可分期投资，根据需要逐可分期投资，根据需要逐台加装地源热泵机组台加装地源热泵机组 必须一次性投资必须一次性投资 必须一次性投资必须一次性投资 必须一次性投资必须一次性投资 可分期投资可分期投资第二章 项目概况 一、工程建筑概况一、工程建筑概况一、工程建筑概况一、工程建筑概况 项目所在地苏州属亚热带湿润气候，年平均气温项目所在地苏州属亚热带湿润气候，年平均气温15.315.3，年降水，年降水量量1106.51106.5毫米，毫米，6 6月中旬月中旬7 7月初为梅雨季节。月初为梅雨季节。7 78 8月极端最高气温月极端最高气温有时高达有时高达4040，一般也在，一般也在3535左右。左右。苏州地区全年气候资源统计苏州地区全年气候资源统计 本项目名称为本项目名称为*小区小区DD组团地块，根据甲方提供的规划设计方案组团地块，根据甲方提供的规划设计方案及江苏省及江苏省*设计院提供的设计院提供的6 6栋叠加别墅设计图纸，通过估算获知栋叠加别墅设计图纸，通过估算获知DD组组团地块总建筑面积（含地下团地块总建筑面积（含地下1 1层提供给业主使用的面积）为层提供给业主使用的面积）为62920m62920m2 2。建筑物拟使用空调面积情况建筑物拟使用空调面积情况 空调形式计划采用空调形式计划采用地埋管地源热泵系统地埋管地源热泵系统（通过地下打井埋管进（通过地下打井埋管进行冷热源换热），即土壤源偶合热泵的热源形式集中供给冷热源，各行冷热源换热），即土壤源偶合热泵的热源形式集中供给冷热源，各户的空调选用水水式全热回收地源热泵机组。户的空调选用水水式全热回收地源热泵机组。每户一台每户一台，此系统空调，此系统空调形式即完全发挥了地源热泵系统运行费用形式即完全发挥了地源热泵系统运行费用低廉低廉的绝对优势，同时又可的绝对优势，同时又可实现实现分户使用控制分户使用控制，各业主根据需要开启空调机组并能提供，各业主根据需要开启空调机组并能提供卫生生活卫生生活热水热水，通过，通过中央泵房中央泵房的自动伺服运行，为各运行空调机组提供冷热源。的自动伺服运行，为各运行空调机组提供冷热源。二、系统总冷热负荷计算二、系统总冷热负荷计算二、系统总冷热负荷计算二、系统总冷热负荷计算 该组团的开发步骤和设计院出图步骤为按区域、分阶段逐步开发；该组团的开发步骤和设计院出图步骤为按区域、分阶段逐步开发；为配合这样的特点，空调系统的设计，亦根据开发步骤，考虑建筑功为配合这样的特点，空调系统的设计，亦根据开发步骤，考虑建筑功能要求、结合空调需要的能源配套，以有利于控制投资节奏为出发点，能要求、结合空调需要的能源配套，以有利于控制投资节奏为出发点，综合考虑。综合考虑。根据设计图提供的本工程总体夏季冷负荷根据设计图提供的本工程总体夏季冷负荷5912 5912 kwkw，冬季热负，冬季热负荷荷4138kw4138kw。三、设计依据三、设计依据三、设计依据三、设计依据 设计规范依据设计规范依据 1 1）采暖通风与空气调节设计规范采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003GB50019-2003）2 2）地源热泵系统工程技术规范地源热泵系统工程技术规范 （GB50366-2005GB50366-2005）20092009版版 3 3）通风与空调工程施工及验收规范通风与空调工程施工及验收规范（GB502432002GB502432002）4 4）给排水管道施工及验收规范给排水管道施工及验收规范 （GB50286-97GB50286-97）5 5）建筑给水排水设计规范建筑给水排水设计规范 （GB50015-2003GB50015-2003）6 6）电气装置安装工程施工及验收规范电气装置安装工程施工及验收规范（GB50254/9-1996GB50254/9-1996）7 7）建筑安装分项施工技术操作规范建筑安装分项施工技术操作规范 （DB21-900-1996DB21-900-1996）8 8）外墙外保温工程技术规程外墙外保温工程技术规程 （LGL144-2004LGL144-2004）室外参数（常熟）室外参数（常熟）位置：北纬位置：北纬31.4631.46，东经，东经119.57119.57 空调室外气象参数空调室外气象参数 四、主机选型四、主机选型四、主机选型四、主机选型 本工程设计根据实际情况设置为本工程设计根据实际情况设置为每户一台每户一台。主机选用。主机选用水水式全热水水式全热回收地源热泵机组回收地源热泵机组，具体型号参见设计图设计施工说明确认，满足具体型号参见设计图设计施工说明确认，满足建筑建筑制冷制冷、采暖采暖、生活热水生活热水的需要。的需要。第三章 室外地埋管换热器设计 一、设计思路一、设计思路一、设计思路一、设计思路 据设计院提供建筑建筑物负荷指标估算空调总冷负荷为据设计院提供建筑建筑物负荷指标估算空调总冷负荷为5912KW5912KW，总热负荷为，总热负荷为4138KW,4138KW,设计和计算均依据：设计和计算均依据：（1 1）设计图纸和甲方提供的总体规划平面图；）设计图纸和甲方提供的总体规划平面图；（2 2）甲方提供的由）甲方提供的由*大学完成的大学完成的热响应测试报告热响应测试报告。根据工程现状和建筑场地条件，采用根据工程现状和建筑场地条件，采用竖直双竖直双U U埋管埋管的形式。换热的形式。换热管采用管采用外径外径25mmPE10025mmPE100聚乙烯管，设计在小区空地及建筑基坑范聚乙烯管，设计在小区空地及建筑基坑范围内打孔，围内打孔，孔径孔径150mm150mm，设计，设计有效换热深度为有效换热深度为88m88m，孔间距孔间距4.0m4.0m。约每约每1212个孔为一组个孔为一组（局部因便于水平管敷设及避让桩基做相应调整）。（局部因便于水平管敷设及避让桩基做相应调整）。考虑避让其他专业管线，如给排水管、电缆等，同时考虑管路热量损考虑避让其他专业管线，如给排水管、电缆等，同时考虑管路热量损失、成孔困难、预留进出重型失、成孔困难、预留进出重型设备设备及车道位置等情况。由于埋管数量及车道位置等情况。由于埋管数量比较多，为便于检修，将比较多，为便于检修，将换热孔分为换热孔分为1313个分区个分区，每个分区每个分区6 6组并设检组并设检修井修井。埋管区域地埋管。埋管区域地埋管水平干管埋深在地下水平干管埋深在地下2m2m以下以下（避开其他专业（避开其他专业管线）。管线）。本设计采用本设计采用一级分集水器一级分集水器，一级分集水器置于专设的检查井内。，一级分集水器置于专设的检查井内。分组的地埋管环路首先接入相应的一级分集水器，为了合理分配各个分组的地埋管环路首先接入相应的一级分集水器，为了合理分配各个环路的水量，在一级集水器总管上加装平衡阀；各地埋管一级分集水环路的水量，在一级集水器总管上加装平衡阀；各地埋管一级分集水总管按同程布置再接入机房内。这样就避免了环路过多且各个环路阻总管按同程布置再接入机房内。这样就避免了环路过多且各个环路阻力相差过大造成的水力失调现象。力相差过大造成的水力失调现象。回填料回填料特性：垂直地埋管使用特性：垂直地埋管使用膨润土及沙石膨润土及沙石回填，以保证和周边回填，以保证和周边土壤的换热系数大体一致。土壤的换热系数大体一致。地表地沟回填料用细砂地表地沟回填料用细砂，应采用网孔不大于，应采用网孔不大于2mm2mm2mm2mm的筛进的筛进行过筛，保证砂子不含有尖利的岩石块和其他碎石。为保证回填均匀行过筛，保证砂子不含有尖利的岩石块和其他碎石。为保证回填均匀且回填料与管道紧密接触，回填应在管道两侧同步进行，管道之间的且回填料与管道紧密接触，回填应在管道两侧同步进行，管道之间的回填压实应与管道槽壁之间的回填压实对称进行，各回填压实应与管道槽壁之间的回填压实对称进行，各压实面的高差不压实面的高差不宜超过宜超过30cm30cm。管腋部采用。管腋部采用人工回填人工回填，确保塞实、捣实。重点做好，确保塞实、捣实。重点做好管管道层上方道层上方15cm15cm范围内的回填范围内的回填。管道两侧和管顶以上管道两侧和管顶以上50cm50cm范围内范围内，应采用轻夯实，严禁压实机具直接作用在管道上。应采用轻夯实，严禁压实机具直接作用在管道上。二、地埋管计算二、地埋管计算二、地埋管计算二、地埋管计算 系统夏季放热量估算系统夏季放热量估算 得出地源热泵系统所需总冷热负荷后，即可进行地埋管换热器估得出地源热泵系统所需总冷热负荷后，即可进行地埋管换热器估算。地源系统取热量和放热量与系统冷（热）负荷和热泵机组的输入算。地源系统取热量和放热量与系统冷（热）负荷和热泵机组的输入功率有关。以热负荷取值计算，系统冬季取热量计算如下：功率有关。以热负荷取值计算，系统冬季取热量计算如下：Q=QR*Q=QR*（1-1/e1-1/e）(公式公式1)1)式中：式中：QQ冬季机组向地下取热量，冬季机组向地下取热量，KWKW；QRQR冬季装机热负荷，冬季装机热负荷，KWKW；e-e-热泵制热能效比，热泵制热能效比，4 4 Q=4817*Q=4817*（1-1/41-1/4）=3612KW=3612KW。考虑系统峰值负荷或土壤等不定因素，取考虑系统峰值负荷或土壤等不定因素，取放大系数放大系数1.141.14。即冬。即冬季地埋管系统所需提供季地埋管系统所需提供吸热量约为吸热量约为4117KW4117KW。地埋孔数量地埋孔数量 钻孔数量可根据所需换热量、钻孔尝试、单位长度换热量计算。钻孔数量可根据所需换热量、钻孔尝试、单位长度换热量计算。钻孔的单位长度换热量应采用测试孔进行换热实验，实测地埋管换热钻孔的单位长度换热量应采用测试孔进行换热实验，实测地埋管换热器取热能力、放热能力。该项目甲方委托扬大做了换热实验，器取热能力、放热能力。该项目甲方委托扬大做了换热实验，每延米每延米换热能力换热能力50W50W（按照业主提供测试报告最低数值与最高数值的中间数（按照业主提供测试报告最低数值与最高数值的中间数值计算）。孔数量按下式计算：值计算）。孔数量按下式计算：N=Q/50/88=4117*1000/50/88=935N=Q/50/88=4117*1000/50/88=935个个个个 式中：式中：N-N-所需钻孔个数，所需钻孔个数，QQ夏季系统放热量夏季系统放热量第四章 室外地源热泵循环干管系统设计 本设计方案按以下设计思路：本设计方案按以下设计思路：a.a.所有地源热泵循环干管采用直埋设计。所有地源热泵循环干管采用直埋设计。埋深埋深2m2m。b.b.干管与支管连接处设干管与支管连接处设检查井检查井。c.c.考虑整个循环水系统的平衡，循环干管采用考虑整个循环水系统的平衡，循环干管采用同程式同程式设计。设计。d.d.所有干管均采用所有干管均采用无缝钢管无缝钢管。阀门材质均采用。阀门材质均采用铸钢阀门铸钢阀门，安全可，安全可 靠。靠。e.e.直埋干管考虑管道热胀冷缩直埋干管考虑管道热胀冷缩补偿量补偿量。f.f.直埋干管考虑管直埋干管考虑管防腐防腐措施。措施。g.g.若出现管线交叉问题，循环水干管、给水干管、污水干管布置若出现管线交叉问题，循环水干管、给水干管、污水干管布置优先顺序依次为污水干管、循环水干管、给水干管。优先顺序依次为污水干管、循环水干管、给水干管。第五章 中央水泵站的设计 中央水泵站的设计按以下原则设计：中央水泵站的设计按以下原则设计：a.a.所有水泵容量充足，完全满足总流量要求且并联运行所有水泵容量充足，完全满足总流量要求且并联运行 b.b.水泵的吸入端应该配备带滤网的空气分离器、泻水排污阀和放水泵的吸入端应该配备带滤网的空气分离器、泻水排污阀和放气阀，以上措施也可以阻止在设备维修时入侵系统的空气进入地热交气阀，以上措施也可以阻止在设备维修时入侵系统的空气进入地热交换器。换器。c c注水或补水管路必须设置逆止阀、关断阀、减压阀、隔膜式膨注水或补水管路必须设置逆止阀、关断阀、减压阀、隔膜式膨胀灌，并与顶部的空气分离器相连接。胀灌，并与顶部的空气分离器相连接。d.d.确定由于环路温度变化引起的系统容积的最大变化，并据此进确定由于环路温度变化引起的系统容积的最大变化，并据此进行隔膜式膨胀灌的选型。行隔膜式膨胀灌的选型。e.e.在水泵前后各设置一个断阀以确保能够将系统关断，设置逆止在水泵前后各设置一个断阀以确保能够将系统关断，设置逆止阀的目的式防止水锤的产生，并通过标定过的平衡阀阀的目的式防止水锤的产生，并通过标定过的平衡阀/孔板来测量总孔板来测量总流量。流量。f.f.确信中央水泵站中的元件和管件能负担系统运行时的预期水压。确信中央水泵站中的元件和管件能负担系统运行时的预期水压。利用热泵机组的利用热泵机组的热回收系统热回收系统，置换（加热）到，置换（加热）到45-5545-55（可调）（可调）的生活热水，储水罐与热泵机组为承压密闭方式的生活热水，储水罐与热泵机组为承压密闭方式循环制热循环制热，循环水泵，循环水泵与机组联动并配有单独的控制和操作显示面板，自动运行，热水利用与机组联动并配有单独的控制和操作显示面板，自动运行，热水利用自来水的压力送出，在供水管路上设计安装一台循环水泵，并设有温自来水的压力送出，在供水管路上设计安装一台循环水泵，并设有温度自动控制装置，使管道内的热水温度自动度自动控制装置，使管道内的热水温度自动“恒温恒温”消除冷水头，在消除冷水头，在提供热水的同时还承担提供热水的同时还承担节水节水的责任，制热储水罐根据热水用量定制的责任，制热储水罐根据热水用量定制,采用不锈钢材料加工制作，管道采用采用不锈钢材料加工制作，管道采用PP-RPP-R管材管材，系统安装完毕罐体，系统安装完毕罐体及管道作保温处理及管道作保温处理 第六章 热水系统的设计 第七章 系统主机配置方案 一、主机运行参数一、主机运行参数 系统初步选择，采用系统初步选择，采用水水式地源热泵机组约水水式地源热泵机组约174174台台，机组运行参，机组运行参数如下：数如下：注：详细参数见地源热泵机组产品样本注：详细参数见地源热泵机组产品样本 二、机组系统运行原理二、机组系统运行原理 三、地源系统运行原理三、地源系统运行原理 典型地埋管地源热泵系统运行原理图典型地埋管地源热泵系统运行原理图典型地埋管地源热泵系统运行原理图典型地埋管地源热泵系统运行原理图 竖直地埋管与集分水器、机房连接示意图竖直地埋管与集分水器、机房连接示意图 第八章 地源热泵空调系统经济性 一、一、一、一、地埋管换热器及主机初投资概算地埋管换热器及主机初投资概算地埋管换热器及主机初投资概算地埋管换热器及主机初投资概算(元元元元)说明：有效深度指负二层基坑下一米开始计算。二、国内相关资料中对制冷采暖空调形式费用比较二、国内相关资料中对制冷采暖空调形式费用比较二、国内相关资料中对制冷采暖空调形式费用比较二、国内相关资料中对制冷采暖空调形式费用比较 三、经济性分析三、经济性分析三、经济性分析三、经济性分析 地源热泵系统地源热泵系统地源热泵系统地源热泵系统-初投资分析初投资分析初投资分析初投资分析 为使分析报告具可比性，特与以下系列机组进行对照：为使分析报告具可比性，特与以下系列机组进行对照：1 1、变冷媒流量（变频）形式主机及各类冷媒直接蒸发的室内送、变冷媒流量（变频）形式主机及各类冷媒直接蒸发的室内送风机风机 2 2、地源热泵系统、地源热泵系统 据每户负荷计算出多联机系统数量及配置可计算出系统所需功率。据每户负荷计算出多联机系统数量及配置可计算出系统所需功率。由于室内部分两个系统相差不大，且项目不考虑室内安装，现只对地由于室内部分两个系统相差不大，且项目不考虑室内安装，现只对地源热主机、水泵功率与多联机室外机功率进行比较。源热主机、水泵功率与多联机室外机功率进行比较。地源热泵与多联机型号对照表地源热泵与多联机型号对照表 计算依据计算依据计算依据计算依据 以具体设备参数以具体设备参数(见机组性能参数表见机组性能参数表)；由于室内部分初投资大致相等由于室内部分初投资大致相等,故这里只比较室外设备部分故这里只比较室外设备部分;机组机组价格为市场中档品牌估价价格为市场中档品牌估价,不考虑地区差异；不考虑地区差异；说明：初投资估价不含室内部分说明：初投资估价不含室内部分说明：初投资估价不含室内部分说明：初投资估价不含室内部分初投资直线比较图初投资直线比较图初投资直线比较图初投资直线比较图 四、性能分析四、性能分析四、性能分析四、性能分析项目项目项目项目地源热泵地源热泵地源热泵地源热泵VRVVRV空调空调空调空调初投资初投资初投资初投资较高较高 一般一般 能效能效能效能效 电能电能,能效比为能效比为4.5-6 4.5-6 电能电能,额定工况下能耗比额定工况下能耗比2.6-3.22.6-3.2随气温不同有较大随气温不同有较大变化变化 适用建筑适用建筑适用建筑适用建筑 大中型大中型 中小型中小型(作用半径小作用半径小)运行费用运行费用运行费用运行费用 低（比一般的中央空调节约低（比一般的中央空调节约30%-50%30%-50%）较高（不同负荷下调节室外机的输出功率达到节能较高（不同负荷下调节室外机的输出功率达到节能效果，系统在低、高负荷时不节能）效果，系统在低、高负荷时不节能）设备结构设备结构设备结构设备结构 一台机组就可以实现制冷、制热和生活热水一台机组就可以实现制冷、制热和生活热水 一套系统实现制冷和制热，无生活热水功能一套系统实现制冷和制热，无生活热水功能 噪声水平噪声水平噪声水平噪声水平 低（机组只有压缩机噪音，一般为低（机组只有压缩机噪音，一般为45-55 45-55 dBAdBA）较低（机组涡旋压缩机和风扇都产生噪音，机组高较低（机组涡旋压缩机和风扇都产生噪音，机组高频运转时噪音较大，一般为频运转时噪音较大，一般为65-70dBA65-70dBA）机房占地机房占地机房占地机房占地 要小型机房，面积较小；本项目空调机组安排在地下室隐要小型机房，面积较小；本项目空调机组安排在地下室隐蔽处、泵房用于地源测循环蔽处、泵房用于地源测循环 室外机可放置于屋顶，但对建筑承重有要求，机组室外机可放置于屋顶，但对建筑承重有要求，机组不宜设置过密，铜管路不可超长，否则影响效果不宜设置过密，铜管路不可超长，否则影响效果使用寿命使用寿命使用寿命使用寿命 无日晒雨淋风险，寿命长（可达无日晒雨淋风险，寿命长（可达2525年以上）年以上）一般（可达一般（可达10-1510-15年）年）维护管理维护管理维护管理维护管理 简单（系统采用自控系统，系统简单，易损件少，无须专简单（系统采用自控系统，系统简单，易损件少，无须专业技术人员，维护费用低）业技术人员，维护费用低）较复杂（由于系统控制系统复杂，随着管道的加长，较复杂（由于系统控制系统复杂，随着管道的加长，对管材材质、制造工艺的要求也提高；系统焊点多，对管材材质、制造工艺的要求也提高；系统焊点多，渗漏几率大，且系统补充制冷剂量、冷冻油大，费渗漏几率大，且系统补充制冷剂量、冷冻油大，费用高）用高）系统稳定性系统稳定性系统稳定性系统稳定性 好（由于地下土壤几乎不受气候影响，温度年变化极小）好（由于地下土壤几乎不受气候影响，温度年变化极小）差（主机与室内机高差大于差（主机与室内机高差大于100100米时时，回油不畅，米时时，回油不畅，会致使压缩机烧毁。在最热季和最冷季将会出现大会致使压缩机烧毁。在最热季和最冷季将会出现大幅能量衰减，一般为幅能量衰减，一般为10%-30%10%-30%）综合利用综合利用综合利用综合利用 空调系统运行时，利用运行的余热可以制取生活热水，特空调系统运行时，利用运行的余热可以制取生活热水，特别夏季运行时，热水的获得不需消耗其它能源。别夏季运行时，热水的获得不需消耗其它能源。无无控制灵活性控制灵活性控制灵活性控制灵活性 可分区域控制，各区域可单独制冷或制热，互不影响可分区域控制，各区域可单独制冷或制热，互不影响 可分区域控制，各区域单独制冷或制热，互不影响可分区域控制，各区域单独制冷或制热，互不影响 计算依据计算依据计算依据计算依据 制冷期制冷期5 5个月，制热期个月，制热期3 3个月；个月；空调运行时间为每天空调运行时间为每天1212小时；小时；由于空调机组存在经常开停现象，设停机系数为由于空调机组存在经常开停现象，设停机系数为0.80.8；电费按电费按0.60.6元元/度；度；系统的水泵及末端风机盘管的耗电量较小，这里主要分析主机的能系统的水泵及末端风机盘管的耗电量较小，这里主要分析主机的能耗。耗。建筑物各负荷比例的天数建筑物各负荷比例的天数(参考参考)：负荷率分布表负荷率分布表负荷率分布表负荷率分布表五、运行费用分析五、运行费用分析五、运行费用分析五、运行费用分析机组耗电功率机组耗电功率机组耗电功率机组耗电功率地源热泵系统运行费用地源热泵系统运行费用地源热泵系统运行费用地源热泵系统运行费用VRVVRV机组运行费用机组运行费用机组运行费用机组运行费用 运行费用直线比较图运行费用直线比较图运行费用直线比较图运行费用直线比较图 六、维护费用分析六、维护费用分析六、维护费用分析六、维护费用分析 综合分析综合分析综合分析综合分析 说明：说明：1.以上数据均出于理论推算，实际报价根据暖通图纸及工以上数据均出于理论推算，实际报价根据暖通图纸及工 程要求核定，如有误差，敬请谅解。程要求核定，如有误差，敬请谅解。2室内安装部分未纳入分析。室内安装部分未纳入分析。3、初投资部分没有包括太阳能投资。、初投资部分没有包括太阳能投资。差价两两比较差价两两比较差价两两比较差价两两比较 以上多联机运行费是标况下运行费用，考虑到多联机冬季能以上多联机运行费是标况下运行费用，考虑到多联机冬季能耗会增加耗会增加20%左右左右,夏季室外高温情况下，能耗会增加夏季室外高温情况下，能耗会增加10%左左右，综合考虑，多联机运行费会再增加右，综合考虑，多联机运行费会再增加15%左右（按平均能耗左右（按平均能耗计算）。计算）。多联机系统比地源热泵系统在冷热泵侧运行费用上每年要多多联机系统比地源热泵系统在冷热泵侧运行费用上每年要多出出600000元。元。综上所述：地源热泵空调系统较之多联机系统初投资综上所述：地源热泵空调系统较之多联机系统初投资主要高在地埋管换热器上，而运行费用则大大低于多联机主要高在地埋管换热器上，而运行费用则大大低于多联机空调系统，节约能耗约空调系统，节约能耗约40%左右。社会效益、环境保护左右。社会效益、环境保护效益及业主享受的空气调节品质明显提高，业主后期使用效益及业主享受的空气调节品质明显提高，业主后期使用的空调成本明显下降。的空调成本明显下降。第九章第九章 地源热泵系统制取热水与太阳地源热泵系统制取热水与太阳 一、各种热源热值一、各种热源热值一、各种热源热值一、各种热源热值 能系统制取热水专题分析能系统制取热水专题分析 二、二、二、二、1 1吨热水成本分析吨热水成本分析吨热水成本分析吨热水成本分析 注：1、吨生活热水所需热值为40000大卡（按400C温差计算）2、以上未计算循环水泵耗能 三、项目生活热水制取运行分析三、项目生活热水制取运行分析三、项目生活热水制取运行分析三、项目生活热水制取运行分析 1 1、考虑本项目使用热水情况，热水费用分户制取；按、考虑本项目使用热水情况，热水费用分户制取；按25KW25KW机机组比较，生活热水需求量按每天每户组比较，生活热水需求量按每天每户300L300L计算。计算。2 2、使用地源热泵系统制取生活热水耗能：、使用地源热泵系统制取生活热水耗能：A A、夏季（参考苏州常熟地区季节统计资料，平均夏季节为、夏季（参考苏州常熟地区季节统计资料，平均夏季节为120120天）热水来源于空调系统运行时的冷凝系统环路热量回收，无需耗能。天）热水来源于空调系统运行时的冷凝系统环路热量回收，无需耗能。B B、冬季（参考苏州常熟地区季节统计资料，平均冬季节为、冬季（参考苏州常熟地区季节统计资料，平均冬季节为8080天）天）热水来源于空调系统运行时的蒸发系统环路热量回收，需要消耗部分热水来源于空调系统运行时的蒸发系统环路热量回收，需要消耗部分电能，每产生电能，每产生1 1吨热水平均需要付出吨热水平均需要付出7.57.5元（含保持水箱水温的成本）元（含保持水箱水温的成本）的电力成本。的电力成本。C C、春秋季节（参考苏州常熟地区季节统计资料，平均冬春秋季、春秋季节（参考苏州常熟地区季节统计资料，平均冬春秋季节为节为160160天），如使用空调，则仍然可以使用免费热水；如没用使用天），如使用空调，则仍然可以使用免费热水；如没用使用空调的需要，只有使用生活热水的需要，则主机在制取生活热水的状空调的需要，只有使用生活热水的需要，则主机在制取生活热水的状态下运行，每产生态下运行，每产生1 1吨热水平均需要付出吨热水平均需要付出12.512.5元（含保持水箱水温的元（含保持水箱水温的成本）的电力成本。成本）的电力成本。3 3、使用太阳能热水系统制取生活热水耗能：、使用太阳能热水系统制取生活热水耗能：A A、晴天时（参考苏州常年晴天数的统计资料，苏州及常熟地区、晴天时（参考苏州常年晴天数的统计资料，苏州及常熟地区常年平均晴天数（日照时间大于三小时）为常年平均晴天数（日照时间大于三小时）为230230天），热水来源为太天），热水来源为太阳能热水器系统；此时间段生活热水基本免费加热；阳能热水器系统；此时间段生活热水基本免费加热；B B、阴雨天（、阴雨天（130130天）其余时间需采用太阳能热水系统中的电辅天）其余时间需采用太阳能热水系统中的电辅加热模式运行，每产生加热模式运行，每产生1 1吨热水平均需要付出吨热水平均需要付出2020元（含保持水箱水温元（含保持水箱水温的成本）的电力成本。的成本）的电力成本。4 4、各系统热水费用、各系统热水费用热水费用直线比较图热水费用直线比较图热水费用直线比较图热水费用直线比较图 第十章 结论 1 1、系统初步设想有、系统初步设想有4 4部分组成，分别为地下地埋管换热部分、集中泵房部分组成，分别为地下地埋管换热部分、集中泵房部分、室内换热部分、生活热水部分、控制及计量计费部分，其中室内换热部分、室内换热部分、生活热水部分、控制及计量计费部分，其中室内换热部分由业主后续装修时完成，其余由专业承包公司完成。部分由业主后续装修时完成，其余由专业承包公司完成。2 2、初步计算、初步计算DD组团地块项目总钻井孔数为组团地块项目总钻井孔数为935935，有效井深，有效井深8888米，采用双米，采用双U25U25管。钻孔位置在建筑物或地下室下方，根据业主初步提供的建筑物及地管。钻孔位置在建筑物或地下室下方，根据业主初步提供的建筑物及地下室占地面积基本满足钻孔需要。下室占地面积基本满足钻孔需要。3 3、系统采用每户业主使用、系统采用每户业主使用1 1套地源热泵主机系统，项目施工节点为在业套地源热泵主机系统，项目施工节点为在业主室内或室外安装好地源热泵主机，与地下换热系统完成连接，留出与室内主室内或室外安装好地源热泵主机，与地下换热系统完成连接，留出与室内风机盘管换热系统与热水系统的接口，供业主装修时连接。风机盘管换热系统与热水系统的接口，供业主装修时连接。4 4、使用地源热泵、使用地源热泵3 3联供系统，在提供空气冷暖调节的同时，还提供生活联供系统，在提供空气冷暖调节的同时，还提供生活热水服务，省去了太阳能热水系统的大约没户热水服务，省去了太阳能热水系统的大约没户20002000元投资。元投资。5 5、社会效益、环境保护效益及业主享受的空气调节品质明显提高，业主、社会效益、环境保护效益及业主享受的空气调节品质明显提高，业主后期的使用空调制取生活热水的成本明显下降。后期的使用空调制取生活热水的成本明显下降。该空调系统在满足舒适型空调效果的同时该空调系统在满足舒适型空调效果的同时,能够体现国家节能环保的能源能够体现国家节能环保的能源政策方针政策方针,同时具有较高的经济性同时具有较高的经济性/节能性节能性/环保型意义环保型意义