地源热泵系统设计方案论证

暖通空调新技术1地源热泵系统设计方案论证李家新校长提供暖通空调新技术2主要内容•1.地源热泵系统简介•2.地源热泵系统设计方案•3.可行性分析•4.需探讨的问题暖通空调新技术3地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，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。抽取地下水水源热泵，但由于技术限制，全部回灌不易做到，监督实施也比较困难，而且容易造成地下水污染。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。（欧美普遍使用的是在别墅中，在冬天取暖、夏天空调的地区）1.地源热泵系统简介暖通空调新技术41.地源热泵系统简介•上世纪50年代，天津大学进行了相关研究•上世纪80年代末，国内各大院校开展相关研究工作•2000年以后，地源热泵技术开始推广，并实现中小规模生产•国内市场主要以常温（55℃以下）地源热泵机组为主，中科能、富尔达、清华同方等推出高温地源热泵机组，出水温度高达75℃以上。•国内地源热泵系统应用主要以大型工程为主，近几年开始应用一些小型的地源热泵系统。•中国地源热泵发展已规范化，2006年出台《地源热泵系统工程技术规范》、2009年对该规范进行了修订。地源热泵在我国的应用：暖通空调新技术51.地源热泵系统简介暖通空调新技术61.地源热泵系统简介暖通空调新技术71.地源热泵系统简介TS32℃7℃27℃暖通空调新技术81.地源热泵系统简介TS48℃3℃15℃暖通空调新技术9可再生能源：利用浅层地热能作为冷热源，实现冷热联供节能：性能系数高，节省运行费用30～50％；环保：取消锅炉，减少热污染；一机多用：一套系统实现三种用途，节省建筑空间性能稳定：温度波动小，不受环境影响美观：无室外机，不影响建筑外观1.地源热泵系统简介暖通空调新技术101.地源热泵系统简介•地源热泵在周边城市的应用芜湖东方红郡35~58#住宅楼采用地源热泵集中空调系统，建筑面积为27万m2，11年申报2星绿色建筑。南京的朗诗国际住宅楼，建筑面积为21万m2，采用地源热泵系统。暖通空调新技术112.地源热泵系统设计方案•基于本项目周边资源现状，选用地埋管地源热泵系统，冷热源采用地源垂直热埋管的地源热泵冷热水机组，末端采用风机盘管+地板辐射的采暖方式，夏季供冷水给风机盘管，冬季供热水给地板辐射盘管。暖通空调新技术122.地源热泵系统设计方案•2.1热泵机组选型取冷负荷为45W/m2，热负荷为60W/m2，建筑面积为28万m2，总冷负荷12600KW,热负荷16800KW。型号设备类型制冷量制热量制冷系数制热系数台数PSRHH5103螺杆式1845KW2023KW4.644.199制冷工况：供回水温度为6/12℃，地下源进出水温度为37/32℃制热工况：供回水温度为48/40℃，地下源进出水温度为10/5℃暖通空调新技术132.地源热泵系统设计方案•2.2管道布置热泵机房设置在地下室，共有9台型号为PSRHH5103的热泵机组，供回水干管在小区内形成环路，在每栋楼前以单元为单位分出供回水立管，立管布置在管井内，每层楼分出供回水支管接入各用户。暖通空调新技术142.地源热泵系统设计方案•2.3地下换热器设计冬夏季地下换热量：分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式计算：其中Q1——夏季向土壤排放的热量，kWQc——夏季设计总冷负荷，kWQ2——冬季从土壤吸收的热量，kWQh——冬季设计总热负荷，kWCOPc——设计工况下水源热泵机组的制冷系数COPh——设计工况下水源热泵机组的供热系数暖通空调新技术152.地源热泵系统设计方案•2.3地下换热器设计夏季排热量Q1=15315KW冬季吸热量Q2=12792KW依据国内外实际工程经验，按每m管长换热量35～55W来确定,参考国内南方的实际情况,取单位管长换热量为35W/m。换热器管长：L=Q1/q=437580m暖通空调新技术162.地源热泵系统设计方案•2.3地下换热器设计按埋设深度不同分为浅埋（≤30m）、中埋（31～80m）和深埋（80m）,本项目采用竖直U型管，取埋深为100m,则打井数目为：N=L/nH=2188个对于竖埋管，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，埋管间距取3m。暖通空调新技术172.地源热泵系统设计方案•2.4地下换热器布置打井数为2188个，长度宽度方向分别布置20个和28个井，间距均为3m。则：地埋管占地面积为4617m2。暖通空调新技术183.可行性分析•3.1政策的引导地热源属于可再生资源，2006年出台《地源热泵系统工程技术规范》、2009年对该规范进行了修订，在绿色建筑评价标准里使用了地源热泵系统在评价时属于加分项，因此，实施地源热泵系统是响应国家政策的号召，为国家所支持的项目，具有很高的可行性。暖通空调新技术193.可行性分析•3.2节能效果显著全年运行费用节约40％左右，以本项目为例：建筑面积为28万m2，估计全年采暖空调耗电量为470万度，实施地源热泵系统可节约电量188万度，节约费用94万元/年，节能效益显著。暖通空调新技术203.可行性分析•3投资回收期短成本单价建筑面积（换热管长度）万元地上成本300元/m22800008400地下成本13元/m437580568.8分户计量2800*0.1+20=300增量成本为568.8万元，投资回收期为6.05年。暖通空调新技术214.需探讨的问题•4.1酒店式物业管理为确保机组在连续使用期内有效安全的运行，以及长期运行使用寿命能够延长，对机组进行日常及周期性的科学维护和保养，是机组使用中必不可少的一个环节，本项目建议采用酒店式物业管理，在物业管理中引入酒店模式。暖通空调新技术224.需探讨的问题•4.2同时使用系数在中央空调系统中，由于住户的行为习惯等的不同，往往存在末端不同时开启，这就需要考虑一个同时使用系数的问题，同时使用系数过小，使用地源热泵系统是很不经济的，因此，本项目地源热泵系统的同时使用系数要不低于0.7。暖通空调新技术234.需探讨的问题•4.3收费制度对于使用地源热泵系统进行采暖制冷，目前的收费制度为计量收费模式：基础热（冷）价+热（冷）量热价。计量收费成为目前建筑节能的新手段，同时会影响到系统的同时使用系数，因此如何确定收费制度将是需要探讨的问题。