中央空调方案可行性报告

***项目地源热泵制冷/采暖、热水系统可行性报告***有限公司二〇一六年四月二十日2目录1.项目基本资料.......................................32.项目提出的背景及必要性.............................43.设计依据...........................................64.室外主要设计参数...................................65.室内主要设计参数...................................66.空调末端形式.......................................67.空调冷、热负荷.....................................78.地源热泵系统机组选型...............................79.土壤源热泵地下埋管换热系统.........................910.地下埋管热平衡计算................................911.投资概算.........................................1012.地源热泵与其他中央空调系统的综合分析比较.........1113.投资与运行分析...................................1231.项目基本资料本方案涉及项目范围主要包括：风情街、市场交易区、商业金街、商业银街、配套高层（三栋LOFT公寓、四栋产权式酒店）；其中市场交易区、风情街、商业金街层高为5米，均为五层；配套高层产权式酒店层高为3.5米，层数为19,20层各两栋，LOFT公寓层高为4.8米，层数按照17层两栋，18层一栋考虑。风情街采用中央空调部分的建筑面积41446平方米，红线内土地面积21685平方米，地下车库占地面积16102平方米；市场交易区采用中央空调部分的建筑面积178189.91平方米，商业金街采用中央空调部分建筑面积49233.15平方米，商业银街采用中央空调部分建筑面积81889.60平方米，配套高层采用中央空调部分建筑面积104229.53平方米，地下采用中央空调部分商业建筑面积40000平方米；市场交易区、商业金街、商业银街、配套高层地下部分总面积133930平方米，总用地面积154031.40平方米。拟采用地源热泵系统。42.项目提出的背景及必要性1.1项目提出的背景随着经济的发展和人民生活水平的提高，不仅公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求，在许多行业领域，为满足生产需要和改善劳动条件，工业生产车间对空调要求也日益增加。传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源。热源的来源或直接采用煤、油直接燃烧供给，或采用二次能源（电、蒸汽）供应，无论采用何种热源方式，均需消耗不可再生资源、而且还将产生大量污染物，包括SO2有害气体以及CO2等温室效应气体。为应对能源需求紧张局势和环境保护的要求，世界各国积极寻求发展节能、环保的新型能源研究，新型的地源热泵技术逐步得以推广应用。地源热泵是一种利用地下浅层地能的既可供热又可制冷的高效节能系统。该项技术被广泛应用在建筑采暖、空调和热水供应等多项领域。它的原理是利用水或其他介子与地能（地下水、土壤或地表水）进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。地源热泵作为一种可再生能源技术受到了世界各国普遍重视。上世纪末，我国开始了浅层地热应用技术的应用，浅层地热资源作为一种可再生、环保、清洁新型能源，逐渐被人们所认识和接受。特别是近年来受益于国家政策鼓励、财政支持，采用地源热泵空调应用面积平均以每年20%以上的速度快速增长，其中单项最大的应用面积已经达到了24万m2。近年来沈阳、北京等城市地源热泵的应用面积均已突破千万平方米大关。我国地源热泵技术的应用得以快速发展。1.2项目建设的必要性1.2.1项目建设符合国家相产产业政策为保护环境、缓解我国面临能源紧张局面，在注重节能减排的同时，积极倡导清洁能源的开发和利用，国家先后出台了《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国可再生能源法》、《民用建筑节能条例》、《关于大力推进浅层地热能开发利用的通知》等一系列的法律、法规等政策，全国各级政府为落实中央的有关法规和条例，相关部门也先后出台了相应的政策，鼓励和支持新型能源的应用。充分体现了各级政府对节约能源、保护环境的高度重视。政府明确对5新建、改建、扩建及既有建筑节能改造中采用可再生能源新技术应用并列入“建设领域可再生能源新技术应用示范项目”的项目，省级财政利用建设领域可再生能源新技术应用“以奖代补”专项资金，给予示范项目奖励或补助。本项目建设符合国家相关产业政策，并属国家鼓励建设项目。1.2.2地源空调具有的优势煤炭、石油、天然气等能源对推动世界经济发展和人类社会进步发挥了巨大的作用。但由于其不可再生性，经人类大规模的开发利用，地球亿万年积存下的宝贵资源迅速消耗，同时也带来了气候变化、生态破坏等严重的环境问题，直接威胁着人类的可持续发展。地源热泵属可再生能源利用技术。它利用了地球表面或浅层土壤和水源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。其主要特点表现在以下几个方面：1）地源热泵空调无需另设热源和冷却系统，其制冷、制热系数可达4.0～5.4，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的30～50％，具有高效节能的优点。2）地源热泵系统：夏季空调冷凝热不向大气排放，而是储存在土壤内，冬季通过地源热泵系统将储存在土壤冷凝热供采暖使用，减少因采暖使用化学能产生CO2排放，是“低碳、绿色”技术，可循环使用。3）地源热泵空调介质密闭在管道中，对土壤不会产生污染，空调系统也不会产生有害气体，环保特性突出。4）地源温度具有较恒定的特性，一般为10～25℃，使得热泵机组运行更可靠、稳定，从而可降低系统的维护费用。5）本系统不仅可实现对建筑物的供热和制冷，还可供生活热水，一机多用。6）系统紧凑，节省建筑空间，利于建筑的美观。63.设计依据《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002《简明空调设计手册》GB50045-95《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005《全国民用建筑工程设计技术措施》业主提供的相关资料和要求4.室外主要设计参数大气压力：夏季Px=95.92kPa冬季Pd=97.87kPa空调室外计算干球温度：夏季35.2℃冬季-5.6℃夏季室外计算湿球温度：TWS=25.8℃冬季采暖室外计算温度：-3.2℃5.室内主要设计参数以国家相关规范标准为依据。6.空调末端形式风情街、市场交易区末端采用全空气系统，商业金街、商业银街末端采用风机盘管系统，配套高层末端按照地暖和风机判官系统两种方案考虑；风情街部分考虑预留热水供应。77.空调冷、热负荷市场交易区、配套高层及地下商业冷负荷按照100w/m2，热负荷按照60w/m2估算；风情街及商业金街、商业银街冷负荷按照150w/m2，热负荷按照60w/m2估算。详细数据如下：序号项目名称建筑面积单位冷负荷w/m2总冷负荷KW单位热负荷w/m2总热负荷KW备注1风情街414461506216.9602486.82市场交易区178189.91100178196010691.43商业金街49233.1515073856029544商业银街81889.615012283.4604913.45配套高层104229.5310010423606253.86地下商业4000010040006024008.地源热泵系统机组选型根据各项目的总冷、热负荷，考虑冬季热负荷远小于夏季冷负荷，为节约初投资，减少地埋管系统，现参照热负荷选取机组配置地埋管系统供冬季制热、夏季供冷使用，富裕冷负荷配置机组连接冷却塔单独供冷。考虑各项目面积较大，设置一个大型机房不利于没个功能区系统单独控制，一个功能区使用整个机房均需运行，造成运行成本高；其次设置一个大型机房出现问题整个项目空调全部受到影响；且增加外管网投资。8因此考虑该工程每个项目单独设置机房。项目机组选型及单台机组额定工况下技术参数如下：序号项目名称设备名称设备型号单位数量制冷量（KW）制冷功率（KW）制热量（KW）制热功率（KW）1风情街冷热主机GSHP2450P台12431346.82613472.6单冷主机GSHP2000P台21973284.6合计63779162613472.62市场交易区冷热主机GSHP2450P台42431346.82613472.6单冷主机GSHP2000P台41973284.6合计176162525.6104521890.43商业金街冷热主机GSHP1300P台213201941427264.3单冷主机GSHP2450P台22431346.8合计75021081.62854528.64商业银街冷热主机GSHP2450P台22431346.82613472.6单冷主机GSHP2450P台32431346.8合计1215517345226945.25配套高层冷热主机GSHP2000P台31973284.62125387.6单冷主机GSHP2450P台22431346.8合计107811547.463751162.86地下商业冷热主机GSHP2200P台12206316.32376430.9单冷主机GSHP2200P台12206430.9合计4412747.22376430.9机组制冷量及压缩机的耗功标定工况：蒸发器进出水温度（12/7℃），冷凝器进出水温度（18/29℃）；机组制热量及压缩机的耗功标定工况：蒸发器进出水温度（15/7℃），冷凝器进出水温度（40/45℃）；冷凝器、蒸发器标准承压能力1.0MPa,污垢系数：0.086m2℃/kW。9降膜式地源热泵机组冷暖运行机组与单冷运行机组各单独采用一套冷冻水泵、冷却水泵。两套冷冻水泵、冷却水泵各备用一台。单冷运行机组夏季连接冷却塔换热。风情街部分考虑预留热水供应：夏季及冬季利用全热回收热泵机组提供生活热水，过渡季节采用地源高温热泵机组供生活热水。具体配置需提供具体参数。9.土壤源热泵地下埋管换热系统地下埋管场地水文地质状况应根据工程勘测结果进行分析，主要对地下土壤的地质构成、地下土壤含水情况、土壤初始平均温度等参数分析。地质构成暂估：●0～8m为回填土●8～90m为黄土●90～120m中风化砂岩土壤换热装置●土壤耦合器采用单孔双U管方式，采用HDPE管，管的公称内径为Φ25。●埋管间距为4.5m×4.5m。●单井埋管深度为120米。冬季释热量5.64kW；夏季蓄热量8.04kW10.地下埋管热平衡计算以风情街为例:冬季夏季均为1台降膜式地源热泵机组GSHP2450P连接地埋管系统。冬季累积取热量:按照冬季运行120天，1台热泵机组运行,每天运行12小时计，负荷系数为0.65（优先运行），冬季采暖负荷2613kW，采暖功率472.6KW。冬季累积提取热量（2613-472.6）*12*120*0.65=2003414.4kw夏季累积释放热量:按照夏季运行90天,1台热泵机组连接地埋管运行,每天运行12小时计,综合供冷负荷系数0.59，机组向地源侧释放热量2431kW，制冷功率为346.8KW。夏季累积释放热量（2431+346.8）*12*90*0.59=1770014kw热平衡分析:全年土壤取热量比释热量小11%,根据相关文献一般大型土壤换热器自身平衡为25%左右,因此本工程土壤热平衡不存在问题。1011.投资概算概算汇总表序号项目名称各分项投资概算（万元）总初投资概算（万元）备注机房系统冷暖末端系统地暖末端系统