学府园一期60000低碳示范地源热泵项目

低碳示范地源热泵项目诸城市学府园小区可行性方案水源热泵承建单位：诸城市恒泰燃气热力工程安装有限公司日期：2012年1月目录一、工程概况及设计标准二、方案设计篇1、室内温度设计参数2、建筑物符合计算3、机房系统设计4、地下换热器系统设计5、空调系统优化设计三、空调系统节能篇四、投资及运行费用分析篇五、满液式地源热泵机组的特点详细说明六、机组制造及运输七、机组出厂检验八、机组售后书九、机组调试规范十、节能量计算十一、技术经济分析学府园小区一期方案为例一、工程概况及设计标准1、工程概况本工程位于诸城市龙都街中段，是一处地理位置优越，交通条件便捷、环境优美的地方。工程共计23万平方米，分期建设，一期供暖、制冷建设建筑面积约60000平方米。本方案设计一期机房系统，室外管网设计及安装，打井及井管网设计安装。一期建筑面积序号建筑物用途面积（㎡）1住宅楼60000本工程位于二、方案设计设计原则：低碳、节能环保、智能人性化控制、投资、运行合理的合理的原则1、室内温度设计参数功能区夏季冬季相对湿度住宅楼26℃±2℃20℃±2℃40-602、建筑物的负荷计算序号项目单位建筑面积夏季冷负荷冬季热负荷指标w/㎡数值（kw)指标w/㎡数值（kw)1住宅楼㎡60000603600503000合计㎡60000--3600--30003、机房系统设计冷热源采用节能环保的可再生能源系统——地源热泵系统，夏季通过热泵机组、末端空调释放冷量到室内房间，产生的热量送入地下。冬季通过热泵机组提取地下的热量通过末端供给室内房间。（1）注机选型综合上述内容根据大约本地区供暖入住率，配置初投资低、运行费用低、效果显著的地源热泵机组（开利.富尔达满液式双压缩机）LSBLGR-1300MD三台满液式机组，LSBLGR-1300MD其运行模式如下：型号LSBLGR-1300MD项目地下水工况制冷量(kW)1215制热量(kW)1208制冷功率(kW)195制热功率(kW)239压缩机类型半封闭螺杆压缩机电源三相四线制380V50Hz容量调节范围%0,25,50,75,100蒸发器负载侧换热器类型壳管式换热器污垢系数(m²·℃/kW)0.086接管尺寸(DN)DN200工况冷冻水流量(m³/h)192蒸发器地埋管侧换热器类型壳管式换热器污垢系数(m²·℃/kW)0.086接管尺寸(DN)DN200工况冷水流量(m³/h)225冷凝器负载侧换热器类型壳管式换热器污垢系数(m²·℃/kW0.086接管尺寸(DN)DN200工况冷水流量(m³/h)225冷凝器地埋管侧换热器类型壳管式换热器污垢系数(m²·℃/kW0.086接管尺寸(DN)DN200工况冷水流量(m³/h)176制冷剂种类R22机组运行工况：制冷：采暖：冷水进出水12/7℃。热水进出水45/40℃冷凝器进水18℃蒸发器进水15℃根据建筑物的用途跟特点，考虑到建筑物的同时使用系数，在供冷、暖刚开始或即将结束时开启一台机组，随着室外温度的逐渐降低、升高陆续开启另外几组，夏季最热时开启所有机组，冬季最冷时开启三台机组及另外一台机组的一个压缩机，可充分满足建筑物的使用要求。每台机机组可实现25～50～75～100的四个调节，大大提高部分负荷运行效率，而且每台机组可独立制热或制冷，便于调节。四台机组即可互为备用又能充分达到节能效果。（2）机房系统细化设计1）机房设计①主机采用环保制冷剂，无毒。泄露时主机会自动报警，无需专人值守，②主机设有冷却水报警，工质为水时冷却水最低温度为2℃，工质为乙二醇水溶液时冷却水最低温度为0℃.③机房内要求通风良好，便宜安装，进、排水设计、安装方便，机组不宜安装在适度大，灰尘多，及腐蚀性气体等场所。④机组安装时应留维修、维护、操作的足够空间，机组周围应有排水设施。2）机房内噪声及防震、减震控制①机组富尔达满液式机壳采用双层机体设计，除有符合本身压力外，还具有减震、噪的功能，内置油分离器的外部采用包覆式设计，减低压缩机的运转噪音到最低，机组安装时设计减震台座，采用加橡胶垫或真空罩等防震、减噪措施。进、出水管道口安装橡胶软连接，防止噪声传播。确保机房噪音降到最低。②水泵方面采用噪音达标或低噪音的循环泵，并在安装时加橡胶垫或真空罩、隔振器等防震、减噪措施，确保噪音降到最低。③管道方面施工中要避免管道的震动，管道要固定牢固，连接设备的管道，要加设软连接和消音器，管道安装要用立管执掌。④防止噪音影响周围环境，机房做隔音处理，机房门窗设计、安装隔音性能好的。4、地下换热器系统设计（1）地埋管设计原则①地埋管换热器换热量应满足地源热泵系统最大吸热量或释热量的要求，在技术经济合理时，可采用辅助热源或冷却源与地埋管换热器并用的调峰形式，地埋管换热器应根据可使用地面面积、工程勘察结果及挖掘成本等因素确定埋管形式。②地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料热物性参数，采用专用软件进行，分水平地埋管换热器和竖直地埋管换热器。水平地埋管换热器可不设坡度，最上层埋管顶部应在冻土层以下0.4米，且距离地面不宜小于0.8米。竖直地埋管换热器的设计埋深度宜大于20米，钻孔孔径不宜小于0.11米，钻孔间距应满足换热需要，间距宜为3～6米，水平连接管的深度应在冻土层以下0.6米，且距地面不宜小于1.5米。地埋管换热器管内流体应保持紊流流态，水平环路集管坡度宜为0.002.③地埋管环路两端应分别与供、回水环路集管相连接，且宜同程式布置，每对供、回水环路集管连接的地埋管环路数宜相等。供、回水环路集管的间距不应小于0.6米。④地埋管换热器安装位置应远离水井及室外排水设施，并宜靠近机房或以机房为中心设计。地埋管换热系统应根据地质特征确定回填料配方，回填料的导热系数不应低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。地埋管换热系统宜采用变流量设计。⑤地埋管单位孔深的热交换量与多种因素有关。在地源热泵运行的额定工况下，针对该地域深层岩土热物性的测试情况和气象条件，作为地埋管方案设计时的概算值，建议该地打几个探孔，建议做岩土热物性测试。5、地下换热器的埋设位置埋设于各栋楼之间，呈长条形分布，这样更有利于热量的交换。6、地下换热器的设计打孔设计间距按4.5米计算，孔深100米，每六口一组，根据实际情况可4口或5口一组，分别进入分、集水器。7、地下换热器的形式及管材根据地下岩石特点采用双U型，换热管采用PE管材dn25竖直埋设，竖直埋管承压1.6MPa，水平埋管承压1.0MPa，矩形布置。水平连管，六孔一组（局部4孔或5孔）为一小型集、分水器，其连管再接至机房内集、分水器，埋深为地平面下2.5米。每组母管分别连接检查井内的分、集水器，并编号，在每组井的分、集水器上设计压力表及阀门，并对应编号，便于以后进行维护、管理。8、地下换热器的连接每个支管的地下换热器同城连接，管道连接采用热熔方式，为了防止热短路，设置地热弹簧。9、地下换热器的控制做到水力平衡控制，采用同程式布置，总分水器上的各路支管道有序控制。10、地下换热器计算根据地下岩石热物性测试，地下岩土的导热系数为：4.5W/m·k即冬天每延长米取热量为：4.5W/m·kX10=45W/m，夏天每延米释热量为：4.5W/m·kX15=67.5W/m经计算地源侧环路共配置720个。11、地下换热器的运行控制地源侧环路共配置720个地下换热器，在分水器的支管上，加温度传感器，根据热泵机组开启台数及地下换热器的回水温度控制分水器支管上阀门的开启。12、循环工质在地下换热管使用软化水，防止结水垢。地埋侧系统中设置旁通管路，在系统运行一段时间后，对埋管系统管路进行反冲洗，以清除系统管路内的杂质污物，确保系统稳定高效的运行。13、空调系统优化设计针对本工程，我公司组织技术人员、电气工程师、机组设计人员、钻井工程技术人员进行项目会审，结合对年设计及施工经验对系统进行以下几点优化：（1）、闭式系统：室内空调系统和地埋管换热器循环系统都采用全封闭的落地膨胀水箱自动定压膨胀补水系统，隔绝与空气的接触，有效防止溶解氧对室内系统及地埋管系统的氧化腐蚀。采用闭式系统是系统以后加装二醇防冻液的必要条件。（2）、软化水：根据本工程情况，系统中全部采用软化水，加装软化器。地埋管系统与室内管道系统共用一个软化器和软化水箱。水经过软化处理进入软化水箱；空调系统与地埋管系统各用一套全自动定压补水装置对两个系统进行定压补水。这样采用一套软化器和软化水箱，两套定压补水装置，既能实现分别对空调系统与地埋管系统定压补水，又便于运行管理与维护保养。（3）、旁通阀：根据我公司多年安装工程经验总结，在空调系统与地埋系统都分别设置旁通阀。在施工完毕后，关闭机组进水阀，打开旁通阀门，进系统充分冲洗干净后，污物排放干净后，将阀门切换回来，确保主机换热器高效可靠运行，不发生阻塞等不必要的麻烦。（4）、系统控制：采用定频控制，安全、稳定，运行费用低。可根据埋管系统与末端系统供、回水温差及温度下降的速率，精确判定、调节系统载荷大小，达到机组、末端、地源侧负荷完美匹配，使压缩机在最高效率点运行。（5）、洗井：为保证下管，钻孔完毕要保证洗井，使用泥浆护壁，防止塌孔，下管更安全。（6）、多步回填：原则上采用原浆回填，视土层情况，填料有所调整。下管完毕即将泥浆池中沙浆回填，沉淀一段时间二次回填，连管时再振捣棒振捣填实，保证回填效果。（7）、水力平衡阀：在地埋管供、回水管路加装水力平衡阀，保证水量分配合理、均衡。（8）、防止热短路：采用地热弹簧将U型管的两个支管固定分开，以免下管后两个支管贴靠在一起，导致热量回流。（9）、管道试压：在管道运至场地后下管前即进行第一次打压试漏，下管后进行第二次打压连接管道前进行第三次打压，连接管道后进行第四次管道整体试压。采用手动泵缓慢升压，升压过程中应随时观察与检查，不采用气压试验，试压前应充水浸泡，时间不小于12小时，彻底排净空气。（10）、人工回填：清理净沟中石块，，沟底铺150mm厚的细沙，用于支撑和覆盖管道。回填作用重点是：管腋部采用人工回填，确保塞严、捣实；水平管道以上150mm范围内回填。（11）、管道保护：采用轻夯实，不采用压实机，我公司采用木夯分层夯实，确保回填质量。三、空调系统节能篇1、室内系统采用电动阀加压力平衡阀，自动调节室内温度，减少冷、热量的无功损耗。2、夏季空调运行时间段与热水主机运行时间段重合时或将热水主机运行时间段有意安排在空调运行期间，需向地下释放的冷量转移到空调系统中；以减少空调主机的运行负荷实现节能的目的。3、将地下换热器系统设计为一整体，形象的说相当于一热源湖或冷源湖，将提升两系统不同时使用时的换热效率，也就提高了节能效率。4、供（回）水温度是保证供热（或制冷）质量的主要参数，也是影响系统运行成本的一个主要参数。供（回）水温度的自动控制主要由系统中的热泵机组来完成。每台机组均有负责自动控制的可编程控制器（PLC），通过PLC设定的供（回）水温度，分别控制热泵上的压缩机的开启顺序及开启数量，来达到平衡供（回）水温度，节约能源的目的。5、3台机组共6个压缩机，调整率为25%，也即阶段变频，且每台压缩机本身具有25%-50%-75%-100%四级能量调节，大大提高了适用冷热负荷变化的调节能力。6、“三分设备，七分管理”，科学的管理能够显著实现节能的目的。7、采用气候补偿器，根据室外气候的温度变化，设定不同时间的室内温度要求，按照设定的曲线自动控制供水温度，实现系统供水温度的气候补偿；另外它还可以通过室内温度传感器，根据室温调节供水温度，实现室温补偿的同时，还具有限定最低回水温度的功四、投资及运行费用分析表机房以节省投资、效果显著、节约运行费用为目标：地源热泵及辅助设备报价明细设备名称规格型号单位数量单价（万元）金额（万元）备注满液式水源热泵LSBLGR-1300MD台366198富尔达循环泵（系统侧）150-315/4/32台41.124.48三用一备循环泵（地源侧）150-315/4/32台41.124.48三用一备补水泵40/250/2/4台21.83.6一用一备落地膨胀水箱NZGP-1300台11