某酒店地热水水源热泵系统设计方案

一、工程概况及设计依据1、工程概况某地产公司开发的星级酒店工程，建筑面积约50700m2，内容涉及住宿、餐饮、娱乐、会议等，是一座五星级综合服务型酒店，建筑均为节能建筑。规划区内计划打一口温泉井，预计出水量约为120m3/h,出水温度约为54℃，利用该温泉井结合水源热泵为酒店提供冬季供暖、夏季制冷，并提供生活及娱乐用热水。2、工程设计依据规范1、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)2、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50045-95)(2005版)3、《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)4、《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)5、《地源热泵系统工程设计规范》(GB50366-2005)6、国家有关设计施工规范3、工程设计原则：工程方案中明确的几个设计原则如下：1、做到地热能综合利用，达到最佳经济运行状态。2、空调设计温度值，根据国家规范冬季温度20±2℃，夏季26±2℃。3、整个空调系统采用全自动控制，自动调节负荷，自动调节温度。4、本工程设计方案遵循技术先进，投资省，效率高，经济实用，节省能源，无污染，运行管理简便的原则。二、工程设计方案1、空调设计负荷：按我国现行《暖通空调设计手册》中推荐冷、热负荷指标，结合该建筑对墙体进行保温，设计该工程冷、热负荷计算如下：冷、热负荷计算表项目面积m2单位冷负荷w/m2总冷负荷kw单位热负荷w/m2总热负荷kw接待4700200940120564餐饮49002501225120588会议46702601214120560娱乐59503001785150892住宿2078012025001002078贵宾楼7500120900100750合计50700/85645432按共同使用率0.70，计算需要负荷5995/38022、生活热水用量：根据建设单位提供的资料，住宿区总房间数为328个，按照每个房间入住1.5人计算总入住人数约为492人，每人按照热水定额0.08m3/天计算每天热水用水量约为40m3/天，按照共同使用率0.75计算每天实际使用热水量约为30m3，水温应在40℃以上。娱乐部分用水可采用热泵机组换热之后的温泉水保持温度。3、采暖与制冷：3.1冬季采暖地热井的出水温度为54℃，温度较高，高于风机盘管的供水温度（45℃），可以利用换热器换热，为部分建筑物供暖，按照风机盘管供回水温度为45℃/40℃，换热器一次侧出水温度43℃，计算换热器换热可以提供的热量为120×1.163×（54-43）=1535kw,换热后的43℃地热水可以为水源热泵提供热源，利用水源热泵制取50℃热水为末端供暖。按照机组cop为5计算需要地热水为机组提供的热量为：（3802-1535）×（1-1/5）=1814kw，地热水为机组提供热源后温度为43-（1814÷120÷1.163）=30℃。因43℃地热水温度较高，而且地热水腐蚀性较强不能直接进入水源热泵机组，应在热泵机组与地热水之间增加钛板换热器。3.2夏季制冷酒店离东昌湖较近，因此可以利用湖水为水源热泵机组提供冷源，按照冷源水进出机组温差为10℃、机组制冷cop为7.5计算，需要湖水量为：5995÷10÷1.163×(1+1/7.5)=584m3/h。根据建设单位提供的资料，酒店附近湖面水深较浅，因此采用在湖中打井取湖水的渗透水的方式，按照每口取水井的取水量为80m3/h，需要取水井8口。如果湖中取水有困难可以结合冷却塔调峰，本方案暂按照湖水方式设计。备注：夏季制冷方案后经做试验井无法满足要求改为冷却塔方式。4、生活及娱乐用水：4.1热水水温住宿及贵宾楼生活热水主要用于淋浴、盆浴等用水方式，因此热水温度应在40℃以上。娱乐区主要用水方式为泳池等，因此热水温度可以采用30℃左右热水。本方案设计在冬季时，住宿及贵宾楼采用换热后的43℃地热水，娱乐采用热泵机组吸热后的30℃热水。在夏季住宿、贵宾楼及娱乐区均采54℃地热水。4.2水处理根据聊城地区地热水水质情况，参照国家生活饮用水水质标准，并考虑该地热水仅用于洗浴等非饮用水的实际情况，该地热水的主要超标项目为总铁含量,以及由此引起的色度、混浊度的超标。热水中的Fe2+离子，在原水中无氧状态下都具有一定活性很不稳定，一旦与空气中氧气（或其他化学氧化剂）接触,则离子间便迅速发生化学反应，使水质发生变化，易污染卫生洁具和洗涤的纺织品，另外地热水中含有的H2S等对设备和管道都有腐蚀性，因此该地下水需要处理。本方案采用二级处理的工艺方案。除砂后的地热水首先进入氧化反应器，将低价的Fe离子经空气中氧气氧化为高价的Fe离子，并将H2S经过曝气由风机排掉。经过氧化反应器处理后的地热水，由提升泵加压进入过滤器过滤掉有害杂质，经过处理后符合洗浴要求的清洁地热水（Fe含量低于国家标准0.3mg/L）进入热水箱，供洗浴使用。5、主要设备选型及功能分区：根据以上计算，确定住宿区冬季采用地热水换热直接供暖，夏季采用一台LSBLGR－2000M型机组制冷，接待、餐饮、娱乐及贵宾楼采用两台LSBLGR－2000M型机组冬季采暖、夏季制冷;会议区采用一台LSBLGR－1000M型机组冬季采暖夏季制冷。在实用工况下，LSBLGR－1000M制热量为991KW，输入功率182KW，制冷量为894KW，输入功率116KW；LSBLGR－2000M制热量为1918KW，输入功率356KW，制冷量为1724KW，输入功率227KW。LSBLGR－1000M、LSBLGR－2000M机组能够根据室外气候和冷热负荷的变化自动增减机组的开机台数或改变机组变档运行的级数，以达到最经济的运行。机组为全智能化自动控制，采用PLC微电脑控制系统，机组可设定温度、时间，并根据设定的参数自动加载或卸载（25%，50%，75%，100%变频运行）。同时，系统故障自动保护，自动报警，自动记录，自动停机，能够很好的保护机组，又方便故障排除。6、投资分析：设备名称规格型号性能单价(万元)数量总价(万元)备注热泵机组LSBLGR-1000M581台58热泵机组LSBLGR-2000M1123台336住宿区系统水循环泵KQL200/315-45/4流量300m3/h扬程32m功率45KW2.302台4.60一用一备会议区系统水循环泵KQL125/150-18.5/2流量150m3/h扬程28m功率18.5KW0.952台1.9一用一备接待餐饮娱乐贵宾楼系统水循环泵KQL200/315-45/4流量300m3/h扬程32m功率45KW2.303台6.90两用一备会议接待餐饮娱乐贵宾楼热源水循环泵KQL125/125-15/2流量160m3/h扬程20m功率15KW0.93台2.7一用一备一级钛板换热器BMF-1547m245.01台45.0二级钛板换热器BMF-1530m229.001台29.00除砂器YFX-4500.751台0.75井口装置YF-I0.751台0.75电子除垢仪DN2000.651台0.65热水表DN2000.31台0.3设备名称规格型号性能单价(万元)数量总价(万元)备注热潜水泵流量120m3/h扬程100m功率55KW6.51台6.5软化水箱2000×1000×3000玻璃钢1.201台1.20快速除污器KC－300DN3001.201台1.20快速除污器KC－250DN2500.851台0.85快速除污器KC－200DN2000.651台0.65住宿区采暖定压泵KQL50/150-2.2/2流量11.7m3/h扬程28m功率2.2KW0.252台0.50一用一备会议区采暖定压泵KQL40/140-1.1/2流量5.5m3/h扬程24m功率1.1KW0.222台0.44一用一备接待餐饮娱乐贵宾楼采暖定压泵KQL65/140-3/2流量22m3/h扬程24m功率3KW0.332台0.66一用一备凉水潜水泵流量80m3/h扬程40m功率15KW1.58台12.0简易井口装置YF-II0.158台1.2凉水除砂器YFX-4500.554台4.4热源定压水箱1000×1000×1000玻璃钢0.201台0.20电动开关阀DN800.451台0.45氧化反应器YFS-450P6.81台6.8玻璃钢离心风机4-72-11No.3.2A,P=1.1kw0.21台0.2提升泵KQL65/125-3/2，Q=25m3/h,H=20m0.322台0.64一用一备过滤器YFC-1800/306.51台6.5空压机W-1.0/7,P=7.5kw0.451台0.45设备名称规格型号性能单价(万元)数量总价(万元)备注玻璃钢热水箱10m31.81台1.8变频输水泵KQL80/140-5.5/2，Q=43m3/h,H=24m0.422台0.84一用一备电动开关阀DN1000.561台0.56氧化反应器YFS-500P7.61台7.6玻璃钢离心风机4-72-11No.3.2A,P=1.1kw0.21台0.2提升泵KQL100/250-5.5/4Q=50m3/h,H=20m0.582台1.16一用一备过滤器YFC-2200/507.31台7.3混凝土热水箱50m3-1台变频输水泵KQL80/160-7.5/2，Q=50m3/h,H=32m0.532台1.06一用一备控制柜GGD14台40．0小计：592．00机房内阀门、管道、保温材料等材料费用及安装费用49.00国标机房电气系统15.00合计656．00说明：1、该工程的投资含地热井设备、地源热泵主机及机房内管路、阀门、保温等材料费用及其安装费用。此报价中用户需将空调用主电缆送到机房配电柜处。此报价不含外网、末端、新风机组及风管道投资。2、因建设单位未能提供末端冷、热负荷详细资料，只能估算负荷值，因此将本方案投资及运行费换算成单位千瓦更有参照意义。7、运行费用分析：按冬季采暖天数120天，夏季制冷天数100天，每天机组运行18小时，电费1.1元/度.7.1、冬季运行费：住宿、餐饮、娱乐、贵宾楼、接待共同使用系数0.5,会议共同使用系数0.3住宿运行费=(55+45×0.8)×120×18×1.1×0.5=10.81万元餐饮、娱乐、贵宾楼、接待运行费=（45+356）×120×18×1.1×0.5=47.64万元。会议运行费=（18.5+182）×0.7×120×18×1.1×0.3=10.00万元7.2、夏季运行费：住宿、餐饮、娱乐、贵宾楼、接待共同使用系数0.5,会议共同使用系数0.3住宿运行费=(15×2+227+45)×100×18×1.1×0.5=29.90万元餐饮、娱乐、贵宾楼、接待运行费=（15×5+45×2+227）×100×18×1.1×0.5=38.80万元会议运行费=（15+18.5+116）×100×18×1.1×0.3=8.