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地源热泵空调系统方案****办公楼一、项目概况1.1项目概况本工程为办公楼项目，总建筑面积约1.7万平米，属于能源改造项目。1.2设计依据1)建设设计单位提供的有关数据及要求；2)《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012）；3)《全国民用建筑工程设计技术措施*暖通动力》（2009）；4)《通风与空调工程施工及验收规范》（GB50243-2016）；5)《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366-20052009版）；6)其他有关设计规范及规程。1.3设计参数****室外设计参数：夏季冬季空调室外计算干球温度34.8℃采暖计算温度-10℃空调室外计算湿球温度26.6℃空调计算温度：-7.6℃最热月月平均相对湿度：83％空调相对湿度：66％平均风速：2.8m/s平均风速：3.2m/s大气压：98.5KPa大气压：102.2KPa设计参数：季节温度℃相对湿度℅风速m/s夏季26±240～650.2冬季21±240～600.21.4系统负荷统计建筑负荷选取如下：根据图纸建筑负荷：建筑面积（m2）冷负荷kW热负荷kW1700014001290二、地埋管地源热泵系统方案2.1地源热泵原理地源热泵是一种利用地下浅层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。在国外目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术，是充分利用浅层地热的最佳技术途径。目前埋管式地源热泵在欧美国家已得到普遍应用，已被充分证明是成熟可行的技术，在我国，建设部和一些省市的建筑节能政策中明确提出要推广使用地源热泵。冬季从13~20℃的土壤中将热量“取”出来，用热泵机组将循环水提升到45℃温度后，通过水泵供给室内采暖，此时大地作为“热源”，机组运行效率将远远的高于机组从室外大气环境中提取热量。夏季通过热泵机组把室内热量提取出来，释放到13~20℃的地下水或土壤中，此时大地作为“冷源”。此时机组效率将远远高于将热量释放到36℃的空气环境中。2.2地埋管地源热泵系统有如下优点：1.属可再生能源利用技术——国家重点推广技术地源热泵是利用了地球岩土体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的空调供暖系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多，而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡，这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量交换的采暖空调系统。地表浅层地热资源量大面广，无处不在，它是一种清洁的可再生能源。因此，利用浅层地热的地源热泵，是一种可持续发展的“绿色装置”2.节能、运行费用低深层土地资源的温度一年四季相对稳定，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高约40％。另外，地源温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，整个系统的维护费用也较锅炉－制冷机系统大大减少，保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。3.一机多用，节约设备用房地源热泵系统可供暖、空调，还可提供生活热水，一机多用。一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，地源热泵有着其显著的优点。不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资，减少了设备的占地面积，使使用空间更加广阔。地源热泵可应用于厂房、宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的地源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。4.环境效益显著开发推广地源热泵空调技术可彻底革除中小型燃煤锅炉房，该装置的运行没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，使城镇的大气污染得到根本的治理。据有关资料统计，地源热泵的污染物排放量，比空气源热泵的排放量减少40％以上，比电供暖的减少70％以上，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。同时避免了开式系统的地源热泵（抽取水）可能造成的对地下水的浪费和污染；具有极大的环境效益。地源热泵不向室外排热，不用地下水，可持续发展，热量冬取下蓄，可重复利用；冷暖兼用，均衡用电负荷，美观、无室外机，不影响建筑外观。地源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。而且机组的噪音很小，不会对居民产生噪声污染。5.运行稳定可靠土壤的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的供暖热源和空调冷源。土壤温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、更稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等一系列难点问题。6.操作维护方便该系统为全电控系统，操作简便，人性化程度高。夏季空调、冬季供暖运行可通过阀门进行切换，方便简单易行。系统维护方便，维修量小。此外，地源热泵系统还具有一下独特优点：1.主机房小，安排灵活方便。可以安装在建筑体内任意处可以利用的空间内。2.无需搭建锅炉房。减少了相应的锅炉房建设费用，省去了渣厂煤场等占地。3.没有冷却塔等庞大笨重的附属设施。不影响建筑外观。4.不需要支付昂贵的燃气接口费用和庞大的燃气费用。---中瑞新能源，助您项目成功一臂之力2.3设计方案简述1)根据建设单位提供的总平图，设计一个热泵机房，承担该项目的空调冷热负荷。2)地源热泵系统为集中式冷暖空调系统，一套系统完成供冷、采暖两种功能，节省投资、节能，维护简便、寿命长。三、机房部分设计选型3.1热泵机房主要设备选型设计原则及设计说明：满足国家及行业有关规范、规定的要求，利用国内外先进的空调技术及设备，创建健康舒适的室内空气品质及环境。3.1.1热泵机组热泵主机是整个系统的核心部件，它的选型直接关系到整个统能否正常工作、工作效果、运行是否稳定以及长期运行经济等关键问题。建筑面积（m2）冷负荷kW热负荷kW1700014001290由于3000多平米的招待使用率较低，考虑同时使用系数：夏季为0.65，冬季为0.65。负荷（KW）同时使用系数实际负荷夏季冷负荷14000.65910冬季热负荷12900.65838.5注：我司根据工程经验，对本项目进行负荷概算。最终以设计院根据人员、设备、照明、空调使用情况等参数确定的设计负荷为准。系统总冷负荷为910kW,总热负荷838.5kW。选用2台格力SSD4600DH满液式热泵机组。其技术参数见下表：型号制冷制热SSD4600DH制冷量（kW）输入功（kW）制热量（kW）输入功率（kW）44277.146298.4蒸发器水流量m³/h制冷76冷凝器水流量m³/h制冷95制热95制热76蒸发器水压降kPa制冷62冷凝器水压降kPa制冷61制热61制热62进出口管径DN125进出口管径DN125外形尺寸3160*1400*1680(宽×深×高，mm)格力螺杆式地源热泵机组的特点1)配套设备的高可靠性专用于热泵机组设计的压缩机，格力压缩机采用直接驱动形式，保证机组运行的高效可靠。机组采用双槽管板孔设计，改善结合的结构完整，减少泄漏的机会。可靠的回油设计，压缩机的充分回油，可大大延长机组的使用寿命及可靠性，此次推荐的SSD螺杆式地源热泵机组采用了格力专利油分离技术。高效率的电机冷却方式，制冷剂喷液冷却电机，喷液冷却,电机工作稳定，不存在漏油、漏氟；不存在轴不对中、热膨胀应力问题。机组的多回路设计，两回路既能充分的利用公用的蒸发器、冷凝器发挥高效率，又能互为备用，确保设备在单一回路出现故障时，还能确保机组的正常工作。机组降噪减震设计，机组采用高精度阴阳转子，保证机组平稳运行。专门设计静音机箱，隔音箱内贴有吸引海绵，保证机组运行噪声可小于75dB(A)。机组设计有高低压保护、排气保护、过载保护、油位保护、缺相保护等安全保护；多重保护，确保在后期使用的可靠性。2)后期运行费用的高效合理性本项目整体的运行效益为项目后期运行管理的重中之重，故在后期使用过程中合理的运行费用至关重要。此次推荐选用的SSD4600DW机组满足国家的一级节能标准，综合部分负荷能效比高达5.9。专用热泵压缩机的选用----选用行业内一流企业涡旋式压缩机生产厂家，采用新型高效换热铜管，传热系数高。格力独有的带Vi调节的容量调节系统，同时部分负荷运转时主要为滑阀调节，调节精度更高，调节范围可达15%~100%的能量调节。3)维护管理更加方便采用格力自主开发、制造的全自动微电脑控制系统，配合压力传感器和温度传感器实现机组精确自动调节，控制机组始终在最佳状态运行。根据不同用户需求，可选择冷冻水进口或出口温度控制。标配冷冻水泵、冷却水泵连锁功能。大屏幕的全中文液晶显示触摸屏，人机交流界面更人性化，采用文字、图像和曲线等多种显示方式，多角度记录和显示机组的运行状态、各传感器状态、各阀门状态以及运行参数，可以实现对机组的全面监控。提供中英文界面切换功能，满足不同需求。3.2热泵机房布置热泵机房设置在中心一层，承担整个项目的空调冷热负荷。机房设计重点为提高机房内设备布置和管线连接的美观度、机房内各专业管线安装的合理性、便利性等等，同时应该注意机房内管线的高度，通过接管的优化组合，减少管道在垂直方向上布置层数，尽量提高机房内管道下净空。设备布置整洁、合理，设备之间的间距足以满足人员通行以及设备现场维修的要求：地源热泵机组的抽管空间满足机组维护要求；每台设备基础周边均留出了排水沟，便于运行管理时顺畅排水，维持机房地面干燥；分集水器的安装高度以及分集水器上连接的手动阀门高度合理，便于管理人员操作。四、地埋管部分设计计算4.1地下冷热不平衡计算夏季累计释热负荷：(442+77.1)×2×9h/天×90天×0.65=546612.3kWh；冬季累计吸热负荷：(462-98.4)×2×9h/天×135天×0.65=574306.2kWh注：考虑夏季每天运行9个小时，运行份额为0.65，夏季制冷时间为90天。考虑冬季每天运行9个小时，运行份额为0.65，冬季制热时间为135天。地下不平率为4.8%15%，冷热基本平衡。4.2地埋管换热长度计算地埋管换热长度估算工程设计竖直埋管为双U25，钻孔间距为4×4m。根据经验值，对于****地区De25双U型地埋管，夏季每米孔深向地下释放的热量:56W/m；冬季每米孔深从地下提取的热量:38W/m。根据夏季释热负荷来算：L1=19500延米根据冬季吸热负荷来算：L2=18303延米由于L2＜L1，则地埋管换热长度取L1=19500延米。则地埋管换热长度取L=19500延米。设计钻孔换热总长度为19500m，设计钻孔深度为120m，则所需钻孔162个。地上部分采用分组并联布置方式，一组6孔，根据钻孔布置和连管情况可选择分区设置二级分、集水器，然后汇总各环路干管接至机房地源侧分集水器。钻孔占地面积约为：162×16=2592m2。地埋管换热器的计算，需要在工程所在地进行热物性测试后进行详细校核，以确保后期系统运行效果的可靠性。钻孔参数确定钻孔的几何分布形式根据甲方提供的场地确定，钻孔布置在球场地带。钻孔间距取4.0m×4.0m（行间距*列间距）进行计算。钻孔半径设为0.065m。设计孔数162口，钻孔深度100m。U型管的确定本工程地质暂按土层计算，拟采用双U型竖直埋管的形式。管材采用目前国际上广泛使用的高密度聚乙烯管（PE管)；标准尺寸比为SDR11，管外径为25mm，内径为20.4mm。4.3地热换热器连管方式深化设计说明精心布局、合理分区根据甲方提供的室外总平图及基础平面图，我公司162个地埋管布置在绿化地带，埋管区域分区，区域分别设置分集水器管井。将分集水器对角设置，使整个区域内尽量做到全同程。采用多管并联连管技术，保障系统可靠运行1)采用多组并联地埋管技术，保障系统可靠运行。2)将多个管路合并为一根水平管路，