天泰太阳树方案可行性研究100703

天泰-太阳树二期地源热泵空调系统方案设计汇报刁乃仁山东建筑大学地源热泵研究所2010-07-09汇报主要内容1.工程概况2.方案设计3.施工与运行管理4.监测方案简介5.结论一、工程概况1.建筑概况总建筑面积106797.68㎡。其中:地上81517.6m2，地下14580.82m25栋高层住宅与一个地下车库，住宅楼层数11-18层不等。2.建筑空调与采暖（负荷概算）0100200300400500600700123456789101112月份累计负荷(MWh)月累计热负荷（MWh）月累计冷负荷（MWh）平均热负荷指标为30W/m2；冷负荷指标为50W/m2，其中新风负荷约为20W/m2，室内冷负荷约为30W/m2。冬季夏季运行天数分别按140天和90天计,冬季每天运行时间取12小时；夏季空调每天运行取4.5小时。月累计负荷2.建筑空调与采暖（累计负荷）项目夏季工况冬季工况绝对差值相对差值设计负荷（kW）36682201146740.00%年累计负荷（MWh）13722571-1199-87.38%释放与提取负荷（MWh）16461928-282-17.11%地埋管冷热负荷较均衡3.项目特点住宅建筑，负荷均衡间歇运行，高效节能投资合理，运行经济容积率低，空地充足——适合使用地源热泵技术的建筑二、方案设计1.地源热泵空调系统特点节能：性能系数较高，节省运行费用25～50％；环保：废除锅炉房，不向室外排热，减轻热岛效应；不用地下水；可持续发展：热量冬取夏蓄，利用可再生能源；冷暖兼用：均衡用电负荷，节省建筑空间；美观：无室外机，不影响建筑外观传统家用空调加剧了城市热岛效应地源热泵空调系统无室外机：美观对小区热舒适性无影响缓减了城市热岛效应传统家用空调每户挂室外机：不美观排放废热影响小区热环境加剧了城市热岛效应2.地埋管地源热泵技术的应用条件有点地——有地埋管有点钱——有钱埋管有点冷热负荷——用好埋管有眼光——因工程制宜，因地制宜，合理利用该项目具备上述条件3.地埋管数量—力求一年内地下放热与取热量平衡建筑冷热负荷≠地埋管负荷，实际上：地埋管的放热量=建筑冷负荷+机组耗电量地埋管的取热量=建筑热负荷-机组耗电量该项目中：地埋管的总放热量=1646MWh地埋管的总取热量=1928MWh1.17：1地下热平衡性较好1372MWh2571MWh4.设计基本参数钻孔回填材料导热系数为1.4W/m·K进入热泵循环液温度最高温度33℃最低温度4℃De25的双U型管，钻孔直径为150mm模拟系统运行时间为20年5.地埋管方案设计单U型管与双U型管换热器的方案比较双U型管的换热效率高（约10-30%），钻孔少。双U型管所需的管材费用略高。该地区的地质构造多为岩石，钻孔费用略高，经计算，综合考虑埋管空间与初投资，本方案确定采用双U型管具有较好的经济性5.地埋管方案设计总埋管量为84000m地埋管初步设计钻孔深100m，钻孔840个。钻孔间距5×5＝25m2，约需埋管面积2.1万m2。初步方案设计埋管分为个14区；每个区设一组分集水器（60个钻孔）每个分集水器由10个水平环路组成每个水平环路连接6个双U型埋管地埋管多组并联集中敷设资源共享采用设计方案，模拟20年运行工况地埋管的冷热平衡性较好，冬季为不利工况地下土壤温度变化不大主要设备选型名称规格数量备注地源热泵冷热水机组（冷媒134a）制冷量:1800KW;制热量:1500KW2台制冷工况—7℃～12℃的冷水供热工况—40℃～45℃热水冷热水循环水泵流量：250m3/h杨程：35mH2O3台二用一备地埋管侧循环水泵流量：350m3/h杨程：35mH2O3台二用一备地源热泵与传统空调系统经济性比较方案地源热泵系统冷水机组与城市热网配套比较初投资（万元）1365.6912.6单位面积造价（元/m2，不含室内空调）167.5112全年空调运行费用合计（万元）67262年空调运行费用（元/m2）8.232三年内回收，运行20年，可节省3000多万元多453省195三、施工与运行管理地埋管系统可靠吗？管路安装管路维修管路渗漏损坏怎么办？管路堵了怎么办？使用寿命热交换能力安装成本方案所面临的风险1.地源热泵系统出力不足地埋管系统热泵及循环系统2.机组发生故障热泵机组出故障3.实际负荷偏离设计值空调负荷供暖负荷规避风险的措施1.准确设计足量的地埋管换热器完备的检控设设施与系统2.精心施工钻孔、下管、回填到位管道连接、试压、清洗规范3.科学管理选用优良设备制定合理运行策略做好岗前培训工作管路安装规范施工，严把每个施工环节；确保施工质量管路维修管路渗漏损坏怎么办？管路堵了怎么办？使用寿命:50年热交换能力一年内冷热负荷均衡，换热效率高规避风险的措施检测与控制系统室内温度传感器调节水源热泵机组与目前使用的家用空调器原理相同。地下环路检测在分集水器中设置压力表与温度表（或传感器）；检测各环路及各钻孔的运行状况地下温度场全年检测，调节地下换热平衡在地埋管路关键位置设置温度传感器与压力表；保持地埋管换热系统的换热效率。系统节能措施地源热泵系统长期、高效运行调控地下换热平衡，保持地下换热系统较高换热效率。变流量系统采用变频循环泵，用户设置与热泵机组联动的开关阀合理的运行策略根据热泵的进出口水温，适当增大空调负荷或延长制冷时间，减少地下冷量累积四.地源热泵监测方案简介控制系统的任务根据负荷（表现为供回水压力温差的变化）调整机组、水泵及其他辅助设备的运行状态保证整个系统满足负荷要求合理、安全、经济节能的运行检测记录运行参数控制系统的功能参数检测顺序控制自动调节自动保护报表统计控制系统设计原则节能性原则可靠性原则匹配性原则智能化原则地源热泵控制系统构成示意图地源侧分水器地源侧集水器空调侧集水器空调侧分水器风机盘管风机盘管PLC中控机。。。。。。。。。。。。。。。。。。地源侧水泵空调侧水泵夏开冬关夏开冬关夏开冬关夏开冬关冬开夏关冬开夏关冬开夏关冬开夏关T地下80米T地下40米TFTTTF总线现场控制柜上位机控制界面五、结论结合项目可提供空地与间歇运行特点，采用全地埋管系统满足建筑冷热负荷需求埋管空间较充足，充分利用现有资源充分考虑项目特点，针对性、适宜性强。系统简单，运行经济，可靠可行谢谢！