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第1页共46页地源热泵空调方案及投资预算山东XX空调设备有限公司区第2页共46页总目录一、地源热泵空调设计依据………………………………4二、地源热泵空调系统原理………………………………11三、地源热泵空调设计方案………………………………15四、地源热泵空调设备选型………………………………20五、地源热泵空调工程造价………………………………21六、运行费用测算…………………………………………28七、XX地埋管专用地源热泵性能特点…………………29八、地源热泵空调系统施工要点…………………………31九、售后服务保证…………………………………………44十、XX空调公司简介……………………………………45附件：公司资质证明文件企业法人营业执照质量管理体系认证环境体系认证质量信誉证书专利认证证书国家级重点新产品证书部分用户名录第3页共46页一、地源热泵空调设计依据1.1国家有关设计规范《水源热泵机组》GB/T19409－2003《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《采暖与卫生工程施工及验收规范》GBJ242－82《城市热力管网设计规范》GJJ34－90《通风与空调工程施工及验收规范》GBJ243－82《制冷设备安装工程施工及验收规范》GBJ66－84《空气调节系统经济运行》GB/T17981-2000《地源热泵系统工程技术规范》GB/T50366-20051.2供热设计参数夏季空调室外计算干球温度33.2℃夏季空调室外计算湿球温度20.4℃冬季空调室外计算干球温度-13℃冬季空调室外最低日平均温度-15.8℃冬季室外平均风速0.5m/s冬季室外主导风向NW冬季最大冻土深度79cm1.3工程概况本工程位于廊坊市，为豪华型、绿色环保生态别墅，其中样板间为36456.39平方米，其中地上7879.79平方米，地下192.60平方米。主要功能是住宅、休闲与一体的综合性高档别墅。廊坊隶属于北温带大陆性季风气第4页共46页候，其气候特征为：冬季寒冷干燥，夏季湿热多雨，四季冷暖比较分明，冬夏两季长，春秋季短，年平均气温在11.4-12.9度，水平面上年太阳能总辐射量达4876MJ/㎡，年日照时数在2470.9-2912.9h。从地质角度，廊坊平原区第四系地层埋深在400米左右，地层岩性都以黏土、粉质黏土、淤泥黏土为主，恒温层土壤温度在14-15度左右，无论土质和温度都非常适合建设土壤源热泵系统。根据贵方提供图纸和设计数据，负荷值为：冬季热负荷：95KW夏季冷负荷：99KW根据以上要求，具体结合我公司的产品型号及特点，本着节约、高效的原则，选用我公司生产的XX牌地源热泵机组SM-50WD一台。1.4地源侧负荷计算：1）室外土壤设计参数（地埋设计）：Ta=--地下平均温度，廊坊地区约为13.5℃Tmax--地埋管出水设计最高温度20℃，运行温度35℃Tmin--地埋管出水（热泵进水）设计最低温度7℃，运行温度9℃2）热泵机组工况设计参数：夏季空调供、回水温度7℃～12℃，地源水供水温度25℃，冬季空调供、回水温度为45℃～40℃，地源水供水温度9℃。3）全年吸、散热量分析：Q1＇=Q1+N1Q2＇=Q2-N2第5页共46页Q1＇--夏季向土壤排放的热量,kwQ1--夏季设计总冷负荷，kwQ2＇--冬季从土壤吸收的热量，kwQ2--冬季设计总热负荷，kwN1--制冷时输入功率，kwN2--制热时机组输入功率，kwQ1＇=51+9=60kwQ2＇=46-11=35kw本系统夏季运行时，控制地下换热器系统的水温差为4℃；冬季运行时，水温差为3℃。1.5地下换热系统设计:地下换热垂直埋管计算书基本参数：空调负荷Qt=51kw供暖负荷Qh=35kw供暖最大吸热量：运行90天，每天10小时，负荷系数0.633600kw空调最大排热量：运行120天，每天10小时，负荷系数0.832400kw地下埋管布置：采用双U型管道，水管并联连接，有利降低管道热阻，现场施工方便。管道尺寸参数：外径Dw=26.67内径Dn=21.28SOR11壁厚δ=2.42第6页共46页1.6地下换热垂直埋管计算书地源热泵地下换热垂直埋管计算书基本参数Qh供暖负荷（KW）35Qc空调负荷（KW）51供暖最大吸热量（KW）33600空调最大排热量（KW）32400地下埋管布置采用双U型管道，小管并联连接。有利于降低管道热阻，现场施工方便管道尺寸参数Do外径（mm）21.673/4〃（i）Di内径（mm）20.8SDR11δ壁厚（mm）2.42当地土壤表观热物性k导热系数（W/mK）1.275ρ比重（kg/m3）2000Cp比热容（KJ/kg/K）2.9各层土质的物性参数如下土质热导率密度kg/m3比热容KJ/kg/K粉质粘土0.9118002.9粘土1.1122502.9淤泥1.67-2.9中砂1.34--沙砾2.303--粗砂3.135--根据上表3可知，本工程所在地岩层分布较为简单，土壤中有粉质粘土、粘土、粉砂。并有多层分布。粉质粘土、淤泥、沙砾和粘土的4种物性参数能从资料中查出，并且这4种土质在所有的岩层分布中的总厚度最大，故本工程现只对4种土质热导率进行加权处理，再考虑第7页共46页对含水层影响的修正，加权处理后土壤导热率为K导热率（W/m/K）1.275用加权处理后的土壤热导率代替等效岩层的热导率，用粘土的密度和比热容代替等效岩层的密度和比热容（各种土质的特性参数见表2）。等效原因是：1）考虑到粘土、淤泥、粉质粘土层的厚度比较大，分布比较均匀；2）粘土、淤泥的密度比其它大，更具有代表性；3）考虑到其它岩层的热导率都比较大，但其厚度又比较小，所以取值比粘土要大；4）由于地下2M以下为多层含水层、影响土壤的热导率，加权以后的值大，可以考虑为对热导率的修正。等效岩土的物性参数：热导率为1.84W/（m.K），密度为2250kg/m3,比热容为14.654kj/(kg.k).埋管间距计算根据上述土壤表观热物性，当地的土壤热扩散距离为X=√k.t/ρCp其中取时间t为120天及空调时间x1.512x最小埋管孔间距为3.02实际设计中取间距为4米回填物热物性回填材料KgW/（m.k）细砂和饱和粘土2.4膨润土-砂浆2.91重砂浆3.33本区域岩层为粉质粘土、粘土、粉砂、淤泥、沙砾石，湿度以湿、饱和为主，回填物选用膨胀水泥+粘土，属于重饱和潮湿性土壤。等效岩土综合导热系数待施工前做出实验井，并根据测试的实验数据进行计算调整后确定。再根据实际的导热系数调整地源系统的布置。地下土壤温度Tm当地土壤平均温度（C）13.559（F）Th土壤最高温度T1土壤最低温度第8页共46页由于采用垂直埋管方式，地表温摆带来的地下温度波动可忽略不计。机组运行要求对于地源热泵机组，允许的地下环路进入机组的水温在25℃～5℃这里取值如下：Tmax换热流体最高温度（C）38100.4（F）Tmin换热流体最低温度（C）745.5（F）土壤-管道环路温差Thd冬季供暖（Tm-Tmin）745.5（F）Tcd夏季空调（Tax-Tm）2373.4（F）管道热阻计算对于垂直双埋管，管道的当量热阻为RPE=1/2πk·LN｛DOE/DOE-(DO-DI)｝式中参数意义如下：DO管道外径（mm）26.671.05inDi管道内径（mm）21.80.86ink管道导热系数（W/mk）0.40.231（BtuHr/ftF）Ln自然对数（e）Doe当量直径53.342.1InN单井内管数4Rpe当量热阻（mk/W）0.380.066（ftF/BtuHr）土壤热阻计算根据线形热源方法得到的结果是假设热泵是持续运行的。得到的结果相当于在持续运行1500小时后导致地下温升很高的不利情况下的热阻。实际运行的情况要由于下面的结果。实际计算的过程冗长而复杂，根据国际地缘热泵协会提供的结果表格查得本案对应的土壤热阻。Rs密实饱和土壤热阻（单U）0.61281.06（ftF/BtuHr）Rs密实饱和土壤热阻（双U）0.43340.750（ftF/BtuHr）RpeHDPE管道热阻（单U）0.05550.096（ftF/BtuHr）RpeHDPE管道热阻（双U）0.03870.067（ftF/BtuHr）第9页共46页供暖运行系数0.8空调运行系数0.6Fh0.8Fc0.6埋管长度计算LH=Q1/K160000/21=2857米LM=Q2/K224000/10=2400米其中参数意义如下Lh每瓦冬季供暖负荷所需要的管长（m）0.064Lc每瓦夏季供暖负荷所需要的管长（m）0.0658COPh机组供暖时的效率系数5.2COPc机组空调时的效率系数4.5Tmax夏季最高地下出水温度38Tmin冬季最低地下出水温度7.5Fh冬季负荷系数0.8Fc夏季负荷系数0.6本案计算冬季负荷井深700本案计算夏季负荷井深700以最大夏季负荷计算井深700需要管长2800系统布置采用6个垂直孔6H孔有效深度（m）120实际管长2880流量校样MH=3600·QH/4178·△TMC=3600·QC/4178·△T冬季最大流量（m3/h）10第10页共46页夏季最大流量（m3/h）11循环管道截面积（m2）0.000374冬季单管流量（m3/h）0.0002612.275gpm夏季单管流量（m3/h）0.0002892.526gpm冬季单管流速（m/s）0.35温差3度夏季单管流速（m/s）0.39温差4度流态校验根据设计手册，流量应控制在1.1GPM以上，3GPM以下，以保证换热，同时减少循环压头损失，降低水泵功耗。雷诺数Re=VD/μuVisicosity0.0006Kg/m/sDDiameter(m)0.0218mRe雷诺数（冬季）8304雷诺数（夏季）9220上述雷诺数均原理过渡区，进入紊流状态。第11页共46页二、地源热泵空调系统原理2.1地源热泵空调系统的优点根据建筑物所在地的实际状况：地下土壤温度平均为13.5℃。现场占地空间比较宽敞，有充足的空间施工布置地埋管散热井。所以，主机系统采用地源热泵机组最为合适，主要优点如下：（1）地源热泵的节能性中央空调系统类型一次能源利用率地源热泵节能率冷水机组+电锅炉0.9943%冷水机组+煤锅炉1.15834%冷水机组+燃油锅炉1.22530%直燃型溴化锂机组0.9546%风冷热泵+电附助加热0.9944%地源热泵机组1.76（2）地源热泵的环保性没有尾气排放,不污染大气，噪音低，能耗小，使用寿命长，不消耗水资源。（3）地源热泵的经济性地源热泵空调系统总投资为每平方米投资为290元左右,采用大地的能量来作为供热的能源,运行费用省,5年以内即可收回全部投资。（4）地源热泵的稳定性大地收集了47%的太阳能量,是取之不尽、用之不竭的廉价能源,大地土壤的温度(10米以下)常年恒温,温度恒定在13-15℃之间，使用地源热泵空调系统就可以在夏天制冷时,把热量排到地下贮存起来,冬天供热时,再把热量取出来使用，因此,地源热泵空调系统耗电功率小,不受环境空气环境温度的影响,稳定性特别好。第12页共46页2.2地源热泵机组的原理及分类简单说，地源热泵就是以地下土壤为热源的，可进行制冷、制热循环的一种空调装置。供热时，水源热泵机组从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的热泵主机把热量“泵”送到空调系统的循环水，以满足用户供热需求；供冷时，水源热泵机组将用户室内的余热通过热泵主机转移到水源水中。地源热泵的分类见下表：分类标准类别概况适用范围水源类别土壤型以地下土壤为热源有埋管面积且施工费低地下水型以地下水为水源便于利用地下水的场合地表水型以地表水为水源便于利用地表水的场合海水型以海水为水源便于利用海水的场合应用方式水源水的直接使用水源水直接进入热泵机组水源水的水质、水量合适间接使用水源水不进入热泵机组，而通过板式换热器间接利用其热量水源的水质、水量不合适转换方式制冷制热内转换式制冷、制热由内部四通阀切换小型热泵机组外转换式制冷、制热由外部水系统阀门切换大型热泵机组冷凝热冷凝热回收型带有冷凝热回收装置有卫生热水需求冷凝热不回收不