搜索
温室地源热泵中央空调工程xxxx温室大棚地源热泵中央空调方案调整说明2019年1月7日上午我方在xxx会议室做方案汇报后，贵我双方又交流了本项目的相关信息，我方对本项目又有了更深入的了解，对贵方的需求有了更深的理解，大致如下：1.夏季空调需求没有那么大，大约只有25000m2的温室需求空调；2.贵司更重视建成使用后空调系统的能耗；基于以上两点，我方对方案有所调整，调整如下：1.由于夏季空调需求减少，减少主机配置；2.基于减少水泵运行能耗需求，空调水系统调整为二级泵系统，一次泵仍然采用定频泵，二次泵采用变频泵；3.由于冬夏空调负荷相差较大，可能存在地埋管系统吸热和散热的严重不平衡问题，方案增加地埋管系统的散热和吸热平衡计算，并增加解决热平衡问题的相关技术手段；4.以上措施会引起的工程成本变动，调整方案报价；温室地源热泵中央空调工程xxxx温室大棚地源热泵中央空调系统方案一.工程概况xxxx温室大棚位于上海崇明岛，为现代农业高科技项目，用于种植各种热带花卉，地上一层，采用轻钢结构，外墙为透明中空玻璃，屋顶采用可开启天窗，并设外遮阳。整个温室建筑面积约75000m2，层高6m，分为14个区域，其中8个面积6144m2和6个面积4096m2。二.设计依据温室加热系统设计规范JB/T10297-2001民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012地源热泵系统工程技术规范GB50366-2009公共建筑节能设计标准GB50189-2015埋地聚乙烯给水管道工程技术规程CJJ101-2004民用建筑暖通空调设计技术措施甲方提供的资料及要求三.设计范围冬夏用中央空调；四.设计参数1)室外气象参数表项目参数空调计算温度通风计算温度室外平均风速大气压力温室地源热泵中央空调工程季节极端干球温度湿球温度℃m/s(hpa)夏季39.628.230.83.41026.4冬季-7.874%3.53.31005.72)室内设计参数表项目夏季冬季公共区域（℃）≤30≥163)空调负荷计算温室大棚的空调负荷计算不同于常规民用建筑：1温室大棚的围护结构为玻璃或塑料薄膜，不存在热惰性，室外气温变化对温室大棚内温度影响很快，负荷基本与室外温度同步；2温室大棚以生产为主，冬季大棚内温度低于某值后会对大棚内的植株带来危害，因而冬季热负荷计算必须以极端天气为主；3夏季时温室大棚有多种降温措施，外遮阳、喷淋冷水、打开温室顶部加强通风等等，空调只是手段之一。正是由于温室大棚的种种特性，温室大棚的空调负荷以冬季负荷为主。参考JB/T10297温室加热系统设计规范，本项目温室大棚冬季负荷采用稳态传热方法计算，计算结果冬季热负荷为9325kw（详见附件热负荷计算），考虑到温室内各种植物花卉的水分蒸腾吸热以及各种日料进出的需热量，热负荷最终定为10000kw.夏季热负荷采用冷负荷指标法估算，取冷负荷指标200w/m2，由于夏季空调使用面积预计只有25000m2，总冷负荷为5000kw。五.室内系统说明5.1、室内空调系统及气流组织温室大棚内层高约5-6m，属于大空间建筑范畴，考虑到热带花卉基本在3m以内，冬季热空气会自热上升，基于减少冬季空调能耗的因素，初步确定气流组织采用下送下回，确保3m以内空气的温度。温室地源热泵中央空调工程空调系统初步确定为风机盘管系统，选用立式明装风盘，风盘直接安装在地面，送风采用侧送。大棚内空调系统参考热负荷计算分为I区、II区和III区，根据各区负荷大小安装风盘数量。5.2、机房系统和室外换热系统暂时认为可以设置集中机房，地源热泵主机选用3台地源热泵机组，单台名义制冷量3037kw，制冷时名义输入功率513kw，单台名义制热量3173kw，制热时名义输入功率625kw。4台机组并联，各自控制1台用户侧水泵和水源侧水泵，从各机组出来的空调冷冻水（或空调热水）经水泵加压后进入总管道。室外换热系统采用闭式双U型地埋管换热系统，埋管数量以经验估算结果。5.3、机房面积和配电估算本方案主机选用4台地源热泵机组，水系统采用2级泵系统，一次泵合计水泵8台，二次泵6台，则预计机房需要200m2，占建筑面积的0.5%不到。本项目冬季加热面积原大于夏季空调面积，冬季3台主机全部投入运行，3地源热泵机组的制热时总名义输入功率：3X625kw=1875；单台一次泵功率约22kw，6台一次泵总输入功率：6X22=132kw；二次泵采用变频泵，单台二次泵最大功率预计55kw，6台二次泵最大输入功率：6X55=330kw；合计总输入功率：1875+132+330=2335kw本项目夏季空调面积25000m2，总冷负荷5000kw，预计开2台主机，2台主机制冷时总名义输入功率：2X513=1026kw单台一次泵功率约22kw，6台一次泵总输入功率：6X22=132kw；二次泵采用变频泵，单台二次泵最大功率预计55kw，6台二次泵最大输入功率：6X55=330kw；合计总输入功率：1026+132+330=1488kw考虑机房其他设备耗电，预计机房总配电需要2500kw3台主机、12台水泵、分集水器以及各种管道，预计机房面积约200m2；温室地源热泵中央空调工程5.4、节能与自控冷热源选用节能高效的水源热泵；水系统采用二级泵系统，二次泵采用变频水泵。热泵机组自带专家控制系统，既可自控水泵启停，又可自动学习、记录、判别本空调负荷特性，从而自动生成最适合本地源热泵系统的最佳运行策略。5.5、地埋管及冷却塔系统以冬季制热需求设计地埋管系统，校核夏季散热需求，校核计算冬夏热平衡问题，并联闭式冷却塔台，用于解决冷热不平衡的技术措施。六.地源热泵地下换热器系统的设计6.1、地下换热器设计的设计方案本项目建筑面积超过5000m2，需要做土壤热物性测试，也需要考虑地下换热器全年吸热和散热的热平衡问题；目前为方案设计阶段，暂时以经验数据估算地下换热器数量；6.2、换热管长度的估算考虑到冬夏季地埋管系统热平衡需求以及节省初投资，初步确定地埋管系统采用复合系统，即闭式冷却塔+双U型地埋管系统目前没有看到本项目的勘探报告，但参考上海xxxx其他项目的实测数据以及相关资料、规范，取双U型地埋管的换热参数为60w/m。冬季3台机组总的制热量为9600kw，从土壤的吸热量为9600-625X3=7725kw，7725X1000/60/90≈1431取整后调整为1500，需要90m深的双U型垂直埋1500组。夏季2台地源热泵机组总的制冷量6074kw，名义输入功率1026kw，总的排热量约7100kw，1500组90m深双U型地埋管可承担的排热量约8100kw，满足夏季散热需求。温室地源热泵中央空调工程6.3、地埋管冬夏季冷热平衡计算所谓地埋管系统冬夏季冷热平衡是指地埋管系统夏季累计散热量和冬季累计吸热量应当平衡，如果出现不平衡，会引起土壤的温度变化，长时间累计，会破坏地埋管系统的工作环境，从而导致地源热泵机组无法工作。按照规范，热平衡计算需要应用专业软件，根据动态负荷，模拟计算至少全年的土壤温度变化，由于目前是方案阶段，没有做土壤热物性测试，因而，本方案采用负荷频率法模拟计算全年土壤累计吸热量和累计放热量。当计算出现冷热不平衡时，一般需要采取技术措施。夏季累计放热量=夏季累计空调冷量+夏季累计耗电夏季累计放热量计算结果见下表：大棚夏季降温时地埋管系统累计放热量室外温度（℃）2627282930313233343536小时数（h）3583642452121228545231585负荷频率24.16%24.56%16.53%14.30%8.23%5.74%3.04%1.55%1.01%0.54%0.34%负荷率9.09%18.18%27.27%36.36%45.45%54.55%63.64%72.73%81.82%90.91%100.00%冷负荷455909136418182273272731823636409145455000冷量16272733090933409138545527727323181814318283636613643636425000累计冷量2071818夏季输入功率931872803734665606537468399331026耗电33392679036855579095568964756929381171621259274625130夏季总耗电425137夏季累计放热量2496955冬季累计吸热量=夏季累计空调热量-冬季累计耗电冬季累计吸热量计算结果见下页。累计吸热量-累计放热量=10298571-2496955=7801616kw•h7801616/2496955=3.12可见，吸热量远远大于放热量，存在严重冷热不平衡问题，必须采取技术措施解决冷热平衡问题。温室地源热泵中央空调工程大棚冬季加温时地埋管系统累计吸热量室外温度（℃）-5-4-3-2-101234567891011121314小时数（h）112327373974121178241271248281265315321250230271243243负荷频率0.30%0.62%0.73%1.00%1.06%2.01%3.28%4.83%6.53%7.35%6.72%7.62%7.18%8.54%8.70%6.78%6.23%7.35%6.59%6.59%负荷率100.00%95.00%90.00%85.00%80.00%75.00%70.00%65.00%60.00%55.00%50.00%45.00%40.00%35.00%30.00%25.00%20.00%15.00%10.00%5.00%热负荷960091208640816076807200672062405760528048004320384033602880240019201440960480热量1056002097602332803019202995205328008131201110720138816014308801190400121392010176001058400924480600000441600390240233280116640累计热量13612320冬季输入功率233722202103198618701753163615191402128511691052935818701584467351234117耗电2570751063567897349972914129704197944270391337930348330289788295514247722257654225053146063107502949995678928395冬季总耗电3313749冬季累计吸热量102985716.4、地埋管冬夏季冷热平衡技术措施本项目存在严重冷热不平衡，冬季吸热远远大于夏季放热，需增加补热措施。本方案建议采取如下措施：增加地埋管间距，由4m增加至5m，增加土壤的自我调节能力；若有可能，在地埋管系统内埋设温度传感器，宜监视土壤温度变化；室内空调系统和地埋管系统之间增装旁通管及控制阀，在夏季不开热泵主机制冷时，直接连通大棚内空调系统和地埋管系统，通过室内风盘系统向地埋管系统补热；并联闭式冷却塔，在夏季不开空调时或过渡季节通过冷却塔向地埋管系统补热。温室地源热泵中央空调工程七.地源热泵地下换热器系统的施工7.1、埋管管材及规格依据相关规范的规定，PE管在水温20℃以上时，其最高允许工作压力应按下式计算：MOP=PN·ｆt50年寿命要求，40℃以下温度ｆt取值如下表温度（℃）203040ｆt1.000.870.74假定U型管底部水温约35℃，则ｆt取值约为0.805，由此可得PN=MOP/0.805静水时，90m深处PE管承受的压力约为0.9MPa，实际工作状态时考虑到水泵的扬程影响，90m深处PE管所承受的实际压力约为1.0MPa，由此可求得PN=1.0/0.805=1.24MPa可见，在水温20℃时，PE管的公称压力必须大于1.24MPa，故PE管选用PE100级SDR11管道，管径选用De25，该管道在清水水温20℃的公称压力为1.6MPa，完