《800平米别墅地源热泵设计方案》.docx

８00平米别墅地源热泵设计方案编制单位：北京晟江地源空调安装有限公司目录1工程概况21.1工程名称2１.2项目概况ﻩ2２设计依据ﻩ２2．1设计规范ﻩ２2．2室外设计参数22.３设计负荷33设计方案３3.１工作原理ﻩ3３.２方案特点43.3冷、热源53.4系统设计ﻩ54地源热泵系统简介　ﻩ１05系统功能及特点９屯办公楼旧楼地源热泵设计方案１工程概况1.1工程名称８0０平米别墅地源热泵工程１-2项目概况80０平米别墅地源热泵工程位于北京市,空调总面积为800m22设计依据２．1设计规范1、《米暖通风与空气调节设计规范》GB50019-２００3ＧB5036６-2、《地源热泵系统工程技术规范》２008　;3、《民用建筑热工设计规范》GB5０１７6-93;４、《建筑设计防火规范》GBJ１6-8７;5、《实用供热空调设计手册》第二版；6、《建筑工程设计文件编制深度规定》2０03年4月；(C)２.2室外设计参数冬季通风室外计算干球温度（(C)-9冬季空调室外计算干球温度((Ｃ）－９.８夏季空调室外计算干球温度((Ｃ）33.６夏季空调室外计算湿球温度(（C）26．3冬季采暖室外计算干球温度（-7.52.3设计负荷根据业主提供图纸和资料,建筑平均冷指标取为１00W/rｎ平均热指标取为80W/m，确定空调负荷如下:空调/采暖面积冷负荷平均冷负荷热负荷平均热负荷８00m280KWiooｗ/ｍ64KＷ8ow/m３设计方案3．1工作原理该方案以地源热泵作为冷、热源实现夏季制冷、冬季供暖。

用户末端侧夏季采用风机盘管系统,冬季采用风机盘管采暖系统户外侧设置地埋管换热器系统；系统工作原理图见下图ﻩ１所示3.２方案特点1、ﻩ本方案冷、热源采用地埋管换热器系统,不影响建筑物的外形美观、节能、环保，实现了与建筑的有机结合2、本方案采用地源热泵机组供热、制冷系统在夏季，通过地源热泵机组与地源换热器进行热量交换传递,使地源热泵机组为房间提供冷冻水，实现制冷;在冬季，地源热泵机组吸收地源换热器的热量，为用户提供采暖热水3、利用大地浅层地下恒温的低品位热能,实现冷热的交换和能量的传递，使系统可以冬夏季都能正常的运行4、系统的自动控制系统配置合理,自动化程度高,热泵自动切换,１0〜100%无级调节,２4小时无人值守运行3．３冷、热源该建筑采用地源热泵系统冷热负荷量按热负荷指标确定采暖热水供、回水温度为45／40Ｃ,制冷冷冻水供回水温度7/１2C主要由地埋管换热器系统承担户外侧布置地源换热器井系统3．4系统设计3.4.1系统形式地源热泵空调系统主要有地源热泵机组、地埋管换热器、循环管道、自动控　制系统、电气系统五部分组成3.4.2主机选型根据上述技术参数，整个项目设计配置国际知名品牌意大利克莱门特涡旋式地源热泵机组一台为建筑供冷供热。

机组型号AＱSW-H02６2，其中制冷量为８３．３KＷ，输入功率为１５．7KＷ,制热量为８７．2ＫW，输入功率为２1．3KW机组制冷量及压缩机耗功标定工况：冷凝器进水温度25Ｃ,出水温度30C，蒸发器进水温度1２C，出水温度７C机组制热量及压缩机耗功标定工况：冷凝器进水温度ﻩ40Ｃ,出水温度45C，蒸发器进水温度10C,出水温度5C机组尺寸为：1055Ｘ　64９　X12５５3.4.3水泵选型根据主机流量及系统压损选择地源侧循环泵和末端循环泵:循环泵选择南方泵业管道循环泵3台（一台为备用泵）：水泵型号TD４０-25／2,额定流量20ｍ３／h,额定扬程2５m，额定功率３kw，尺寸为　340X160Ｘ　60０3．4.4补水系统循环系统采用一套落地式膨胀水箱定压补水系统为空调循环水和地源侧循环水系统进行定压补水,采用囊式定压罐1个,补水泵1台为保证系统水质及设备的使用寿命,空调系统补水采用软化水,机房内设置全自动软水器1套3.4.５地源换热器系统该小区的冷、热负荷均由地埋管换热器井承担，根据业主提供地勘地资料，埋管采用双U型垂直埋管形式,管材选用高密度聚乙烯管材HＤPＥ１0０,管径为　DN3２，地埋孔孔深１０0m,孔径1５0〜18０mm,在制冷工况下时，地埋管单位延米放热量为ﻩ45Ｗ／m;在制热工况下地埋管单位延米取热量为40W/m。

地埋管换热器井布置在中间篮球场及建筑周围绿化带，本次设计考虑长期稳定的运行,在进行地源换热器井设计时考虑了　地源热器井的衰减ﻬ该工程采用集中垂直式地埋管换热器系统，地埋管换热器系统与土壤之间进行冷热交换，通过地源热泵机组进行冷热量的提取，达到制冷与制热的目的制冷工况为：7/12C,制热工况为:４5／40C°地源热泵系统的最大释热量为：Q１Ｚ　=Ｑ1(1＋1／C0Ｐ１)kW式中:Q17　——夏季向土壤排放的热量,ｋWQ1-----夏季设计总冷负荷，kWCＯP1——设计工况下水地源热泵机组的制冷系数地源热泵系统的最　大吸热量为:Ｑ牙=Q2(1—1／CＯＰ2）kW式中：Q27——冬季从土壤吸收的热量,kＷQ2——冬季设计总热负荷,ｋＷCOP２——设计工况下水地源热泵机组的供热系数通过最大吸热量与最大释热量的计算比较得知按其中较大者进行地埋管换热器的设计计算3４６地埋管换热器设计计算地源侧换热管道选择双U换热管，根据业主提供地勘地资料,按照每延米　夏季放热量４5Ｗ冬季吸热量4０W进行估算则地下换热器所需长度L为：按照夏季负荷估算埋管总长度为2200m按照冬季负荷估算埋管长度为1647．５m,埋管长度考虑余量,钻井深度取为１0０米,则需要钻井数量为22口按埋设深度不同分为浅埋（<３0ｍ、中埋(31〜80m）和深埋(>80m）,　对竖直U型管,一般为中埋，本方案取埋深为10０ｍ，则钻井数量见下表。

对于竖埋管,考虑一定的水平间距，尽量减少各埋管单元之间　温度场的相互影响短　时间和间歇运行的换热管间距为1．5ｍ较适合，长时间连续运行的间距为3~6m较适合，本次设计取孔间距为５m,地源换热器井回填采用细沙回填347空调水系统该空调末端水系统简单，为了节省初投资,空调水路采用异程　式系统348管道循环系统１、ﻩ管道管件：采用国标热镀锌钢管，铸铁或冲压管件2、ﻩ管道保温：5０mn特制岩棉保温管，外缠防水布,化纤玻璃丝布，树脂胶涂刷包装;(或聚氨酯保温)同时加装电伴热带，预防冬季管道冻堵3、电磁阀：米用名牌产品4、手动阀门:采用铜体闸阀４地源热泵系统简介４．1地源侧系统由地热换热器组成，根据埋管形式可分为水平埋管和垂直埋管两种根据运转形式又可分为开式　循环和闭式循环两种我们推荐采用闭式循环垂直埋管系统该种交换器埋深大约在70〜150米,主要利用浅层土壤温度常年保持恒温的特性，通过地热换热器与土壤的换热达到能量提取的目的夏季供冷时通过换热系统将室内的热量转移到地下，一方面为建筑物提供制冷的效果，另一方面将热能储存与地下，作为能量储备以供冬季使用;冬季采暖时通过换热系统将低温热源(地下岩土层)储存的热能提取出来,用　于供暖循环水的加热，以备建筑物采暖使用。

通过整体设计可使这种循环周而复始　的运转，保证系统的供冷、供暖及供卫生热水要求从能量守恒角度考虑，系统以３0%的　电能作为驱动,从地下岩土中获得了70%的热量(冷量），与传统的中央空调（冷水机组+锅炉）相比，节能效果是显著的;又因其取消了锅炉,它的环保特性也是很突出的4.2地源热泵系统特点运行节能地温循环冷暖系统由于只与温度相对稳定的浅层土壤进行换热（常年稳定在１2－15Ｃ)，故系统效率很高一一夏季运行ＣOP5．0以上、冬季运行COＰ４.2左右相对于其他系统，它的耗能极少，故能源花费极低绿色环保由于系统均为闭式环路5与外界只有能量交换,而无介质交换，故不会对环境造成污染另外其所使用的能量为电能和地热能，全部为清洁环保的能源运行安全、可靠由于系统的主要能量来源基本不受外界干扰且无易燃、易爆燃料储存的隐　患,故系统运行极为安全热泵机组技术成熟,加工简便,比传统产品寿命长均超过1５年,故系统运作极为可靠一机多用热泵机组基本可满足建筑物制冷、采暖要求,同时还可以提供生活用热水，先进的主机系统，故一套系统承担全部任务，占地空间小地源热泵与空气源热泵特点对比分析项目地源热泵空气源热泵占地面积机房占地面积小，可以放在地下，设置灵活通常置于建筑楼顶上,影响建筑美观环境影响因素地下温度恒定,周效率运行受气候影响有时不能供热或制冷，需要的电负荷加大设备寿命20-25年7－10年驱动能源电能利用系数４.2-5.8电能利用系数２-3环境指标无任何污染产生城市热岛效应初投资较高较低备注：1•地下换热器安装一一含管材、管件、管路安装、回填、三次打压试验及管路冲洗；５系统功能及特点5.1高效节能,成本低廉最大效率的利用土壤中能量可节约能源40%以上,运行成本大大降低,智能化控制还可以节省人员开支，所以日常运行费用很低。

5.2安全可靠，没有危险地源热泵空调系统没有常规能源所存在的易燃易爆、ﻩ中毒、断路、触电等危险,因此是最安全最可靠的热水系统５．3绿色环保，没有污染采用了土壤中洁净的绿色能源,避免了矿物燃料对环境的污染因此，系统在冬季制热的过程中没有粉尘悬浮微粒的污染，也没有废渣、废水物　的产生,更没有硫化物、氮化物、一氧化碳和二氧化碳的排放，符合国家环保政策,利国利民,为用户提供了一个干净、舒适的生活空间5.4控制先进，智能运行系统采用了先进的智能化控制技术，实行自动控制，最佳经济运行,全天无人看守，使用非常方便5.5整个集热系统安全可靠,使用寿命长，在正常情况下,机组使用寿命可达到2０年以上，室外地埋管系统使用寿命为50年。