某小區(qū)國家級可再生能源建筑應用示范工程（江水源熱泵工程）可行性研究報告（房地產(chǎn)開發(fā)項目）

- - 目 錄 第一章 工程概況 . 1 1.1項目簡介 . 1 1.2 一期建設規(guī)模和項目組成 . 1 1.3 場地概述 . 3 1.4 總平面布置 . 3 第二章 建筑節(jié)能設計 . 6 2.1 設計依據(jù) . 6 2.2 建筑節(jié)能 . 7 第三章 示范目標及主要內(nèi)容 . 11 3.1示范目標 . 11 3.2 示范主要內(nèi)容 . 11 第四章 工程示范技術方案 . 18 4.1冷熱負荷估算 . 18 4.2 空調(diào)系統(tǒng)方案比較 . 22 4.3 取水、水處理方案比較 . 27 4.4 水源熱泵用水的一水多用 . 38 4.5 集中空調(diào)系統(tǒng)的智能監(jiān)控系統(tǒng) . 42 4.6 分戶計費方案 . 43 第五章 項目投資估算及增量成本計算 . 50 5.1 工程項目投資估算 . 50 5.2 項目增量成本計算 . 61 第六章 全年運行費用對比及效益分析 . 63 - - 6.1 與傳統(tǒng)集中空調(diào) 系統(tǒng)對比 . 63 6.2 與戶式空調(diào)加熱水器對比 . 78 6.3 一水多用節(jié)約費用計算 . 88 6.4 投資回收期計算 . 88 6.5 資金落實情況 . 90 6.6 單位面積替代量及費效比 . 90 第七章 項目實施進度 . 92 第八章 風險分析 . 93 8.1 技術風險及規(guī)避措施 . 93 8.2 示范效果風險及規(guī)避措施 . 94 8.3 資金風險及規(guī)避措施 . 94 第九章 技術支 持 . 96 9.1 項目執(zhí)行單位的技術力量描述 . 96 9.2 技術合作單位介紹 . 97 第十章 示范推廣 . 104 10.1 項目區(qū)域代表性 . 104 10.2 項目建筑類型代表性 . 104 10.3 其他資源節(jié)約措施 . 105 10.4 后評估保障措施 . 108 附件 . 112 1、主要設備表 2、取水工程工藝流程圖及取水工程平面圖 3、營業(yè)執(zhí)照及資質(zhì)證書 - - 4、滲濾取水專利證書 5、 XX市建設領域新技術認定證書 6、各部門批文 7、承諾書 8、長江、嘉陵江水文資料 - - 第一章 工程概況 1.1 項目簡 介 xxxx 太陽城是由 xxxx 實業(yè)有限公司開發(fā)建設的集居住及配套的設備用房、地下車庫（附建人防工程）、幼兒園和商業(yè)服務設施為一體的居住小區(qū)。建設地點位于 xx市江北區(qū)。 用地范圍：南北向長 240m，東西向?qū)?360m，呈四方形狀。東側臨黃花園大橋，東、北鄰中央電視臺 xx記者站培訓樓及住宅，南臨江北濱江路，場地正在土石方平整，拆遷已基本完成，周邊道路交通系統(tǒng)已全部完成，餐飲業(yè)發(fā)達。 本工程在西南角方向有市政供水管，西南角方向有市政污水管，西南角方向有市政雨水管。天然氣管道由西南方向引入；電力管網(wǎng)由北方向引入；電訊 （網(wǎng)絡、閉路電視）管網(wǎng)由北方向引入。 1.2 一期建設規(guī)模和項目組成 表 1.1 建設規(guī)模和項目組成一覽表 總圖 編號 項 目 名 稱 建筑性質(zhì) 層數(shù) 建筑高度（ m） 建筑面積（ m2） 工程等級 備 注 1 1 號樓 商業(yè) -3D 4941.17 二級 2 1-1 號樓 住宅 30F/-1D 90m 19862.77 一級 3 1-2 號 住宅 30F/-1D 90m 19922.67 一級 - - 樓 4 1-3 號樓 住宅 30F/-1D 90m 19922.67 一級 5 2 號樓 商業(yè) -4D 4318.32 三級 6 2-1 號樓 住宅 30F/-2D 90m 19862.77 一級 7 2-2 號樓 住宅 30F/-2D 96m 19168.16 一級 8 3 號樓 商業(yè) -1D 4.57.5 680.11 一級 9 3-1 號樓 住宅 32F/-1D 96m 19581.5 一級 10 3-2 號樓 綜合樓 32F/-1D 96m 20096.49 一級 11 4-1 4-2 號樓 住宅 32F/-1D 96m 36866.26 一級 12 4-3 號樓 住宅 32F/-3D 96m 19109.48 一級 13 5 號樓 住宅 31F/-1D 93m 19083.96 一級 14 6-1 6-2 號樓 住宅 30F/-3D 90m 35604.65 一級 - - 15 7-1 7-2 號樓 住宅 28F/-4D 84m 45446.88 一級 16 8 號樓 綜合樓 32F 96m 21414 一級 17 9 號樓 地下車庫 -2D 8.4m 42654.71 一級 一期工程總建筑面積為 368536.6m2 ；其中空調(diào)示范面積307641.81m2,其中住宅面積為 293753.08m2，公建面積為 13888.73m2。 1.3 場地概述 1.3.1 本項目位于 xx 江北區(qū)濱江路劉家臺片區(qū)，該片區(qū)東臨黃花園大橋，與繁華的渝中半島商業(yè)區(qū)隔江相望，交通便利，地勢優(yōu)越。 1.3.2 項目用地形狀規(guī)則，南北長 240m，東西寬 360m，用地面積77864.3m2，地勢呈西北高，東南低，相對較陡的階梯狀，總高差約 50m，最高處 241.82m，最低處 192.39m。 1.3.3 項目內(nèi)原有劉家臺正街，場地內(nèi)多無保留的建 (構 )筑物。 1.4 總平面布置 1.4.1 在平面布局上，根據(jù)小區(qū)地 形北高南低以及南面朝向嘉陵江的特點，整體布局采用塔式高層以點狀布置的方式，為每一幢住宅留出觀江景觀的視線走廊，整個小區(qū)倚山就勢， 拾 階而上，空間上呈現(xiàn)為向上而行的“ S”形，根據(jù)商業(yè)建筑形式不同，將整個小區(qū)分為八個居住組團 ， 共有 16 個 建筑子項及 1 個地下車庫。 - - 圖 1.1 xx 太陽城區(qū)位圖 圖 1.2 一期工程平面圖 1.4.2 在功能布局上，根據(jù)該地區(qū)控規(guī)的要求，主要商業(yè)步行街布置于南側與 A-1-2 區(qū)商業(yè)相呼應，形成休閑娛樂的整體氣氛，其它商業(yè)沿用地四邊的城市道路展 開。 4-3 號樓 底 層及裙樓設置會所，以滿足居民休閑、娛樂和健身等日常生活需要，在 3-1 號樓裙樓設置幼兒園，滿足幼兒就近入園。 1.4.3 在空間布局上，通過空間的流動 、 連通和引導，視線走廊 串起了一個個不同的景點，從而營造出“步移景異” 、 “曲徑通幽”的格局。通過對空間有意識地壓縮和開放處理， 以及 對景觀路線的精心組織，形成了“峰回路轉(zhuǎn)” 、 “豁然開朗”的感覺。通過前排點式建筑的空間以及豎向上的高層錯落使更多的住戶具有良好的景觀視野，將縱向的高壓控制線內(nèi)的綠化空間與橫向的小區(qū)兩大公共空間融合為一體，互相延伸和滲透。 1.4.4 豎向布置 1.4.4.1 小區(qū)排水方式以路面排水為主。雨水由北向南排出場區(qū)。- - 設計中將場地進行平整，使場地略高于城市道路，并使建筑有良好的視覺形象，同時為場地內(nèi)雨水、污水排放提供了便利條件，場地平整設計后最大高差為 25m，道路最大縱坡為 6.9%，最小縱坡為 1.06%，室外場地的連接方式采用平坡式與臺階式相結合。南北高差較大通過設置地下車庫來減少填方量，以道路的繞行來減少挖方量。 1.4.4.2 該場地地形復雜，高差較大。豎向布置以結合地形，滿足總體布局，不搞高切坡為原則。場地豎向設計標高考慮與城市 道路標高協(xié)調(diào)一致，以臺地結合自然地形，減少土石工程量投資等因素來確定各組團的室內(nèi)外標高。每個組團基本采用同一標高。室內(nèi)地 平 標高定在 203.90m 226.60m 之間。 - - 第二章 建筑節(jié)能設計 2.1 設計依據(jù) 1 國家節(jié)能中長期專項規(guī)劃 2 建設部建筑節(jié)能工程實施方案（報批稿） 3 中華人民共和國節(jié)約能源法 4 中華人民共和國可再生能源法 5 中華人民共和國民用建筑節(jié)能管理規(guī)定（第 143號部令） 6 建設部辦公廳（建辦科函 2005656 號） 7 xx 市建 設委員會， xx 市財政局關于申請 2007 年度可再生能源建筑應用示范工程項目的通知（渝建發(fā) 20078號） 8 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范 GB50019-2003; 9 夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準（ JGJ134 2001） 10 公共建筑節(jié)能設計標準 DBJ50-052-2006。 11 地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范 GB50366-2005。 12 民用建筑節(jié)能設計標準（采暖居住建筑部分）（ JGJ26-95） 13 建筑照明設計標準 GB50034-2004 14 公共建筑節(jié)能設計標準 GB50189-2005 15 建筑節(jié)能技術及產(chǎn)品標準、規(guī)范 16 xx市居住建筑節(jié)能設計標準 DB50/5024-2002； 17 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（ GB50019-2003） 18 建筑給水排水設計規(guī)范（ GB50015-2003） 19 泵站設計規(guī)范（ GB/T50265-97） 20 城市防洪工程設計規(guī)范（ CJJ50-92） - - 21 防洪標準（ GB50201-94） 2.2 建筑節(jié)能 2.2.1 總平面設計 盡量減少硬化（混凝土、石板等）地面，增加綠地和水域； 建筑群的布置、建筑物的平面布置有利于自然通風； 小區(qū) 90%以上住宅布置在南偏東 150至偏西 150范圍內(nèi)。 2.2.2 建筑單體設計 根據(jù)建筑功能要求和當?shù)氐臍夂騾?shù)，在建筑單體設計中，科學合理地確定建筑朝向、平面形狀、空間布局、外觀體形、間距及層高。 將住宅主要活動房間布置在南面，使房間夏天可減少室外熱量侵入，冬天可獲得較多的日照； 選用合適的外窗尺寸和窗墻比，使其傳熱系數(shù)符合 xx 市居住建筑節(jié)能設計標準 DB50/5024-2002 4.0.4 的規(guī)定。門窗洞口的開啟位置有利于自然采光，也有利于自然通風； 原則上減少建筑物外表面積。選用合適的建筑體型系數(shù)，條式建筑的體型系數(shù)均不超過 0.35，點式建筑的體型系數(shù)均不超過 0.40，滿足 xx市居住建筑節(jié)能設計標準 DB50/5024-2002 4.0.3 的規(guī)定； 2.2.3 建筑物外圍護墻 改善建筑的保溫隔熱性能可以直接有效地減少建筑物的冷熱負荷，選用節(jié)能型建筑材料、保證建筑外圍護結構的保溫隔熱等熱工我是建筑設計上的首要節(jié)能措施。 在滿足基本的承重、安全圍護、防水、防潮功能外，考慮以 下幾點： 采用保溫隔熱性能好的墻體材料，如燒結巖空心（多孔）磚、- - 加氣混凝土砌塊、陶粒混凝土砌塊、加保溫層的復合墻板等； 對傳熱性好的墻體或墻體中傳熱性好的部位（“熱橋”）擬采用外保溫體系，以滿足相應建筑節(jié)能設計標準的相關規(guī)定。 對垂直墻面采用外廓、陽臺、挑檐等遮陽設施。 廚房和衛(wèi)生間排風口的設置，避免強風時的倒灌現(xiàn)象和油煙等對周圍環(huán)境的污染 。 單面采光房間的進深不宜過大 。 屋面、外墻表面采用淺色處理 。 樓梯間采用可開啟式外窗 。 加強樓地面、分戶墻的保溫隔熱處理 。 2.2.4 門窗 除滿足基本的采光、通風和安全圍護作用外，還應從以下及各方面來考慮門窗的節(jié)能特性，以滿足相應建筑節(jié)能設計標準的相關規(guī)定： 選用塑料（斷熱鋁合金、玻璃鋼、鋁木復合材料等）窗框型材； 采用密閉雙層玻璃（中空玻璃、鍍膜中空玻璃等）材料； 門窗應具有良好的密封性能。住宅外窗氣密性七層以下不低于建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法 GB7107 規(guī)定的 3 級，七層及以上不低于 4 級。公建外窗氣密性不低于建筑外窗氣密性能分級及其檢測方法 GB7107 規(guī)定的 4 級。透明幕墻的氣密性不低于建筑幕墻物理性能分級 GB/T15225 規(guī)定的 3 級。 2.2.5 屋面 利用屋頂植草、栽花、種植灌木、形成生態(tài)屋面； 采用集防水、保溫于一體的屋面防水做法； 在防水層上設保溫層，形成倒置式屋面； - - 在屋面上貯水，形成蓄水屋面。 2.2.6 南向窗設置水平遮陽板 。 2.2.7 附表 表 2.1 項目主要節(jié)能措施選用表 項目名稱 1-1、 1-2、 1-3、 2-2、 3-1、 3-2、 4-1、 4-2、 5、 6、 6-1、 6-2、7-1、 7-2、 8 號樓 江水源熱泵集中空調(diào)系統(tǒng) 利用項目建址緊臨的嘉陵江河床豐富的含水砂卵石層，采用滲濾 取水方式（專利技術）采集經(jīng)砂卵石層天然滲濾的江水（水溫比江中水更恒定，夏季約為 22，冬季約為 16）作為水源熱泵機組的熱交換水源，能效比可達5.93。 屋面主要材料及厚度 水泥膨脹珍珠巖找坡 2%（最薄處 30）：密度 1000kg/m3、導熱系數(shù) 0.37（ W/m.K）； 20-35厚擠塑聚苯板：密度 40kg/ m3 導熱系數(shù)0.03（ W/m.K）。 保溫 形式 外保溫 外墻主要材料及厚度 200 厚鋼筋混凝土墻或雙排六孔水泥陶粒砌塊：密度 850kg/ m3、抗壓強度 2.5Mpa、熱阻 (包括墻體雙面各 20 厚抹灰層 ) 0.57（ m.K /w）； 20-40 厚聚苯乙烯保溫板：密度 280kg/ m3、抗壓強度 0.2Mpa、導熱系數(shù) 0.057（ W/m.K）。 保溫 形式 外保溫 - - 樓地面主要材料及厚度 35 50（底層架空樓板）厚聚苯顆粒保溫砂漿：密度 500kg/ m3、抗壓強度 0.47Mpa、導熱系數(shù) 0.11（ W/m.K）。 分戶墻主要材料及厚度 200 厚鋼筋混凝土墻或雙排 6 孔頁巖砌體：密度850kg/ m3、抗壓強度 2.5Mpa、熱阻 (包括墻體雙面各 20厚抹灰層 ) 0.57（ m.K /w）。 窗玻璃材料 中空玻璃 中空空氣層 6 12mm 窗框材料 塑料窗框型材 - - 第三章 示范目 標 及主要內(nèi)容 3.1 示范目標 總體目標：將 xxxx 太陽城一期工程項目建設成為 xx 市及國家級可再生能源建筑應用示范工程。 主要技術指標： 1、節(jié)能 50%以上； 2、采用江水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)； 3、水源熱泵 制 冷 能效比為 5.93，采暖能效比為 4.7； 4、江水源熱泵 冷卻水 一水多用技術 ； 5、采用滲濾取水技術降低取凈水工程運行費用，減少占地面積； 3.2 示范主要內(nèi)容 水源熱泵技術在我國 進行深入 研究 的 歷史并不悠久，主要是從國外引進技術，該技術使制冷、 制 熱的效率大大提高， 值得廣泛 推廣。xx地處長江上游，可再生淡水資源豐富，為應用水源熱泵技術提供了很有利的自然條件 。 3.2.1 水源熱泵技術 概述 水源熱泵技術是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低 品 位熱能資源，并采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術。 地球表面淺層水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵機組工作原- - 理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量；而冬季，則從水源中 提取能量，由熱泵原理通過空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。 水源熱泵機組可利用的水體溫度冬季為 10 22 ，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為 18 30 ，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，能效比提高。水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機多用。 熱泵的特點： 1、 淡 水源熱泵是利用地表 水 資源 作為冷源和熱源，是 再生能源利用技術 。 2、屬經(jīng)濟有效的節(jié)能技術 地能或地表淺層 水 資源是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定， 也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。 3、環(huán)境效益顯著 該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢物的排放，不需要堆放燃料廢物的場地。 4、一機多用，應用范圍廣 水源熱泵系統(tǒng)可供暖、供冷、還可以供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或多套系統(tǒng)，可應用于賓館、商場、辦公樓、 住宅小區(qū)、 學校等建筑，更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。 - - 3.2.2 水源熱泵工作原理及其系統(tǒng)構成 水源熱泵系統(tǒng)的基本工作 原理 是 在夏季將建筑物種的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，而冬季通過逆向熱力循環(huán)，從水源 中提取熱量。因為水體溫度的 比較 恒定，使得水源熱泵系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠、不受外界氣候變化的影響，高效節(jié)能，且不存在空氣源熱泵冬季除霜的難點問題。因此，水源熱泵系統(tǒng)是值得積極推廣應用的一項以節(jié)能和環(huán)保、可再生能源利用為特征的先進技術。這項起始于 1912 年的技術，最近 10 年在歐美工業(yè)發(fā)達國家取得了迅速的發(fā)展，已成為一項成熟的應用技術。在我國，水源熱泵技術的研究在 20 世紀 90 年代末已成為工程實踐 并 刮起 了 一股 “ 水源空調(diào) ” 的熱潮。 熱泵的工作原理是從周圍環(huán)境中吸收熱量而傳遞給被加熱的對象，其工作原理與制冷機相同，按熱機的逆 循環(huán)工作，所不同的只是工作范圍不同，對于熱泵來說就是可逆的冷凍循環(huán)，正循環(huán)時由需要的制冷空間吸熱而將其熱排棄到空氣或水中，稱為制冷工況，逆循環(huán)時則向外界的空氣或水中吸熱而傳遞到需要采暖的房間稱為制熱工況。 (1)制冷工況：制冷時恒溫控制器啟動風機，打開 換 向閥示制冷方向，此時低溫低壓的冷媒進入壓縮機壓縮成高壓氣體，再經(jīng) 換 向閥進入冷媒 (水的散熱器 )而冷凝成液體。冷媒通過毛細管而進入冷媒 (空氣的蒸發(fā)器 )，蒸發(fā)成為低溫氣體，該氣體吸收從風機吹過盤管的空氣之熱而使溫度降低，循環(huán)不斷往復進行制冷。 (2)采暖供熱工況： 采暖供熱時，冷媒液再經(jīng)過一個細管而進入冷- - 媒蒸發(fā)器，吸收循環(huán)水熱能而蒸發(fā)為低溫氣體，低溫低壓的冷媒氣體經(jīng)過反向閥進入壓縮機入口成為下一循環(huán)的開始往復循環(huán)采暖供熱。 對于大型水源熱泵機組，也可以不采用制冷劑換向方式，而是采用水換向的方式，使機組更簡化、運行更穩(wěn)定。但淡水源熱泵系統(tǒng)由于水質(zhì)問題， 采用 水換向會使得蒸發(fā)器和冷凝器都要進行頻繁的清洗。 水源熱泵工程是一項系統(tǒng)工程，一般由水源系統(tǒng)、水源熱泵機房系統(tǒng)和末端 送冷（ 熱 ） 系統(tǒng)三部分組成。其中，水源系統(tǒng)包括水源、取水構筑物、輸水管網(wǎng)和水處理設備等。 圖 3.1 水 源熱泵工作原理 3.2.3 水資源情況及滲濾取水技術概述 xx 市地處兩江交匯處，長江與嘉陵江在市區(qū)內(nèi)匯合后穿市而去進入三峽庫區(qū)，市區(qū)可利用淡水資源異常豐富，據(jù) 據(jù)兩江匯合口朝天門下游 7km 的寸灘水文資料 統(tǒng)計，長江在 xx 市地區(qū) 多年平均流量10930m3/s， 常年洪水水位 181.3m， 97枯水水位 158.9m。 根據(jù) 長江水利委員會水文局長江上游水文水資源勘測局提供的長- - 江 、 嘉陵江的水文數(shù)據(jù) （見附件） ， 總結了嘉陵江、長江江水水溫和含沙量的變化曲線圖，如圖 3.2、 圖 3.3： 2 0 0 4 年3 水文站月平均水溫變化0510152025301 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份水溫（）朱陀寸灘北碚圖 3.2 2004 年 3 水文站月平均水溫 圖 2 0 0 4 年3 水文站月平均含沙量變化0200400600800100012001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份含沙量(mg/l)朱沱寸灘北碚圖 3.3 2004 年 3 水文站月平均含沙量變化圖 從嘉陵江、長江江水水溫季節(jié)變化曲線圖可以看出： 1 月份為嘉陵江、長江水溫最低點，分別為 9.3、 10.3， 8 月為嘉陵江、長江水溫最高點，分別為 26.2、 24.7。從 3 個水文站月平均含沙量變化圖可以看出：江水高含沙量時段出現(xiàn)在 6 10 月洪水期， 擬實施項目 采用嘉陵江北培 斷面 水文資料。 最高含沙量 2.43kg/m3、最低含沙量0.001kg/m3，年均含沙量 0.4512kg/m3。 - - 根據(jù)以上分析得出嘉陵江水水溫適合用于水源熱泵冷熱源系統(tǒng)，嘉陵 江水的含沙 量 較高， 如采用常規(guī)的江中取水方式獲取水源， 須采取沉淀過濾等工程技術措施降低含沙量，以滿足換熱器對水質(zhì)的要求。而 本工程中擬采用滲濾取水技術 ,從天然河床的砂卵石層下采集滲濾水，可 降低抽取上來的江水的含沙量，改善水質(zhì)。 江河水 通過 滲濾床泥膜和砂卵石層的凈化過程中將產(chǎn)生一系列物理、化學和生物凈化作用（包括濾凈作用、除菌作用、吸附溶濾作用、保護作用、再生作用等），過濾水質(zhì)得到顯著改善，可以大大的降低含沙量。 多項已實施的滲濾取水工程水質(zhì) 檢測 報告表明 ， 滲濾水 完全可以滿足水源熱泵機組對水質(zhì)的要求。 以滲濾取水方式直接從天然河 床砂卵石層下取水，一方面水溫比江中水更穩(wěn)定，夏季保持在 22 左右 ，冬季保持在 16 左右 ，作為水源熱泵機組的熱交換水源其品質(zhì)更高；另一方面，由于其水質(zhì)可直接達到機組的使用要求，減少地面凈化處理過程中的熱源損失，因此本方案中充分利用 xx太陽城緊臨嘉陵江河段有豐富砂卵石層的有利條件， 擬 采用滲濾取水 與水源熱泵機組相結合的方式實施建筑節(jié)能示范工程。 3.2.4 空調(diào)系統(tǒng)的智能監(jiān)控系統(tǒng) 空調(diào)系統(tǒng)的智能監(jiān)控系統(tǒng)可適時地調(diào)節(jié)冷卻水、冷凍水等參數(shù)以達到充分的節(jié)能效果，本工程智能監(jiān)控系統(tǒng)采用了以下手段： 1、空調(diào)機組的冷（熱 ）水回水管道安裝電動比例調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)表冷器的過水量以控制室溫。每臺風機盤管回水管設電動二通雙位閥。 2、每臺冷水機組出水管設流量衡流閥及電動蝶閥。 - - 3、在冷熱水供回水總管上設溫度傳感器，在總供水管上設流量傳感器，根據(jù)末端所需負荷來改變冷水機組的運行臺數(shù)與冷凍水出水溫度的設定值。 4、 整個空調(diào)系統(tǒng)的控制均考慮納入 BA系統(tǒng)中，節(jié)能運行管理。 - - 第四章 工程 示范 技術方案 隨著世界能源短缺問題越來越嚴重，建筑節(jié)能以及可再生能源的利用已作為最理想的建設方案，針對 xx市的地理、氣候和資源特點，進行了廣泛的調(diào)研和論證 ，發(fā)展淡水源熱泵技術的資源條件、技術儲備和產(chǎn)業(yè)基礎方面均具有較大的優(yōu)勢，發(fā)展淡水源熱泵是 xx市因地制宜發(fā)展應用可再生能源的最有效的途徑。 4.1 冷熱負荷估算 4.1.1 室外設計氣象參數(shù)： 臺站位置： xx 市 北緯： 2935 東經(jīng)： 10628 海拔： 259.1m 大氣壓：冬季 991.2hpa 夏季： 973.2hpa 冬季室外空調(diào)計算干球溫度： 2 冬季室外空調(diào)計算相對濕度： 82% 夏季室外空調(diào)計算干球溫度： 36.5 夏季室外空調(diào)計算濕球溫度： 27.3 夏季通風室外計算干球溫度： 33 冬季通風室外計算干球溫度： 7 冬季室外風速： 1.2m/s 夏季室外風速： 1.4m/s 4.1.2 室內(nèi)設計參數(shù)： 表 4.1 室內(nèi)設計參數(shù) 房間名稱 室內(nèi)溫度 ( ) 相對濕度 (%) 新風指標 噪聲 備注 - - 夏季 冬季 夏季 冬季 (m3/h人 ) dB(A) 住宅 24-26 21-22 45 商業(yè) 25-27 18-20 4065 3060 20 50 4.1.3 夏季負荷計算 根據(jù)建筑物的不同功能與面積，本項目一期的夏季的負荷最大值估算見下表。 表 4.2 一期工程夏季最大負荷估算 表 樓號 面積 (m2) 面積指標(W/m2) 冷 負荷(kW) 合計 (kW) 1-1 住宅 19862.77 100 1986.28 1-2 住宅 19922.67 100 1992.27 1-3 住宅 19922.67 100 1992.27 2-1 住宅 19862.77 100 1986.28 2-2 住宅 19168.16 100 1916.82 3-1 住宅 19581.5 100 1958.15 3-2 住宅 18512.81 100 1851.28 4-1、 4-2 住宅 35122.19 100 3512.22 4-3 住宅 16221.28 100 1622.13 5 住宅 19083.96 100 1908.40 6-1、 6 2 住宅 33767.08 100 3376.71 7-1、 7 2 住宅 31311.22 100 3131.12 8 住宅 21414 100 2141.40 - - 住宅合計 293753.08 29375.31 1#商業(yè) 4941.17 200 988.23 2#商業(yè) 3015.02 200 603.00 3#商業(yè) 1347.61 200 269.52 4#商業(yè) 2462.98 200 492.60 7#商業(yè) 2121.95 200 424.39 商業(yè)合計 13888.73 2777.75 住宅取同時使用系數(shù) 0.5，住宅總冷負荷 14687.655kW，商業(yè)取同時使用系數(shù) 0.9，其總冷負荷 2499.975kW。一期工程總冷負荷17187.63kW。 4.1.3 冬季負荷計算： 根據(jù)建筑物的不同功能與面積估算出本項目的冬季的負荷最大值見下表： 表 4.3 一期工程冬 季最大負荷估算表 樓號 面積 (m2) 面積指標(W/m2) 熱 負荷 (kW) 合計 (kW) 1-1 住宅 19862.77 40 794.51 1-2 住宅 19922.67 40 796.91 1-3 住宅 19922.67 40 796.91 2-1 住宅 19862.77 40 794.51 2-2 住宅 19168.16 40 766.73 - - 3-1 住宅 19581.5 40 783.26 3-2 住宅 18512.81 40 740.51 4-1、 4-2 住宅 35122.19 40 1404.89 4-3 住宅 16221.28 40 648.85 5 住宅 19083.96 40 763.36 6-1、 6 2 住宅 33767.08 40 1350.68 7-1、 7 2 住宅 31311.22 40 1252.45 8 住宅 21414 40 856.56 住宅合計 293753.08 11750.12 1#商業(yè) 4941.17 90 444.71 2#商業(yè) 3015.02 90 271.35 3#商業(yè) 1347.61 90 121.28 4#商業(yè) 2462.98 90 221.67 7#商業(yè) 2121.95 90 190.98 商業(yè)合計 13888.73 1249.99 住宅取同時使用系數(shù) 0.5， 住宅總熱負荷 5875.06kW， 商業(yè)取同時使用系數(shù) 0.9， 其總熱負荷 1124.991kW。一期總熱負荷 7000.051kW。 - - 4.2 空調(diào)系統(tǒng) 方案比較 根據(jù) xx太陽城工程概況，本報告對傳統(tǒng)冷卻塔冷水機組 燃氣鍋爐系統(tǒng)和淡水源熱泵系統(tǒng)進行 技術方案比較分析，而與戶式空調(diào)在初 期 投資和運行 費用方面的比較則在后面的投資估算和效益分析章節(jié)中介紹。 4.2.1 方案一： 冷卻塔冷水機組 燃氣鍋爐方案 本方案為傳統(tǒng)方式，空調(diào)冷凍水系統(tǒng)由冷水機組、一次冷凍水泵、二次冷凍水泵、末端空調(diào)器組成， 生活熱水系統(tǒng)由燃氣鍋爐、熱水泵、熱水管網(wǎng)組成。 冷凍水供回水溫度 7/12 , 空調(diào)冷卻水系統(tǒng)由冷水機組、冷卻水泵、冷卻塔組成 ， 空調(diào)冷卻水供回水溫度 32/37， 該方案技術成熟。 夏季用 燃氣鍋爐提供生活熱水，用 冷水機組制取空調(diào)冷凍水，工藝流程圖如下： 圖 4.1 傳統(tǒng)中央空調(diào)工藝流程圖 冬季用 供熱 燃氣鍋爐為末端 提供空調(diào)熱水 ，另用兩臺燃氣鍋爐提供生活熱水 。空調(diào)熱水系統(tǒng)由燃氣鍋爐、熱水泵、換熱器、二次冷凍水泵、末端空調(diào)器組成，熱媒水供回水溫度 90/70 , 熱水供回水溫度50/45 。 設備型號、數(shù)量詳見附表（設備選型表）。 4.2.2 方案二：淡水源熱泵方案（推薦方案） 冷卻泵 冷凍泵 至空調(diào) 末端 冷凍機 冷卻塔 - - 1、本方案選用節(jié)能型水源熱泵機組，制冷性能系數(shù)達 6.67。 空調(diào)冷凍水及熱水系統(tǒng)由 水源熱泵 機組、一次冷凍水泵、二次冷凍水泵、末端空調(diào)器 、熱水水箱、熱水泵、熱水管網(wǎng) 組成， 夏季 冷凍水供回水溫度 7/12 , 冬季采暖 熱水供回水溫度 50/45 ；空調(diào)冷卻水系統(tǒng) 由 水源熱泵 機組、冷卻水泵 （即變頻潛水泵）進行滲濾取水 組成。 2、一般空調(diào)機組冷卻水進出水溫差為 5。本方案 采用滲濾取水方式后， 在技術可靠、經(jīng)濟合理的前提下 可 加大冷卻水的供、回水溫差，按 8溫差設計。 滲濾取水 取水溫度為 22，經(jīng) 提升 后進入機組的溫度為 23。通過水源熱泵機組冷凝器后排出的冷卻水水溫為31。在此工況下水流量僅為傳統(tǒng)空調(diào)機組的 62.5。水泵的功率和水流量成正比。水泵的功耗一般占整個空調(diào)系統(tǒng)的功耗的 20 30。 3、利用可再生能源嘉陵江水，作熱泵制熱時的輔助熱源，達到能源高效利用的目的。 4、 二次冷凍水泵多臺調(diào)節(jié)及變頻調(diào)節(jié) 系統(tǒng)中的空調(diào)機組水路采用電動二通閥控制啟閉，循環(huán)冷凍水系統(tǒng)中的冷凍水泵采用多臺并聯(lián)運行。根據(jù)水泵進回水壓差調(diào)節(jié)水泵投入臺數(shù)，亦可達到分臺投入的節(jié)能目的。輔以變頻器調(diào)節(jié)二次冷凍水泵電機轉(zhuǎn)速。 5、一次冷凍水泵多臺調(diào)節(jié)及變頻調(diào)節(jié) 一次冷凍水泵采用多臺并聯(lián)運行。根據(jù)水泵進回水溫差調(diào)節(jié)一次冷凍水泵投入臺數(shù)，亦可達到分臺投入的節(jié)能目的。輔以變頻器調(diào)節(jié)一次冷 凍 水泵電動機轉(zhuǎn)速。 6、冷卻泵多臺調(diào)節(jié)及變頻調(diào)節(jié) 冷卻水泵采用多臺并聯(lián)運行。根據(jù)主機進回水溫差調(diào)節(jié)冷卻水泵- - 投入臺數(shù)，亦可達到分臺投入 的節(jié)能目的。輔以變頻器調(diào)節(jié)冷 卻 水泵電動機轉(zhuǎn)速。 7、回水 水質(zhì)滿足沖廁、澆灌綠地等水質(zhì)要求，可考慮部份二次利用，部份 排放江河 ，提高利用率。 夏季用江水冷卻熱泵機組，制取空調(diào)冷凍水， 同時利用冷卻水供回水余熱制取生活熱水， 工藝流程圖如下： 圖 4.2 水源熱泵空調(diào)制冷工藝流程圖 冬季用熱泵機組從江水中吸熱，制取空調(diào)熱水 和生活熱水 ，工藝流程圖如下： 圖 4.3 水源熱泵空調(diào)制熱工藝流程圖 由于水源熱泵技術利用 滲濾取 水作為空調(diào)機組的冷熱源，所以具有以下優(yōu)點： 1. 運行穩(wěn)定可靠 生活熱水泵 采暖熱水泵 冷卻水泵 引江水 回水入江及其他小區(qū)用水 至生活熱水末端 水源熱泵 至空調(diào) 末端 冷卻水泵 冷凍泵 至生活熱水末端 引江水 生活熱水泵 水源熱泵 至空調(diào) 末端 回水入江及其他小區(qū)用水 引江水- - 采用滲濾 取水方式抽取的 水體溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍小于 普通水體溫度 的變動 ， 是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源 。 水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。 2. 節(jié)能及 環(huán)境效益顯著 設計良好的水源熱泵機組的電力消耗， 比普通傳統(tǒng)集中空調(diào) 減少30以上，與電供暖相比，相當于減少 70以上。水源熱泵機組的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。 3. 一機多用，應用范圍廣 水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可 供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的 傳統(tǒng)集中 空調(diào)加 常壓熱水 鍋爐的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點。 即將 水源熱泵 機組在空調(diào)制冷工況下冷凝器排出的高溫水（與市政自來水或普通地表水比），用于生產(chǎn)衛(wèi)生熱水的高溫 水源熱泵 機組的冷卻水，在利用了高溫冷凝水中能量的同時大幅提高了生產(chǎn)衛(wèi)生熱水的高溫 水源熱泵 機組的能效比 。 相比用燃氣 鍋爐和 熱水器生產(chǎn)衛(wèi)生熱水，可節(jié)約大量的能源和運行費用。 根據(jù)空調(diào)負荷估算，空調(diào)主要設備選型見附表（末端方案一與方案二一致）。 4.2.3 空調(diào)系 統(tǒng)方案技術經(jīng)濟綜合性比較 表 4.4 空調(diào)系統(tǒng)方案技術經(jīng)濟綜合性比較表 技術特征 傳統(tǒng)空調(diào)方式 水源熱泵空調(diào)方式 - - 正常使用壽命 20 30 年 20 30 年 技術成熟度及特點 采用冷卻塔制取冷卻水，技術成熟；冷水機組技術較成熟，設備運行穩(wěn)定可靠，使用較多。 技術較成熟，設備運行穩(wěn)定可靠，使用較多?？梢赃M行全熱回收供生活熱水。 初期投資 初期投資比較低，安裝簡便 初投資比較高，取水較為復雜，安裝比較簡便 年運行費 運行費用高 運行費用比傳統(tǒng)方案節(jié)約 近 50% 環(huán)保 冷卻塔設置對附近有噪聲污染，有軍團病菌感 染危險；鍋爐燃燒排放煙氣中含有 CO2， CO， SO2等污染物 能耗低，對環(huán)境影響小，充分利用江水熱量，且降低了 CO2， CO，SO2、粉塵等污染物的發(fā)生量，減少了大氣污染，保護了環(huán)境 適用范圍 電源、燃氣供應充足的地區(qū) 有江水、湖水等地表水 或地下水 ，且水量能滿足空調(diào)負荷的地區(qū) 能源利用率 機組的 COP值在 5左右 充分利用天然冷熱資源， COP值高，能源利用率高 調(diào)節(jié)范圍 不適合小負荷工況下運行，易出現(xiàn)喘震現(xiàn)象 適合小負荷工況下運行，且在部分負荷下 COP值大大提高 系統(tǒng)總體特點 技術成熟，有一定污染，運行費 用較高 技術相對成熟，具有很好的節(jié)能性，特別是熱回收的功能更是提- - 高能源利用率，很好地滿足全年供冷供熱的要求 經(jīng)技術經(jīng)濟綜合比較，空調(diào)系統(tǒng)選擇方案二作為工程推薦方案，即水源熱泵集中空調(diào)方式。 4.3 取水、水處理方案 比較 4.3.1 淡水源熱泵的水質(zhì)要求 淡水源熱泵對地表水水質(zhì)的要求是進入冷凝器的冷卻水應該保持澄清、水質(zhì)穩(wěn)定、不腐蝕、不滋生微生物或生物、不結垢等。但是，目前對淡水源熱泵所用水源的水質(zhì)尚無專門規(guī)定。表 4.5 為水源熱泵用地下水水質(zhì)參考標準，表 4.6 為冷卻水水質(zhì)標準的有關規(guī)定，可作為本工程水質(zhì)狀況 的參考。 表 4.5 地下水地源熱泵水質(zhì)要求 序號 名稱 允許含量值 序號 名稱 允許含量值 1 含砂量 1/20 萬 9 CaO 200mg/L 2 濁 度 20NTU 10 SO42- 200mg/L 3 PH值 6.5 8.5 11 SiO2 50mg/L 4 硬 度 200mg/L 12 Cu2+ 0.2mg/L 5 總堿度 500mg/L 13 礦化度 3g/L 6 Fe2+ 1mg/L 14 油 污 5mg/L 7 Cl- 100mg/L 15 游離 CO2 10mg/L 8 游離氯 0.5 16 H2S 0.5mg/L - - 1.0mg/L 注 :引自國土資源行業(yè)標準淺層地熱勘查評價技術規(guī)范（征求意見第二稿） 表 4.6 冷卻水水質(zhì)標準的有關規(guī)定 序號 名稱 允許含量值 序號 名稱 允許含量值 1 混濁度 10mg/L 6 氯離子（ C1-） 100mg/L 2 總礦化度 3000mg/L 7 總鐵（ Fe2+ Fe3+ ）離子 0.5mg/L 3 硬度 200mg/L 8 錳（ Mn） 0.5mg/L 4 PH值 6.8 9.2 5 硫酸 根離子 200mg/L 9 硫酸氫（ H2S） 0.5mg/L 含砂量與渾濁度 2004 年嘉陵江水年平均含沙量 522mg/l，江水中泥砂、有機物與膠體懸浮物，使水變得渾濁。水源含砂量高對機組和管閥會造成磨損。含沙量和渾濁度高的水也會限制江水源熱泵用水的再次利用（一水多用）。用于水源熱泵系統(tǒng)的水源，含砂量應 1/20 萬，渾濁度 20 mg/L。如果水源熱泵系統(tǒng)中裝有板式換熱器，水源水中固體顆粒物的粒徑應 0.5mm。 水的化學成分及其它化學性質(zhì) 自然界中溶有不同離子、分子、化合物和氣體，使得水具有酸堿度、硬度、礦化物和腐蝕性等化學性質(zhì)，對機組材質(zhì)有一定影響。 - - 酸堿度 水的 PH 值小于 7 時呈酸性，反之呈堿性。水源熱泵的 PH 值應為6.5 8.5。 硬度 水中 Ca2+ 、 Mg3+總量稱為總硬度。硬度大，易生垢。水源熱泵水源水中的 CaCo3含量為 200mg/L。 礦化度 單位容積水中所含各種離子、分子、化合物的總量稱為總礦化度。用于水源熱泵系統(tǒng)的水源水的礦化度應 3g/L。 腐蝕性 水中 C1-、 、游離 CO2等具腐蝕性，溶解氧的 存在加大了對金屬管道的腐蝕破壞作用。應用水源熱泵系統(tǒng)時，對腐蝕性、硬度高的水 源，應在系統(tǒng)中加裝抗腐蝕的不銹鋼換熱器或鈦板換熱器。 比較以上對冷卻水水質(zhì)的要求和嘉江水質(zhì)情況，可以看到嘉陵江水在酸堿度、礦化度、硬度、腐蝕性等方面都滿足水源熱泵用水水質(zhì)要求，只有濁度不滿足要求，需采用有效的凈化除砂方法，使水質(zhì)符合機組要求。 4.3.2 淡水源熱泵水處理方案 4.3.2.1 取水工程設計水量 : 泵站實際提水量根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的用水量來確定，本工程最高峰冷量為 17187.63kW，故夏季高峰時段需要冷卻水量為 3170.94m3/h。 取水水量： Q (1+K)Q1 式中： Q取水總水量（ m3/h） Q1系統(tǒng)供水量（ m3/h），水源熱泵系統(tǒng)要求提供江水供水- - 量為 3170.94m3/h； K損失的水量，取 2%。 故設計取水量為 Q（ 1 2%） 3170.94 3234.38m3/h，則每天的取水量為（以 12小時計算）為 38812.36m3/d。 4.3.2.2 取水、凈水工程方案一 1）設計總揚程 設計最高洪水位為 193.50m；設計最枯水位（保證率為 97%）為158.90m； 調(diào)節(jié)池水面標高為 202.00m；江水處理后由調(diào)節(jié)池至空調(diào)機房。 輸水管采用 2 根管徑 500mm 給水鑄鐵管，經(jīng)估 算，水泵總揚程在56.00m 左右，輸水管道埋地敷設。 2）取水構筑物型式 由于江岸河灘較緩，枯水季節(jié)江岸岸邊水深不足，采用河床式取水構筑物。設于盡量靠近 xx太陽城附近的合適河段的岸邊。 根據(jù)取水量和水源熱泵系統(tǒng)運行特點（日變化較大，時變化較大），一期采用 5 用 1 備水泵配置。每臺水泵型號均為： 250S-65， Q=600m3/h，揚程 H=56m，配電機功率 N=132kW。泵房為矩形鋼筋混凝土取水泵房。 3）取水頭部型式： 在后期設計中，可在進一步明確夏季洪水位的情況下，考慮設置雙導泵房。夏季利用上層水泵，減少水 泵揚程，降低能耗。 按現(xiàn)在嘉陵江 xx段的江水水質(zhì)情況，洪水季節(jié)江水濁度可達 3000至 6000度，最大含沙量在 20000mg/L 左右，為了簡化水處理程序，取水頭部采用斜板型式。 4）凈水方案 - - 嘉陵江水作為水源熱泵系統(tǒng)冷卻用水，其水處理的關鍵在于減少泥砂含量，降低濁度，其它的水質(zhì)指標即可滿足要求。 嘉陵江取水凈水工藝工藝流程