無錫節(jié)能環(huán)保大廈水源熱泵中央空調(diào)方案

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc227662527 目錄 PAGEREF _Toc227662527 h 1 HYPERLINK l _Toc227662528 一、工程概況 PAGEREF _Toc227662528 h 2 HYPERLINK l _Toc227662529 二、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計詳情 PAGEREF _Toc227662529 h 2 HYPERLINK l _Toc227662530 2.1、設(shè)計依據(jù) PAGEREF _Toc227662530 h 2 HYPERLINK l _Toc227662531 2.2、空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇 PAG

2、EREF _Toc227662531 h 3 HYPERLINK l _Toc227662532 2.3、系統(tǒng)方案初步設(shè)計及初投資、運行費用對比 PAGEREF _Toc227662532 h 3 HYPERLINK l _Toc227662534 2.4、河水引水方式及水處理流程11 HYPERLINK l _Toc227662535 2.5、管道穿越馬路的施工12一、工程概況無錫節(jié)能環(huán)保大廈位于江蘇省無錫市，其中A樓的一至三十九層公共部分、B樓電梯廳、C樓全部以及D樓一、二層和地下室餐廳要求夏季制冷冬季采暖。根據(jù)采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）的要求，夏天制冷的總冷負

3、荷為：2259kw,冬季采暖的總熱負荷為：1372kw。根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，考慮當?shù)氐臍夂驐l件以及周圍的環(huán)境，為了滿足空調(diào)系統(tǒng)的要求并能夠使系統(tǒng)非常穩(wěn)定的運行，通過對各種空調(diào)系統(tǒng)的綜合分析，現(xiàn)提供地表水形式水源熱泵中央空調(diào)、地表水源熱泵+鍋爐采暖（主要用于1月下旬或二月上旬，湖水溫度低于5氣候）、全地源熱泵三個方案對比。主機采用湖南凌天科技有限公司特制滿足特殊水質(zhì)工況的滿液式水源熱泵機組和地源熱泵機組。二、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計詳情2.1、設(shè)計依據(jù)1、設(shè)計規(guī)范A 采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GB50019-2003）B 通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50243-2002）C 地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)

4、范（GB50366-2005）D 民用建筑節(jié)能設(shè)計標準（JGJ26-95）E 建筑給水排水設(shè)計規(guī)范（GB50015-2003）F 民用建筑防火規(guī)范（GB50016-2006）G 建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB50242-2002）H 甲方提供圖紙及相關(guān)地質(zhì)資料等2、空調(diào)設(shè)計室內(nèi)外參數(shù)室外氣象參數(shù)項目夏季冬季大氣壓強1005.10hPa1025.40hPa室外空氣干球溫度33.00-5室外空氣濕球溫度28.6相對濕度86%76%冷水溫度255室內(nèi)設(shè)計參數(shù)序號建筑用途室內(nèi)人員密度夏季冬季新風量室內(nèi)設(shè)計溫度相對濕度室內(nèi)設(shè)計溫度相對濕度1辦公室0.1人/26260%22230%30m/（

5、h*人）2餐廳0.4人/25260%22240%20m/（h*人）3商場0.5人/26265%20240%30m/（h*人）4大廳0.15人/26265%20230%12m/（h*人）2.2、空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇本次設(shè)計根據(jù)當前國家大力提倡的節(jié)能環(huán)保的原則，本著高效、節(jié)能、環(huán)保的理念以及降低顧客使用空調(diào)的綜合費用的信念，通過多方面的比較，結(jié)合當?shù)睾铀|(zhì)水溫情況擬采用地表水形式水源熱泵系統(tǒng)+地源熱泵或燃氣鍋爐混合系統(tǒng)。夏季，地表水溫度低于環(huán)境大氣溫度，機組通過冷凝器從地表水中獲取冷量，這樣可以不用采用冷卻塔，將機組的制冷能效比與系統(tǒng)的制冷能效比都得到提高的同時也使系統(tǒng)運行穩(wěn)定，機組長期運行在有利

6、工況之下；而冬季，地表水溫度高于環(huán)境大氣溫度，系統(tǒng)則從地表水中獲取熱量，(按凌天科技目前已運行的項目,冬季進水溫度不低于5,是能夠保證機組正常穩(wěn)定運行,且機組COP值不低于3,根據(jù)梁溪河河水的水文資料分析,河水平均水溫18.5,最高水溫31,從水質(zhì)和水溫完全滿足制冷工況;最低水溫3,低于5水溫時間不超過30天,主要集中在1月下旬和2月上旬,為確保系統(tǒng)萬無一失,建設(shè)冬采用地表水水源熱泵+土壤源熱泵(或燃氣鍋爐系統(tǒng))混合系統(tǒng),運行方式為在水溫5以上運行地表水水源熱泵供暖,在水溫低于5度以下運行土壤源熱泵(或燃氣鍋爐),為節(jié)省投資,在設(shè)計混合系統(tǒng)中用于保證水溫低于5時的空調(diào)負荷只考濾C棟和D棟,不考

7、慮A棟新風負荷.2.3 系統(tǒng)方案初步設(shè)計及對比由于本建筑位于江蘇，夏天制冷的總冷負荷為：2259kw,冬季采暖的總熱負荷為：1372kw。其中夏季冷源可由梁溪或者地埋管換熱器提供。在冬季，為了解決氣候條件惡劣，空調(diào)系統(tǒng)效果不佳的問題，設(shè)計了以下三種方案，并進行了對比。 地表水源熱泵+地埋管方案（1）埋管長度計算埋管長度可按如下公式計算：最大放熱量Qmax1=建筑冷負荷(1+1/EER) (1) 最大吸熱量Qmax2=建筑熱負荷(1-1/COP) (2)L=1000Qmax/ql (3)式中：L為埋管換熱器總長(m)； ql為最大利用溫差的每米換熱功率(W/m)，一般由接近實際工況的現(xiàn)場換熱試驗

8、取得；Qmax為夏季向埋管換熱器排放的最大功率與冬季從埋管換熱器吸收的最大功率中的較大值(KW)（注：COP為機組制熱性能系數(shù)，EER為熱泵機組制冷性能系數(shù)，機組COP值與工況有關(guān)，在計算時應(yīng)考慮地下水溫度和末端形式。）這里冬季COP取4，夏季EER取5。埋管系統(tǒng)只考慮保證C、D棟采暖負荷計算，那么埋管承擔取熱負荷為552kW。工具上式得出L為6572米。那么需要地埋管換熱孔70個 ，每孔深100米，有效換熱深度95米。間距4.5米，占地1400左右。(2)河水水量分析夏季制冷工況下：q1=Q1/1.163 (t2-t1) 按照5-10溫差設(shè)計，需水流量約為195-389 m3/h冬季制熱工況

9、下：q1=Q1/1.163 (t2-t1) 按照4-6設(shè)計溫差計算，需水流量約118-80 m3/h（3）機組選型選用LDBL1300一臺、LDBL1200M一臺供冷采暖。冬季LDBL1300可切換到埋管換熱器工作，為C、D棟供暖。由于施工圖紙尚未完成，水泵揚程不能確定，所以只能大致選配適當流量的水泵。為了確保埋管內(nèi)水流為紊流，取流速0.3m/s。（4）主要設(shè)備選型如下表：序號名稱型號規(guī)格數(shù)量技術(shù)參數(shù)備注1水源熱泵LDBL13001制冷量：1092KW 輸入功率：1082KW制熱量：1256KW 輸入功率：144.32KW2滿液式水源熱泵LDBL1200M1制冷量：1014KW 輸入功率：83

10、.62KW制熱量：1140KW 輸入功率：119.12KW3水源循環(huán)泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,揚程：38.3m, N=37KW1用1備4水源循環(huán)泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,揚程：38.3m, N=37KW1用1備5空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,揚程：32m, N=30KW1用1備6空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,揚程：32m, N=30KW1用1備7地埋管循環(huán)泵KQL125/320-15/42流量：97m3/h,揚程：32m, N=15KW1用1備8旋流除砂器YLXC-2

11、00II2處理流量：250m3/h9綜合水處理器YS350I1處理流量：640860m3/h10部分地埋管6572M制熱量：552KW 地表水源熱泵+燃氣鍋爐方案在冬季擬用天然氣鍋爐代替水源熱泵供暖運行一部分時間（可自由調(diào)整）。大約30天。原水源熱泵主機不變，埋管換熱器去掉，換成一臺CWNS 0.58-JK-Q鍋爐。主要設(shè)備選型如下表：序號名稱型號規(guī)格數(shù)量技術(shù)參數(shù)備注1水源熱泵LDBL13001制冷量：1092KW 輸入功率：1082KW制熱量：1256KW 輸入功率：144.32KW2滿液式水源熱泵LDBL1200M1制冷量：1014KW 輸入功率：83.62KW制熱量：1140KW 輸入功

12、率：119.12KW3水源循環(huán)泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,揚程：38.3m, N=37KW1用1備4水源循環(huán)泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,揚程：38.3m, N=37KW1用1備5空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,揚程：32m, N=30KW1用1備6空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,揚程：32m, N=30KW1用1備7鍋爐管循環(huán)泵KQL125/320-15/42流量：97m3/h,揚程：32m, N=15KW1用1備8旋流除砂器YLXC-200II2處理流量：250m3/h9綜

13、合水處理器YS350I1處理流量：640860m3/h10燃氣鍋爐CWNS 0.58-JK-Q1制熱量：580KW，水流量：100m3/h， 耗氣量:60.4Nm3/ h ,功率:1.5KW全地埋管方案根據(jù)內(nèi)公式計算得出：夏季建筑需要向地埋管中釋放的熱量Q1=2259(1+1/5)=2711KW冬季需要從地埋管中提取的熱量Q2=1372(1-1/4)=1029KW通過以上計算可以看出，冬季從地下提取的熱量遠比夏季向地下釋放的熱量少。若完全按照埋管方式設(shè)計，可能會造成地溫差的持續(xù)上升，從而可能會影響到系統(tǒng)的安全可靠性。建議按照冬季負荷設(shè)計，夏季不足部分用河水或者冷卻塔進行輔助調(diào)峰。但是，為了更充

14、分的比較方案優(yōu)劣，這里還是按照埋管方式設(shè)計一套方案。按照夏季負荷計算，所需要的埋管長度L=43032米，需要453孔，每孔深100米，每孔有效換熱長度95米。按照孔間距4.5米計算，需占地8500平米左右。主要設(shè)備選型如下表：序號名稱型號規(guī)格數(shù)量技術(shù)參數(shù)備注1水源熱泵LDBL13001制冷量：1092KW 輸入功率：1082KW制熱量：1256KW 輸入功率：144.32KW2水源熱泵LDBL14001制冷量：1198KW 輸入功率：120.62KW制熱量：1382KW 輸入功率：160.32KW3地埋管循環(huán)泵KQL200/320-37/4(Z)2流量：245m3/h,揚程：32m, N=37

15、KW1用1備4地埋管循環(huán)泵KQL200/320-37/4(Z)2流量：245m3/h,揚程：32m, N=37KW1用1備5空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,揚程：32m, N=30KW1用1備6空調(diào)循環(huán)泵KQL150/345-30/42流量：209m3/h,揚程：33m, N=30KW1用1備7綜合水處理器YS350I1處理流量：640860m3/h8地埋管43032M制冷量：2259KW 制熱量：1372KW2.3.4 方案初投資和運行費用對比方案1 地表水水源熱泵+地埋管混合方案初投資序號項目型號數(shù)量價格(萬元)1空調(diào)主機LDBL1300M169.62空調(diào)主

16、機LDBL1300159.53水源循環(huán)泵KQL150/370-37/422.2924水源循環(huán)泵KQL150/370-37/422.2925空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/421.9486空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/421.9487地埋管循環(huán)泵KQL125/320-15/421.7978旋流除砂器YLXC-200II21.39綜合水處理器YS350I11.510機房閥門、材料1套9511機房安裝費66.512室外管材螺旋鋼管3259700M3213沉淀池、過濾裝置3014室外泵房2015室外安裝費2516地埋管6572M198.5合計508.277方案二 地表水水源熱泵+燃氣鍋爐

17、方案序號項目型號數(shù)量價格(萬元)1空調(diào)主機LDBL1300M169.62空調(diào)主機LDBL1300159.53水源循環(huán)泵KQL150/370-37/422.2925水源循環(huán)泵KQL150/370-37/422.2926空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/421.9487空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/421.9488鍋爐循環(huán)泵KQL125/320-15/421.7979旋流除砂器YLXC-200II21.310綜合水處理器YS350I11.511機房閥門、材料1套9512機房安裝費66.513室外管材螺旋鋼管3259700M3214沉淀池、過濾裝置3015室外泵房2016室外安裝費251

18、7燃氣鍋爐CWNS 0.58-JK-Q9.3618燃氣安裝費1000M350合計470.037方案三 全地埋管方案序號項目型號數(shù)量價格(萬元)1空調(diào)主機LDBL1400165.42空調(diào)主機LDBL1300159.53水源循環(huán)泵KQL200/320-37/4(Z)22.544水源循環(huán)泵KQL200/320-37/4(Z)22.545空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/421.9486空調(diào)循環(huán)泵KQL150/345-30/421.9487綜合水處理器YS350I11.58機房閥門、材料1套959機房安裝費66.510地埋管43032M1602.44合計899.326運行費用計算依據(jù)：電價0.79

19、8元/kWh天然氣費3.3元/立方計算地表水系統(tǒng)能效比夏季5，冬季4（根據(jù)工況不同會有所不同,取平均值） 土壤源系統(tǒng)能效比夏季4.5，冬季3.8運行電費=建筑冷（熱）負荷/系統(tǒng)能效比電價每日運行小時數(shù)運行天數(shù)夏季運行120天，冬季運行90天。其中冬季大約有30天切換冷熱源到埋管系統(tǒng)或鍋爐（時間可以調(diào)節(jié)）。A,B棟每天運行10小時C棟每天運行24小時D棟每天運行14小時部分地埋管運行費用為：夏季 AB棟電費=1242/50.79810120=23.8萬元 C棟電費=432/50.79824120=19.8萬元 D棟電費=585/50.79814120=15.7萬元冬季 AB棟電費=820/40.

20、7981090=14.7萬元條件惡劣切換埋管（時間大約為30天左右） C棟電費=189/3.80.79824(60+30)=8.52萬元 D棟電費=363/3.80.79814(60+30)=9.57萬元總運行費用約為92.09萬元鍋爐+水源熱泵方案運行費用：夏季 AB棟電費=1242/50.79810120=23.8萬元 C棟電費=432/50.79824120=19.8萬元 D棟電費=585/50.79814120=15.7萬元冬季AB棟電費=820/40.7981090=14.7萬元 C棟電費=189/40.7982460=5.4萬元 D棟電費=363/40.7981460=6.1萬元條

21、件惡劣切換鍋爐（時間大約為30天左右，同土壤源熱泵系統(tǒng)運行相同） CD棟氣費=60.43.32430=14.3萬元總運行費用約為99.1萬元全地地埋管方案：夏季 AB棟電費=1242/4.50.79810120=26.44萬元 C棟電費=432/4.50.79824120=22萬元 D棟電費=585/4.50.79814120=17.44萬元冬季 AB棟電費=820/3.80.7981090=15.47萬元 C棟電費=189/3.80.7982490=8.52萬元 D棟電費=363/40.7981490=9.57萬元總運行費用約為99.44萬元方案一地表水水源熱泵+土壤源熱泵方案初投資約508.277萬元，年運行費用約92.09萬元。方案二地表水水源熱泵+鍋爐方案初投資470.037萬元，年運行費用約99.1萬元。方案三全地埋管方案初投資899.326萬元，年運行費用99.44萬元。從上表可知,方案3初投資較大。方案1初投資比方案2增加38.24萬元,年運行費用減少7萬元,增加投資部份將在伍年半時間內(nèi)收回投資,另從節(jié)能示范方面考慮,方案全部用的是可再生能源,示范意義更大.請業(yè)主方綜合考慮!2.4 河水引水方式