無錫節(jié)能環(huán)保大廈水源熱泵中央空調(diào)方案-水源熱泵

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1、無錫節(jié)能環(huán)保大廈水源熱泵中央空調(diào)方案|水源熱泵 無錫節(jié)能環(huán)保大廈水源熱泵中央空調(diào)方案本文關鍵詞：無錫，水源，中央空調(diào)，熱泵，節(jié)能無錫節(jié)能環(huán)保大廈水源熱泵中央空調(diào)方案本文簡介：目錄目錄1一、工程概況2二、空調(diào)系統(tǒng)設計詳情22.1、設計依據(jù)22.2、空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇32.3、系統(tǒng)方案初步設計及初投資、運行費用比照32.4、河水引水方式及水處理流程112.5、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局部、B樓電梯廳、C樓無錫節(jié)能環(huán)保大廈水源熱泵中央空調(diào)方案本文內(nèi)容：目錄目錄1一、工程概況2二、空調(diào)系統(tǒng)設計詳情22.1、設計依據(jù)22.2、空調(diào)

2、系統(tǒng)方案的選擇32.3、系統(tǒng)方案初步設計及初投資、運行費用比照32.4、河水引水方式及水處理流程112.5、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局部、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)設計標準?〔GB50019-2021〕的要求，夏天制冷的總冷負荷為：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

3、+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比照。主機采用湖南凌天科技特制滿足特殊水質(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)設計詳情2.1、設計依據(jù)1、設計標準A?采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計標準?〔GB50019-2021〕B?通風與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗收標準?〔GB50243-2021〕C?地源熱泵系統(tǒng)工程技術標準?〔GB50366-2021〕D?民用建筑節(jié)能設計標準?〔JGJ26-95〕E?建筑給水排水設計標準?〔GB50015-2021〕F?民用建筑防火標準?〔GB50016-2021〕G?建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收標準?〔GB502

4、42-2021〕H甲方提供圖紙及相關地質(zhì)資料等2、空調(diào)設計室內(nèi)外參數(shù)室外氣象參數(shù)工程夏季冬季大氣壓強室外空氣干球溫度33.00℃-5℃室外空氣濕球溫度28.6℃相對濕度86%76%冷水溫度25℃5℃室內(nèi)設計參數(shù)序號建筑用途室內(nèi)人員密度夏季冬季新風量室內(nèi)設計溫度相對濕度室內(nèi)設計溫度相對濕度1辦公室0.1人/㎡262℃≤60%222℃≥30%30m3/〔h*人〕2餐廳0.4人/㎡252℃≤60%222℃≥40%20m3/〔h*人〕3商場0.5人/㎡262℃≤65%202℃≥40%30m3/〔h*人〕4大廳0.15人/㎡262℃≤65%202℃≥30%12m3/〔h*人〕2.2、空調(diào)系統(tǒng)方案的選擇本

5、次設計根據(jù)當前國家大力提倡的節(jié)能環(huán)保的原那么，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工況之下；而冬季，地表水溫度高于環(huán)境大氣溫度，系統(tǒng)那么從地表水中獲取熱量，(按凌天科技目前已運行的工程,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,

6、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,不考慮A棟新風負荷.系統(tǒng)方案初步設計及比照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

7、件惡劣，空調(diào)系統(tǒng)效果不佳的問題，設計了以下三種方案，并進行了比照。2.3.1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，在計算時應考慮

8、地下水溫度和末端形式?！尺@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：(t2-t1)]按照5-10℃溫差設計，需水流量約為195-389m3/h冬季制熱工況下：(t2-t1)]按照4-6℃設計溫差計算，需水流量約118-80m3/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

9、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?！?〕主要設備選型如下表：序號名稱型號規(guī)格數(shù)量技術參數(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=3

10、7KW1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-200II2處理流量：250m3/h9綜合水處理器YS350I1處理流量：640～860m3/h10局部地埋管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局部時間〔可自由調(diào)整〕。大約30天。原水源熱泵主機不變，埋

11、管換熱器去掉，換成一臺CWNS0.58-JK-Q鍋爐。主要設備選型如下表：序號名稱型號規(guī)格數(shù)量技術參數(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

12、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綜合水處理器YS350I1處理流量：640～860m3/h10燃氣鍋爐CWNS1制熱量：580KW，水流量：100m3/h，根據(jù)2.3.1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)

13、=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。假設完全按照埋管方式設計，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)的平安可靠性。建議按照冬季負荷設計，夏季缺乏局部用河水或者冷卻塔進行輔助調(diào)峰。但是，為了更充分的比較方案優(yōu)劣，這里還是按照埋管方式設計一套方案。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。主要設備選型如下表：序號名稱型號規(guī)格數(shù)量技術參數(shù)備注1水源熱泵LDBL13001制冷量：1092KW輸入功率：1082KW制熱量：1256KW輸

14、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=37KW1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：6

15、40～860m3/h8地埋管43032M制冷量：2259KW制熱量：1372KW方案初投資和運行費用比照方案1地表水水源熱泵+地埋管混合方案初投資序號工程型號數(shù)量價格(萬元)1空調(diào)主機LDBL1300M12空調(diào)主機LDBL130013水源循環(huán)泵KQL150/370-37/424水源循環(huán)泵KQL150/370-37/425空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/426空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/427地埋管循環(huán)泵KQL125/320-15/428旋流除砂器YLXC-200II29綜合水處理器YS350I110機房閥門、材料1套9511機房安裝費12室外管材螺旋鋼管Φ3259700M321

16、3沉淀池、過濾裝置3014室外泵房2015室外安裝費2516地埋管6572M1合計方案二地表水水源熱泵+燃氣鍋爐方案序號工程型號數(shù)量價格(萬元)1空調(diào)主機LDBL1300M12空調(diào)主機LDBL130013水源循環(huán)泵KQL150/370-37/425水源循環(huán)泵KQL150/370-37/426空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/427空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/428鍋爐循環(huán)泵KQL125/320-15/429旋流除砂器YLXC-200II210綜合水處理器YS350I111機房閥門、材料1套9512機房安裝費13室外管材螺旋鋼管Φ3259700M3214沉淀池、過濾裝置3015室外

17、泵房2016室外安裝費2517燃氣鍋爐CWNS18燃氣安裝費1000M350合計方案三全地埋管方案序號工程型號數(shù)量價格(萬元)1空調(diào)主機LDBL140012空調(diào)主機LDBL130013水源循環(huán)泵KQL200/320-37/4(Z)24水源循環(huán)泵KQL200/320-37/4(Z)25空調(diào)循環(huán)泵KQL150/315-30/426空調(diào)循環(huán)泵KQL150/345-30/427綜合水處理器YS350I18機房閥門、材料1套959機房安裝費10地埋管43032M1合計運行費用計算依據(jù)：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〕運行電費=建筑冷〔熱〕負荷/系統(tǒng)能效比電價每日運行

18、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小時局部地埋管運行費用為：夏季冬季條件惡劣切換埋管〔時間大約為30天左右〕鍋爐+水源熱泵方案運行費用：夏季條件惡劣切換鍋爐〔時間大約為30天左右，同土壤源熱泵系統(tǒng)運行相同〕全地地埋管方案：夏季C棟電費=432/4.50.79824120=22萬元冬季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

19、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!河水引水方式及水處理流程為了保證機組的正常運行，特制定如下河水處理方案：河水從梁溪河取水，取水口設在鴻橋下，距建筑群約500米，取水池初步尺寸：4米4米4米〔深〕，取水口尺寸初步定為：3米3米3米〔深〕，取水口布置在取水池中。取水池初步方案的施工方法：在距河邊8米處，先用挖機挖出一個5米5米6米〔深〕的基坑，并做好護坡，除

20、臨河面設置通水阻泥帶外的其余三面及底板均用鋼筋混凝土澆筑，澆筑厚度為30cm，且將取水管預埋好，取水口布置好。在保證取水池4米深處澆筑20cm厚的混凝土蓋板，蓋板上覆土綠化，用挖機將取水池與河道挖通。河水泵房設在A樓地下二層的水泵房內(nèi)，水在進入機組之前，會經(jīng)過旋流除砂器以及全程綜合水處理器的處理，根據(jù)本公司已成功的實際工程經(jīng)驗，經(jīng)過如上處理后，水質(zhì)能到達進入機組的要求，如果經(jīng)過檢測后水質(zhì)在某方面還達不到要求，我們將進行針對性的處理，保證機組的穩(wěn)定、平安運行。進入熱泵機組的水質(zhì)要求含砂量小于1/200000CaO小于200mg/L礦化度小于3g/LCL-小于100mg/LSO2-4小于200mg/LFe2+小于1mg/Lmg/L水處理設備名稱型號及參數(shù)數(shù)量備注旋流除砂器YLXC-250II3除沙〔物理方式處理〕全程綜合水處理器YS350II1綜合水處理〔物理方式處理〕管道穿越馬路的施工因為該建筑群與河之間隔了一條馬路，所以必須考慮管道穿越馬路的方式，該工程具體施工方式：1、開挖土方鋪設管道，采用管溝形式，方便檢修。閥門處設閥門井。為了到達自留取水的效果，管溝必須深至梁溪最低水平線以下一米。2、工程需穿越馬路，馬路寬約30米，采用頂管方式施工。施工前應征得有關部門同意。11