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武警四川省总队甘孜州支队一二三大队工程应用恒有源地能（源）热泵系统设计方案恒有源科技发展有限公司2011年10月8日1一、工程概况武警四川省总队甘孜州支队一二三大队工程，总采暖建筑面积25603.54m2，总采暖热负荷为1600kW，方案设计采用恒有源地能（源）热泵系统，采用集中的原则，设置热泵机房，满足建筑物冬季供暖需求。二、设计依据1、甲方提供文件甲方提供的建筑结构图；2、规范标准《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243《建筑给水排水设计规范》GB50015《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242《水源热泵机组》GB/T19409《地源热泵冷热源机房设计与施工》06R115《采暖与卫生工程施工及验收规范》GBJ242《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005；3、设计参数（1）、室外空气计算参数：序号项目参数1地名甘孜2台站位置北纬31°37′东经100°00′海拔（m）3393.53大气压力（kPa）冬季671.3夏季674.94年平均温度（℃）5.65室外计算（干球）温度（℃）冬季采暖－10空调－132通风－5夏季通风19空调22.9空调日平均17.1计算日较差11.26夏季空调室外计算湿球温度（℃）14.27最热月平均温度（℃）148室外计算相对湿度（%）最冷月月平均43最热月月平均719最大冻土深度（cm）9510设计计算用采暖期天数（天）169（10.21~4.7）11设计计算用采暖期平均温度（℃）-0.7注：室外计算参数取自《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ50019（2001年版）。（2）、室内空气计算参数：序号建筑性质冬季温度（℃）相对湿度（%）1宿舍18～22≥302办公18～22≥30三、冷热源机房方案1、能量提升及采集系统方案冬季供暖采用超低温热冷热泵机组为末端供暖。超低温热冷热泵机组性能参数如下：1环境温度供水温度制热量制热功率27℃45℃60KW17.5KW3-4℃43.5℃45KW16.4KW4-7℃43.2℃43KW16.3KW5-10℃43℃40KW16KW6-12℃42.8℃37KW15.9KW根据冬季采暖室外计算干球温度-10℃时超低温热冷热泵机组的制热量，方案选取40台超低温热冷热泵机组，超低温热冷热泵机组采用分组并联的连接方式，每10台3机组并联成一个供热单元，共分为4个供热单元，再将供热单元并联进入循环泵房，由循环水泵将机组制取的供暖热水送入末端，为末端供暖。2、地源热泵主机特点：1）、配件精良①选用国际品牌压缩机，保证机组高效运行。②专利冷凝器，特殊的流体优化设计，换热效率高。③世界知名的阀件选型，控制精度高，使用年限长。2）、节能、环保、品质卓越①环保安全机组利用浅层地能（热），实现供热；运行过程中没有任何气态、液态和固态污染物排放，是目前具有类似功能的设备中环保效果最显著、运行最安全可靠的一种。②节能高效机组采用独特冷凝器技术，热交换效率高，耗电量少，整机效率高于传统机组20%，在实际使用工况下，机组制冷时的最高性能系数（COP）可达到5.5以上，制热时的性能系数可达4.3以上。③运行经济实现一机多能，初始投资低于具有同样功能的其他设备的组合。3）、控制系统先进国际知名品牌的专用热泵控制装置，机组具备各种完善的控制功能和安全保护措施，保障机组高效稳定运行。集中监控和远程监控的接口设计、独特的气候补偿控制、人性化的操作界面使用户充分享受到科技节能、舒适环保的双重收益。①轻松自如的人机界面，采用先进的微电脑控制器，全中文显示。三级密码保护，防止程序和设定参数被随意更改。②可配备RS485/RS232通讯接口，可实现用户集中、远程监控和智能升级。③高效的系统控制软件，提供供回水温控设定，定时控制、程序管理和水泵的联锁控制。④采用气候补偿控制，可根据室外气温自动调节供水温度，提高机组效率和季节能效比，实现机组系统运行效率最优化，节能效果显著。⑤诊断功能强，提供故障报警等多项诊断功能，确保系统高效稳定运行。44）、安全保护功能完备机组具备完善的安全保护措施，如系统高、低压力和超压保护；压缩机缺相、相序、过载和过热保护保护；系统防短路保护、防冻保护、水流保护、喷液等保护。5）、结构特点①制热（冷）系统多回路设计，机组采用多台压缩机，每一台压缩机为一个独立的制热（冷）回路。各压缩机之间互不影响，互为备用，即使一台压缩机出现故障，也不影响另一台压缩机的运行，从而提高了机组的可靠性。②匹配高效换热管的壳管式蒸发器和冷凝器。采用目前最先进的DAE高效蒸发传热管，管内表面的多头螺旋细肋以及螺旋形突起，使换热系数和换热能力大幅度提高。蒸发器内部结构采用流体优化设计，配置高效均液器，解决了系统制冷工质分配的均匀性问题，换热效率较常规的强化换热器提高5%。③机组避震设计，确保机组低噪声、低震动。压缩机的下面设置弹簧或橡胶减振器，减振效率在85%以上，即振动传递率小于0.15，降低机组振动及系统振动，从而降低机组噪声。3、系统水处理及定压补水①水处理：采用全自动软水器。②采用软水箱+补水泵+定压罐闭式定压、补水系统方案。4、热源机房主要设备清单序号设备名称设备型号数量功率（kW）设备参数（单台）备注1低温风冷热泵YSSR60ALM4017.540kW每10台共用一台控制器2末端循环泵BYGD125-315315流量120m3/h扬程30.5m3软水箱1100×1100×110014全自动软水器BN-2R/AT11-2m3/h5定压罐NDB-0.51DN8006补水泵BYG32-200A22.2流量4.0m3/h一用5扬程42.7m一备5、冷热源机房要求：①位置:新建热泵机房；②土建：机房面积约60m2，机房净高约3.6m；③供暖：机房无需供暖设施；④通风：机房每小时换气次数为6次；⑤给水：机房需流量为5m3/h的自来水；⑥排水：每个机房设置排水沟，需DN100排水管；五、环保设计专篇1、噪声控制：1）、噪声治理措施：按国标GB3096-82，本工程噪声标准为昼间55dB（A），夜间45dB（A）。2）、机房设备消声和减振方案噪声主要是由设备运行时本身的噪声（空气声）和振动传到楼板和墙体，激发楼板和墙体振动而产生的噪声（固体声）两部分组成。通过控制措施，使机房噪声达到GBJ118-88所规定的室内允许噪声级。3）、振动控制：在地源热泵主机下安装橡胶隔振垫。所有主机和水泵的进、出水管采用橡胶软接头，安装在进、出水管道转弯之前和之后的直管位置上，用以隔绝设备振动沿管道的传递。将所有穿墙管道与墙（板）的连接部分断开，流出20mm间隙加添弹性材料后密封，以切断管道和建筑结构之间的振动传递。2、室内环境：本工程采用地板采暖系统，保证室内温湿度，无风机等噪音设备。3、废气排放：制冷机使用环保型制冷剂。六、节能设计专篇恒有源地能（源）热泵系统比传统空调系统运行效率要高约30－40％；全年的运行费用比燃油供热系统降低70－80％。6七、电气与自控系统1、设计依据1）、提供的设计要求。2）、相关专业提供的设计资料。3）、国家现行的有关规范规程及相关行业标准：①《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；②《低压配电设计规范》GB50054-95；③《建筑照明设计标准》GB50034-2004；④《供配电系统设计规范》GB50052-95；⑤《系统接地的型式及安全技术要求》GB10450-93；⑥《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）；⑦其他有关国家标准、行业标准及地方标准。4）、主要参考标准图《国家建筑标准设计图集》电气分册相关分册。2、设计范围本项目设计范围：地源热泵机房电气设计。3、设计说明本设计包括以下内容：配电系统；动力系统；防雷保护、安全措施及接地系统。4、配电系统机房设备总功率：N=745kW。5、防雷保护、安全措施及接地系统1）、防雷保护为防雷电波侵入，电缆进出线在进出端将电缆的金属外皮、钢管等与电气设备接地相连。2）、安全措施①本工程低压配电系统接地型式采用TN-C-S系统（随变台系统）；②其中性线和保护地线（PE）在接地点后要严格分开，凡正常不带电而当绝缘破坏有可能呈现电压的一切电气设备金属外壳均应可靠接地；③防雷接地及电气设备保护接地等共用统一的接地装置；④本工程采用总等电位联结，将建筑物内保护干线、设备进线总管、建筑物金属构件进行联结。73）、接地系统要求接地电阻应小于4欧姆。6、控制部分1）、热泵机组的启停控制在热泵机组冷凝器、蒸发器进水口处设置动阀门与主机联锁，开机时，先启动机组蒸发器、冷凝器进水口管处的阀门,同时启动末端环泵、经水流开关确认管路系统运行正常后，启动主机；停机时，先关闭主机，延迟一定时间后，关闭末端环泵及与相应的阀门。2）、热泵机组的运行控制情况通过温度传感器和流量传感器分别测出末端供回水温度及水流量，计算末端实际的冷（热）量，根据实际冷（热）量决定机组运行情况。控制系统将根据负荷情况能够自动在0--100%等多种工况之间调节控制，保证整个系统处于效率最佳的运行状态。3）、末端系统供、回水压差控制在末端系统供回水干管上设置压差控制器，控制供回水干管间旁通电动阀的开度，恒定通过主机的流量，维持末端系统供、回水压差在一定范围内。4）、补水泵为电接点压力表控制自动运行，设自动/手动转换，电接点压力表信号电缆为KVV500-4×1.5，电接点压力表量程0～1.0MPa，二次原理图见92DQ图集。