某小区国家级可再生能源建筑应用示范工程（江水源热泵工程）可行性研究报告（房地产开发项目）

- - 目 录 第一章 工程概况 . 1 1.1项目简介 . 1 1.2 一期建设规模和项目组成 . 1 1.3 场地概述 . 3 1.4 总平面布置 . 3 第二章 建筑节能设计 . 6 2.1 设计依据 . 6 2.2 建筑节能 . 7 第三章 示范目标及主要内容 . 11 3.1示范目标 . 11 3.2 示范主要内容 . 11 第四章 工程示范技术方案 . 18 4.1冷热负荷估算 . 18 4.2 空调系统方案比较 . 22 4.3 取水、水处理方案比较 . 27 4.4 水源热泵用水的一水多用 . 38 4.5 集中空调系统的智能监控系统 . 42 4.6 分户计费方案 . 43 第五章 项目投资估算及增量成本计算 . 50 5.1 工程项目投资估算 . 50 5.2 项目增量成本计算 . 61 第六章 全年运行费用对比及效益分析 . 63 - - 6.1 与传统集中空调 系统对比 . 63 6.2 与户式空调加热水器对比 . 78 6.3 一水多用节约费用计算 . 88 6.4 投资回收期计算 . 88 6.5 资金落实情况 . 90 6.6 单位面积替代量及费效比 . 90 第七章 项目实施进度 . 92 第八章 风险分析 . 93 8.1 技术风险及规避措施 . 93 8.2 示范效果风险及规避措施 . 94 8.3 资金风险及规避措施 . 94 第九章 技术支 持 . 96 9.1 项目执行单位的技术力量描述 . 96 9.2 技术合作单位介绍 . 97 第十章 示范推广 . 104 10.1 项目区域代表性 . 104 10.2 项目建筑类型代表性 . 104 10.3 其他资源节约措施 . 105 10.4 后评估保障措施 . 108 附件 . 112 1、主要设备表 2、取水工程工艺流程图及取水工程平面图 3、营业执照及资质证书 - - 4、渗滤取水专利证书 5、 XX市建设领域新技术认定证书 6、各部门批文 7、承诺书 8、长江、嘉陵江水文资料 - - 第一章 工程概况 1.1 项目简 介 xxxx 太阳城是由 xxxx 实业有限公司开发建设的集居住及配套的设备用房、地下车库（附建人防工程）、幼儿园和商业服务设施为一体的居住小区。建设地点位于 xx市江北区。 用地范围：南北向长 240m，东西向宽 360m，呈四方形状。东侧临黄花园大桥，东、北邻中央电视台 xx记者站培训楼及住宅，南临江北滨江路，场地正在土石方平整，拆迁已基本完成，周边道路交通系统已全部完成，餐饮业发达。 本工程在西南角方向有市政供水管，西南角方向有市政污水管，西南角方向有市政雨水管。天然气管道由西南方向引入；电力管网由北方向引入；电讯 （网络、闭路电视）管网由北方向引入。 1.2 一期建设规模和项目组成 表 1.1 建设规模和项目组成一览表 总图 编号 项 目 名 称 建筑性质 层数 建筑高度（ m） 建筑面积（ m2） 工程等级 备 注 1 1 号楼 商业 -3D 4941.17 二级 2 1-1 号楼 住宅 30F/-1D 90m 19862.77 一级 3 1-2 号 住宅 30F/-1D 90m 19922.67 一级 - - 楼 4 1-3 号楼 住宅 30F/-1D 90m 19922.67 一级 5 2 号楼 商业 -4D 4318.32 三级 6 2-1 号楼 住宅 30F/-2D 90m 19862.77 一级 7 2-2 号楼 住宅 30F/-2D 96m 19168.16 一级 8 3 号楼 商业 -1D 4.57.5 680.11 一级 9 3-1 号楼 住宅 32F/-1D 96m 19581.5 一级 10 3-2 号楼 综合楼 32F/-1D 96m 20096.49 一级 11 4-1 4-2 号楼 住宅 32F/-1D 96m 36866.26 一级 12 4-3 号楼 住宅 32F/-3D 96m 19109.48 一级 13 5 号楼 住宅 31F/-1D 93m 19083.96 一级 14 6-1 6-2 号楼 住宅 30F/-3D 90m 35604.65 一级 - - 15 7-1 7-2 号楼 住宅 28F/-4D 84m 45446.88 一级 16 8 号楼 综合楼 32F 96m 21414 一级 17 9 号楼 地下车库 -2D 8.4m 42654.71 一级 一期工程总建筑面积为 368536.6m2 ；其中空调示范面积307641.81m2,其中住宅面积为 293753.08m2，公建面积为 13888.73m2。 1.3 场地概述 1.3.1 本项目位于 xx 江北区滨江路刘家台片区，该片区东临黄花园大桥，与繁华的渝中半岛商业区隔江相望，交通便利，地势优越。 1.3.2 项目用地形状规则，南北长 240m，东西宽 360m，用地面积77864.3m2，地势呈西北高，东南低，相对较陡的阶梯状，总高差约 50m，最高处 241.82m，最低处 192.39m。 1.3.3 项目内原有刘家台正街，场地内多无保留的建 (构 )筑物。 1.4 总平面布置 1.4.1 在平面布局上，根据小区地 形北高南低以及南面朝向嘉陵江的特点，整体布局采用塔式高层以点状布置的方式，为每一幢住宅留出观江景观的视线走廊，整个小区倚山就势， 拾 阶而上，空间上呈现为向上而行的“ S”形，根据商业建筑形式不同，将整个小区分为八个居住组团 ， 共有 16 个 建筑子项及 1 个地下车库。 - - 图 1.1 xx 太阳城区位图 图 1.2 一期工程平面图 1.4.2 在功能布局上，根据该地区控规的要求，主要商业步行街布置于南侧与 A-1-2 区商业相呼应，形成休闲娱乐的整体气氛，其它商业沿用地四边的城市道路展 开。 4-3 号楼 底 层及裙楼设置会所，以满足居民休闲、娱乐和健身等日常生活需要，在 3-1 号楼裙楼设置幼儿园，满足幼儿就近入园。 1.4.3 在空间布局上，通过空间的流动 、 连通和引导，视线走廊 串起了一个个不同的景点，从而营造出“步移景异” 、 “曲径通幽”的格局。通过对空间有意识地压缩和开放处理， 以及 对景观路线的精心组织，形成了“峰回路转” 、 “豁然开朗”的感觉。通过前排点式建筑的空间以及竖向上的高层错落使更多的住户具有良好的景观视野，将纵向的高压控制线内的绿化空间与横向的小区两大公共空间融合为一体，互相延伸和渗透。 1.4.4 竖向布置 1.4.4.1 小区排水方式以路面排水为主。雨水由北向南排出场区。- - 设计中将场地进行平整，使场地略高于城市道路，并使建筑有良好的视觉形象，同时为场地内雨水、污水排放提供了便利条件，场地平整设计后最大高差为 25m，道路最大纵坡为 6.9%，最小纵坡为 1.06%，室外场地的连接方式采用平坡式与台阶式相结合。南北高差较大通过设置地下车库来减少填方量，以道路的绕行来减少挖方量。 1.4.4.2 该场地地形复杂，高差较大。竖向布置以结合地形，满足总体布局，不搞高切坡为原则。场地竖向设计标高考虑与城市 道路标高协调一致，以台地结合自然地形，减少土石工程量投资等因素来确定各组团的室内外标高。每个组团基本采用同一标高。室内地 平 标高定在 203.90m 226.60m 之间。 - - 第二章 建筑节能设计 2.1 设计依据 1 国家节能中长期专项规划 2 建设部建筑节能工程实施方案（报批稿） 3 中华人民共和国节约能源法 4 中华人民共和国可再生能源法 5 中华人民共和国民用建筑节能管理规定（第 143号部令） 6 建设部办公厅（建办科函 2005656 号） 7 xx 市建 设委员会， xx 市财政局关于申请 2007 年度可再生能源建筑应用示范工程项目的通知（渝建发 20078号） 8 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003; 9 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（ JGJ134 2001） 10 公共建筑节能设计标准 DBJ50-052-2006。 11 地源热泵系统工程技术规范 GB50366-2005。 12 民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）（ JGJ26-95） 13 建筑照明设计标准 GB50034-2004 14 公共建筑节能设计标准 GB50189-2005 15 建筑节能技术及产品标准、规范 16 xx市居住建筑节能设计标准 DB50/5024-2002； 17 采暖通风与空气调节设计规范（ GB50019-2003） 18 建筑给水排水设计规范（ GB50015-2003） 19 泵站设计规范（ GB/T50265-97） 20 城市防洪工程设计规范（ CJJ50-92） - - 21 防洪标准（ GB50201-94） 2.2 建筑节能 2.2.1 总平面设计 尽量减少硬化（混凝土、石板等）地面，增加绿地和水域； 建筑群的布置、建筑物的平面布置有利于自然通风； 小区 90%以上住宅布置在南偏东 150至偏西 150范围内。 2.2.2 建筑单体设计 根据建筑功能要求和当地的气候参数，在建筑单体设计中，科学合理地确定建筑朝向、平面形状、空间布局、外观体形、间距及层高。 将住宅主要活动房间布置在南面，使房间夏天可减少室外热量侵入，冬天可获得较多的日照； 选用合适的外窗尺寸和窗墙比，使其传热系数符合 xx 市居住建筑节能设计标准 DB50/5024-2002 4.0.4 的规定。门窗洞口的开启位置有利于自然采光，也有利于自然通风； 原则上减少建筑物外表面积。选用合适的建筑体型系数，条式建筑的体型系数均不超过 0.35，点式建筑的体型系数均不超过 0.40，满足 xx市居住建筑节能设计标准 DB50/5024-2002 4.0.3 的规定； 2.2.3 建筑物外围护墙 改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷，选用节能型建筑材料、保证建筑外围护结构的保温隔热等热工我是建筑设计上的首要节能措施。 在满足基本的承重、安全围护、防水、防潮功能外，考虑以 下几点： 采用保温隔热性能好的墙体材料，如烧结岩空心（多孔）砖、- - 加气混凝土砌块、陶粒混凝土砌块、加保温层的复合墙板等； 对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位（“热桥”）拟采用外保温体系，以满足相应建筑节能设计标准的相关规定。 对垂直墙面采用外廓、阳台、挑檐等遮阳设施。 厨房和卫生间排风口的设置，避免强风时的倒灌现象和油烟等对周围环境的污染 。 单面采光房间的进深不宜过大 。 屋面、外墙表面采用浅色处理 。 楼梯间采用可开启式外窗 。 加强楼地面、分户墙的保温隔热处理 。 2.2.4 门窗 除满足基本的采光、通风和安全围护作用外，还应从以下及各方面来考虑门窗的节能特性，以满足相应建筑节能设计标准的相关规定： 选用塑料（断热铝合金、玻璃钢、铝木复合材料等）窗框型材； 采用密闭双层玻璃（中空玻璃、镀膜中空玻璃等）材料； 门窗应具有良好的密封性能。住宅外窗气密性七层以下不低于建筑外窗气密性能分级及其检测方法 GB7107 规定的 3 级，七层及以上不低于 4 级。公建外窗气密性不低于建筑外窗气密性能分级及其检测方法 GB7107 规定的 4 级。透明幕墙的气密性不低于建筑幕墙物理性能分级 GB/T15225 规定的 3 级。 2.2.5 屋面 利用屋顶植草、栽花、种植灌木、形成生态屋面； 采用集防水、保温于一体的屋面防水做法； 在防水层上设保温层，形成倒置式屋面； - - 在屋面上贮水，形成蓄水屋面。 2.2.6 南向窗设置水平遮阳板 。 2.2.7 附表 表 2.1 项目主要节能措施选用表 项目名称 1-1、 1-2、 1-3、 2-2、 3-1、 3-2、 4-1、 4-2、 5、 6、 6-1、 6-2、7-1、 7-2、 8 号楼 江水源热泵集中空调系统 利用项目建址紧临的嘉陵江河床丰富的含水砂卵石层，采用渗滤 取水方式（专利技术）采集经砂卵石层天然渗滤的江水（水温比江中水更恒定，夏季约为 22，冬季约为 16）作为水源热泵机组的热交换水源，能效比可达5.93。 屋面主要材料及厚度 水泥膨胀珍珠岩找坡 2%（最薄处 30）：密度 1000kg/m3、导热系数 0.37（ W/m.K）； 20-35厚挤塑聚苯板：密度 40kg/ m3 导热系数0.03（ W/m.K）。 保温 形式 外保温 外墙主要材料及厚度 200 厚钢筋混凝土墙或双排六孔水泥陶粒砌块：密度 850kg/ m3、抗压强度 2.5Mpa、热阻 (包括墙体双面各 20 厚抹灰层 ) 0.57（ m.K /w）； 20-40 厚聚苯乙烯保温板：密度 280kg/ m3、抗压强度 0.2Mpa、导热系数 0.057（ W/m.K）。 保温 形式 外保温 - - 楼地面主要材料及厚度 35 50（底层架空楼板）厚聚苯颗粒保温砂浆：密度 500kg/ m3、抗压强度 0.47Mpa、导热系数 0.11（ W/m.K）。 分户墙主要材料及厚度 200 厚钢筋混凝土墙或双排 6 孔页岩砌体：密度850kg/ m3、抗压强度 2.5Mpa、热阻 (包括墙体双面各 20厚抹灰层 ) 0.57（ m.K /w）。 窗玻璃材料 中空玻璃 中空空气层 6 12mm 窗框材料 塑料窗框型材 - - 第三章 示范目 标 及主要内容 3.1 示范目标 总体目标：将 xxxx 太阳城一期工程项目建设成为 xx 市及国家级可再生能源建筑应用示范工程。 主要技术指标： 1、节能 50%以上； 2、采用江水源热泵空调系统； 3、水源热泵 制 冷 能效比为 5.93，采暖能效比为 4.7； 4、江水源热泵 冷却水 一水多用技术 ； 5、采用渗滤取水技术降低取净水工程运行费用，减少占地面积； 3.2 示范主要内容 水源热泵技术在我国 进行深入 研究 的 历史并不悠久，主要是从国外引进技术，该技术使制冷、 制 热的效率大大提高， 值得广泛 推广。xx地处长江上游，可再生淡水资源丰富，为应用水源热泵技术提供了很有利的自然条件 。 3.2.1 水源热泵技术 概述 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低 品 位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 地球表面浅层水源的温度一般都十分稳定。水源热泵机组工作原- - 理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量；而冬季，则从水源中 提取能量，由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为 10 22 ，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为 18 30 ，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，能效比提高。水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用。 热泵的特点： 1、 淡 水源热泵是利用地表 水 资源 作为冷源和热源，是 再生能源利用技术 。 2、属经济有效的节能技术 地能或地表浅层 水 资源是很好的热泵热源和空调冷源，使得热泵机组运行更可靠、稳定， 也保证了系统的高效性和经济性。 3、环境效益显著 该装置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，也没有废物的排放，不需要堆放燃料废物的场地。 4、一机多用，应用范围广 水源热泵系统可供暖、供冷、还可以供生活热水，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多套系统，可应用于宾馆、商场、办公楼、 住宅小区、 学校等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。 - - 3.2.2 水源热泵工作原理及其系统构成 水源热泵系统的基本工作 原理 是 在夏季将建筑物种的热量转移到水源中，而冬季通过逆向热力循环，从水源 中提取热量。因为水体温度的 比较 恒定，使得水源热泵系统运行稳定可靠、不受外界气候变化的影响，高效节能，且不存在空气源热泵冬季除霜的难点问题。因此，水源热泵系统是值得积极推广应用的一项以节能和环保、可再生能源利用为特征的先进技术。这项起始于 1912 年的技术，最近 10 年在欧美工业发达国家取得了迅速的发展，已成为一项成熟的应用技术。在我国，水源热泵技术的研究在 20 世纪 90 年代末已成为工程实践 并 刮起 了 一股 “ 水源空调 ” 的热潮。 热泵的工作原理是从周围环境中吸收热量而传递给被加热的对象，其工作原理与制冷机相同，按热机的逆 循环工作，所不同的只是工作范围不同，对于热泵来说就是可逆的冷冻循环，正循环时由需要的制冷空间吸热而将其热排弃到空气或水中，称为制冷工况，逆循环时则向外界的空气或水中吸热而传递到需要采暖的房间称为制热工况。 (1)制冷工况：制冷时恒温控制器启动风机，打开 换 向阀示制冷方向，此时低温低压的冷媒进入压缩机压缩成高压气体，再经 换 向阀进入冷媒 (水的散热器 )而冷凝成液体。冷媒通过毛细管而进入冷媒 (空气的蒸发器 )，蒸发成为低温气体，该气体吸收从风机吹过盘管的空气之热而使温度降低，循环不断往复进行制冷。 (2)采暖供热工况： 采暖供热时，冷媒液再经过一个细管而进入冷- - 媒蒸发器，吸收循环水热能而蒸发为低温气体，低温低压的冷媒气体经过反向阀进入压缩机入口成为下一循环的开始往复循环采暖供热。 对于大型水源热泵机组，也可以不采用制冷剂换向方式，而是采用水换向的方式，使机组更简化、运行更稳定。但淡水源热泵系统由于水质问题， 采用 水换向会使得蒸发器和冷凝器都要进行频繁的清洗。 水源热泵工程是一项系统工程，一般由水源系统、水源热泵机房系统和末端 送冷（ 热 ） 系统三部分组成。其中，水源系统包括水源、取水构筑物、输水管网和水处理设备等。 图 3.1 水 源热泵工作原理 3.2.3 水资源情况及渗滤取水技术概述 xx 市地处两江交汇处，长江与嘉陵江在市区内汇合后穿市而去进入三峡库区，市区可利用淡水资源异常丰富，据 据两江汇合口朝天门下游 7km 的寸滩水文资料 统计，长江在 xx 市地区 多年平均流量10930m3/s， 常年洪水水位 181.3m， 97枯水水位 158.9m。 根据 长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局提供的长- - 江 、 嘉陵江的水文数据 （见附件） ， 总结了嘉陵江、长江江水水温和含沙量的变化曲线图，如图 3.2、 图 3.3： 2 0 0 4 年3 水文站月平均水温变化0510152025301 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份水温（）朱陀寸滩北碚图 3.2 2004 年 3 水文站月平均水温 图 2 0 0 4 年3 水文站月平均含沙量变化0200400600800100012001 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月份含沙量(mg/l)朱沱寸滩北碚图 3.3 2004 年 3 水文站月平均含沙量变化图 从嘉陵江、长江江水水温季节变化曲线图可以看出： 1 月份为嘉陵江、长江水温最低点，分别为 9.3、 10.3， 8 月为嘉陵江、长江水温最高点，分别为 26.2、 24.7。从 3 个水文站月平均含沙量变化图可以看出：江水高含沙量时段出现在 6 10 月洪水期， 拟实施项目 采用嘉陵江北培 断面 水文资料。 最高含沙量 2.43kg/m3、最低含沙量0.001kg/m3，年均含沙量 0.4512kg/m3。 - - 根据以上分析得出嘉陵江水水温适合用于水源热泵冷热源系统，嘉陵 江水的含沙 量 较高， 如采用常规的江中取水方式获取水源， 须采取沉淀过滤等工程技术措施降低含沙量，以满足换热器对水质的要求。而 本工程中拟采用渗滤取水技术 ,从天然河床的砂卵石层下采集渗滤水，可 降低抽取上来的江水的含沙量，改善水质。 江河水 通过 渗滤床泥膜和砂卵石层的净化过程中将产生一系列物理、化学和生物净化作用（包括滤净作用、除菌作用、吸附溶滤作用、保护作用、再生作用等），过滤水质得到显著改善，可以大大的降低含沙量。 多项已实施的渗滤取水工程水质 检测 报告表明 ， 渗滤水 完全可以满足水源热泵机组对水质的要求。 以渗滤取水方式直接从天然河 床砂卵石层下取水，一方面水温比江中水更稳定，夏季保持在 22 左右 ，冬季保持在 16 左右 ，作为水源热泵机组的热交换水源其品质更高；另一方面，由于其水质可直接达到机组的使用要求，减少地面净化处理过程中的热源损失，因此本方案中充分利用 xx太阳城紧临嘉陵江河段有丰富砂卵石层的有利条件， 拟 采用渗滤取水 与水源热泵机组相结合的方式实施建筑节能示范工程。 3.2.4 空调系统的智能监控系统 空调系统的智能监控系统可适时地调节冷却水、冷冻水等参数以达到充分的节能效果，本工程智能监控系统采用了以下手段： 1、空调机组的冷（热 ）水回水管道安装电动比例调节阀，通过调节表冷器的过水量以控制室温。每台风机盘管回水管设电动二通双位阀。 2、每台冷水机组出水管设流量衡流阀及电动蝶阀。 - - 3、在冷热水供回水总管上设温度传感器，在总供水管上设流量传感器，根据末端所需负荷来改变冷水机组的运行台数与冷冻水出水温度的设定值。 4、 整个空调系统的控制均考虑纳入 BA系统中，节能运行管理。 - - 第四章 工程 示范 技术方案 随着世界能源短缺问题越来越严重，建筑节能以及可再生能源的利用已作为最理想的建设方案，针对 xx市的地理、气候和资源特点，进行了广泛的调研和论证 ，发展淡水源热泵技术的资源条件、技术储备和产业基础方面均具有较大的优势，发展淡水源热泵是 xx市因地制宜发展应用可再生能源的最有效的途径。 4.1 冷热负荷估算 4.1.1 室外设计气象参数： 台站位置： xx 市 北纬： 2935 东经： 10628 海拔： 259.1m 大气压：冬季 991.2hpa 夏季： 973.2hpa 冬季室外空调计算干球温度： 2 冬季室外空调计算相对湿度： 82% 夏季室外空调计算干球温度： 36.5 夏季室外空调计算湿球温度： 27.3 夏季通风室外计算干球温度： 33 冬季通风室外计算干球温度： 7 冬季室外风速： 1.2m/s 夏季室外风速： 1.4m/s 4.1.2 室内设计参数： 表 4.1 室内设计参数 房间名称 室内温度 ( ) 相对湿度 (%) 新风指标 噪声 备注 - - 夏季 冬季 夏季 冬季 (m3/h人 ) dB(A) 住宅 24-26 21-22 45 商业 25-27 18-20 4065 3060 20 50 4.1.3 夏季负荷计算 根据建筑物的不同功能与面积，本项目一期的夏季的负荷最大值估算见下表。 表 4.2 一期工程夏季最大负荷估算 表 楼号 面积 (m2) 面积指标(W/m2) 冷 负荷(kW) 合计 (kW) 1-1 住宅 19862.77 100 1986.28 1-2 住宅 19922.67 100 1992.27 1-3 住宅 19922.67 100 1992.27 2-1 住宅 19862.77 100 1986.28 2-2 住宅 19168.16 100 1916.82 3-1 住宅 19581.5 100 1958.15 3-2 住宅 18512.81 100 1851.28 4-1、 4-2 住宅 35122.19 100 3512.22 4-3 住宅 16221.28 100 1622.13 5 住宅 19083.96 100 1908.40 6-1、 6 2 住宅 33767.08 100 3376.71 7-1、 7 2 住宅 31311.22 100 3131.12 8 住宅 21414 100 2141.40 - - 住宅合计 293753.08 29375.31 1#商业 4941.17 200 988.23 2#商业 3015.02 200 603.00 3#商业 1347.61 200 269.52 4#商业 2462.98 200 492.60 7#商业 2121.95 200 424.39 商业合计 13888.73 2777.75 住宅取同时使用系数 0.5，住宅总冷负荷 14687.655kW，商业取同时使用系数 0.9，其总冷负荷 2499.975kW。一期工程总冷负荷17187.63kW。 4.1.3 冬季负荷计算： 根据建筑物的不同功能与面积估算出本项目的冬季的负荷最大值见下表： 表 4.3 一期工程冬 季最大负荷估算表 楼号 面积 (m2) 面积指标(W/m2) 热 负荷 (kW) 合计 (kW) 1-1 住宅 19862.77 40 794.51 1-2 住宅 19922.67 40 796.91 1-3 住宅 19922.67 40 796.91 2-1 住宅 19862.77 40 794.51 2-2 住宅 19168.16 40 766.73 - - 3-1 住宅 19581.5 40 783.26 3-2 住宅 18512.81 40 740.51 4-1、 4-2 住宅 35122.19 40 1404.89 4-3 住宅 16221.28 40 648.85 5 住宅 19083.96 40 763.36 6-1、 6 2 住宅 33767.08 40 1350.68 7-1、 7 2 住宅 31311.22 40 1252.45 8 住宅 21414 40 856.56 住宅合计 293753.08 11750.12 1#商业 4941.17 90 444.71 2#商业 3015.02 90 271.35 3#商业 1347.61 90 121.28 4#商业 2462.98 90 221.67 7#商业 2121.95 90 190.98 商业合计 13888.73 1249.99 住宅取同时使用系数 0.5， 住宅总热负荷 5875.06kW， 商业取同时使用系数 0.9， 其总热负荷 1124.991kW。一期总热负荷 7000.051kW。 - - 4.2 空调系统 方案比较 根据 xx太阳城工程概况，本报告对传统冷却塔冷水机组 燃气锅炉系统和淡水源热泵系统进行 技术方案比较分析，而与户式空调在初 期 投资和运行 费用方面的比较则在后面的投资估算和效益分析章节中介绍。 4.2.1 方案一： 冷却塔冷水机组 燃气锅炉方案 本方案为传统方式，空调冷冻水系统由冷水机组、一次冷冻水泵、二次冷冻水泵、末端空调器组成， 生活热水系统由燃气锅炉、热水泵、热水管网组成。 冷冻水供回水温度 7/12 , 空调冷却水系统由冷水机组、冷却水泵、冷却塔组成 ， 空调冷却水供回水温度 32/37， 该方案技术成熟。 夏季用 燃气锅炉提供生活热水，用 冷水机组制取空调冷冻水，工艺流程图如下： 图 4.1 传统中央空调工艺流程图 冬季用 供热 燃气锅炉为末端 提供空调热水 ，另用两台燃气锅炉提供生活热水 。空调热水系统由燃气锅炉、热水泵、换热器、二次冷冻水泵、末端空调器组成，热媒水供回水温度 90/70 , 热水供回水温度50/45 。 设备型号、数量详见附表（设备选型表）。 4.2.2 方案二：淡水源热泵方案（推荐方案） 冷却泵 冷冻泵 至空调 末端 冷冻机 冷却塔 - - 1、本方案选用节能型水源热泵机组，制冷性能系数达 6.67。 空调冷冻水及热水系统由 水源热泵 机组、一次冷冻水泵、二次冷冻水泵、末端空调器 、热水水箱、热水泵、热水管网 组成， 夏季 冷冻水供回水温度 7/12 , 冬季采暖 热水供回水温度 50/45 ；空调冷却水系统 由 水源热泵 机组、冷却水泵 （即变频潜水泵）进行渗滤取水 组成。 2、一般空调机组冷却水进出水温差为 5。本方案 采用渗滤取水方式后， 在技术可靠、经济合理的前提下 可 加大冷却水的供、回水温差，按 8温差设计。 渗滤取水 取水温度为 22，经 提升 后进入机组的温度为 23。通过水源热泵机组冷凝器后排出的冷却水水温为31。在此工况下水流量仅为传统空调机组的 62.5。水泵的功率和水流量成正比。水泵的功耗一般占整个空调系统的功耗的 20 30。 3、利用可再生能源嘉陵江水，作热泵制热时的辅助热源，达到能源高效利用的目的。 4、 二次冷冻水泵多台调节及变频调节 系统中的空调机组水路采用电动二通阀控制启闭，循环冷冻水系统中的冷冻水泵采用多台并联运行。根据水泵进回水压差调节水泵投入台数，亦可达到分台投入的节能目的。辅以变频器调节二次冷冻水泵电机转速。 5、一次冷冻水泵多台调节及变频调节 一次冷冻水泵采用多台并联运行。根据水泵进回水温差调节一次冷冻水泵投入台数，亦可达到分台投入的节能目的。辅以变频器调节一次冷 冻 水泵电动机转速。 6、冷却泵多台调节及变频调节 冷却水泵采用多台并联运行。根据主机进回水温差调节冷却水泵- - 投入台数，亦可达到分台投入 的节能目的。辅以变频器调节冷 却 水泵电动机转速。 7、回水 水质满足冲厕、浇灌绿地等水质要求，可考虑部份二次利用，部份 排放江河 ，提高利用率。 夏季用江水冷却热泵机组，制取空调冷冻水， 同时利用冷却水供回水余热制取生活热水， 工艺流程图如下： 图 4.2 水源热泵空调制冷工艺流程图 冬季用热泵机组从江水中吸热，制取空调热水 和生活热水 ，工艺流程图如下： 图 4.3 水源热泵空调制热工艺流程图 由于水源热泵技术利用 渗滤取 水作为空调机组的冷热源，所以具有以下优点： 1. 运行稳定可靠 生活热水泵 采暖热水泵 冷却水泵 引江水 回水入江及其他小区用水 至生活热水末端 水源热泵 至空调 末端 冷却水泵 冷冻泵 至生活热水末端 引江水 生活热水泵 水源热泵 至空调 末端 回水入江及其他小区用水 引江水- - 采用渗滤 取水方式抽取的 水体温度一年四季相对稳定，其波动的范围小于 普通水体温度 的变动 ， 是很好的热泵热源和空调冷源 。 水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。 2. 节能及 环境效益显著 设计良好的水源热泵机组的电力消耗， 比普通传统集中空调 减少30以上，与电供暖相比，相当于减少 70以上。水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。 3. 一机多用，应用范围广 水源热泵系统可供暖、空调，还可 供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的 传统集中 空调加 常压热水 锅炉的两套装置或系统。特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。 即将 水源热泵 机组在空调制冷工况下冷凝器排出的高温水（与市政自来水或普通地表水比），用于生产卫生热水的高温 水源热泵 机组的冷却水，在利用了高温冷凝水中能量的同时大幅提高了生产卫生热水的高温 水源热泵 机组的能效比 。 相比用燃气 锅炉和 热水器生产卫生热水，可节约大量的能源和运行费用。 根据空调负荷估算，空调主要设备选型见附表（末端方案一与方案二一致）。 4.2.3 空调系 统方案技术经济综合性比较 表 4.4 空调系统方案技术经济综合性比较表 技术特征 传统空调方式 水源热泵空调方式 - - 正常使用寿命 20 30 年 20 30 年 技术成熟度及特点 采用冷却塔制取冷却水，技术成熟；冷水机组技术较成熟，设备运行稳定可靠，使用较多。 技术较成熟，设备运行稳定可靠，使用较多。可以进行全热回收供生活热水。 初期投资 初期投资比较低，安装简便 初投资比较高，取水较为复杂，安装比较简便 年运行费 运行费用高 运行费用比传统方案节约 近 50% 环保 冷却塔设置对附近有噪声污染，有军团病菌感 染危险；锅炉燃烧排放烟气中含有 CO2， CO， SO2等污染物 能耗低，对环境影响小，充分利用江水热量，且降低了 CO2， CO，SO2、粉尘等污染物的发生量，减少了大气污染，保护了环境 适用范围 电源、燃气供应充足的地区 有江水、湖水等地表水 或地下水 ，且水量能满足空调负荷的地区 能源利用率 机组的 COP值在 5左右 充分利用天然冷热资源， COP值高，能源利用率高 调节范围 不适合小负荷工况下运行，易出现喘震现象 适合小负荷工况下运行，且在部分负荷下 COP值大大提高 系统总体特点 技术成熟，有一定污染，运行费 用较高 技术相对成熟，具有很好的节能性，特别是热回收的功能更是提- - 高能源利用率，很好地满足全年供冷供热的要求 经技术经济综合比较，空调系统选择方案二作为工程推荐方案，即水源热泵集中空调方式。 4.3 取水、水处理方案 比较 4.3.1 淡水源热泵的水质要求 淡水源热泵对地表水水质的要求是进入冷凝器的冷却水应该保持澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等。但是，目前对淡水源热泵所用水源的水质尚无专门规定。表 4.5 为水源热泵用地下水水质参考标准，表 4.6 为冷却水水质标准的有关规定，可作为本工程水质状况 的参考。 表 4.5 地下水地源热泵水质要求 序号 名称 允许含量值 序号 名称 允许含量值 1 含砂量 1/20 万 9 CaO 200mg/L 2 浊 度 20NTU 10 SO42- 200mg/L 3 PH值 6.5 8.5 11 SiO2 50mg/L 4 硬 度 200mg/L 12 Cu2+ 0.2mg/L 5 总碱度 500mg/L 13 矿化度 3g/L 6 Fe2+ 1mg/L 14 油 污 5mg/L 7 Cl- 100mg/L 15 游离 CO2 10mg/L 8 游离氯 0.5 16 H2S 0.5mg/L - - 1.0mg/L 注 :引自国土资源行业标准浅层地热勘查评价技术规范（征求意见第二稿） 表 4.6 冷却水水质标准的有关规定 序号 名称 允许含量值 序号 名称 允许含量值 1 混浊度 10mg/L 6 氯离子（ C1-） 100mg/L 2 总矿化度 3000mg/L 7 总铁（ Fe2+ Fe3+ ）离子 0.5mg/L 3 硬度 200mg/L 8 锰（ Mn） 0.5mg/L 4 PH值 6.8 9.2 5 硫酸 根离子 200mg/L 9 硫酸氢（ H2S） 0.5mg/L 含砂量与浑浊度 2004 年嘉陵江水年平均含沙量 522mg/l，江水中泥砂、有机物与胶体悬浮物，使水变得浑浊。水源含砂量高对机组和管阀会造成磨损。含沙量和浑浊度高的水也会限制江水源热泵用水的再次利用（一水多用）。用于水源热泵系统的水源，含砂量应 1/20 万，浑浊度 20 mg/L。如果水源热泵系统中装有板式换热器，水源水中固体颗粒物的粒径应 0.5mm。 水的化学成分及其它化学性质 自然界中溶有不同离子、分子、化合物和气体，使得水具有酸碱度、硬度、矿化物和腐蚀性等化学性质，对机组材质有一定影响。 - - 酸碱度 水的 PH 值小于 7 时呈酸性，反之呈碱性。水源热泵的 PH 值应为6.5 8.5。 硬度 水中 Ca2+ 、 Mg3+总量称为总硬度。硬度大，易生垢。水源热泵水源水中的 CaCo3含量为 200mg/L。 矿化度 单位容积水中所含各种离子、分子、化合物的总量称为总矿化度。用于水源热泵系统的水源水的矿化度应 3g/L。 腐蚀性 水中 C1-、 、游离 CO2等具腐蚀性，溶解氧的 存在加大了对金属管道的腐蚀破坏作用。应用水源热泵系统时，对腐蚀性、硬度高的水 源，应在系统中加装抗腐蚀的不锈钢换热器或钛板换热器。 比较以上对冷却水水质的要求和嘉江水质情况，可以看到嘉陵江水在酸碱度、矿化度、硬度、腐蚀性等方面都满足水源热泵用水水质要求，只有浊度不满足要求，需采用有效的净化除砂方法，使水质符合机组要求。 4.3.2 淡水源热泵水处理方案 4.3.2.1 取水工程设计水量 : 泵站实际提水量根据空调系统的用水量来确定，本工程最高峰冷量为 17187.63kW，故夏季高峰时段需要冷却水量为 3170.94m3/h。 取水水量： Q (1+K)Q1 式中： Q取水总水量（ m3/h） Q1系统供水量（ m3/h），水源热泵系统要求提供江水供水- - 量为 3170.94m3/h； K损失的水量，取 2%。 故设计取水量为 Q（ 1 2%） 3170.94 3234.38m3/h，则每天的取水量为（以 12小时计算）为 38812.36m3/d。 4.3.2.2 取水、净水工程方案一 1）设计总扬程 设计最高洪水位为 193.50m；设计最枯水位（保证率为 97%）为158.90m； 调节池水面标高为 202.00m；江水处理后由调节池至空调机房。 输水管采用 2 根管径 500mm 给水铸铁管，经估 算，水泵总扬程在56.00m 左右，输水管道埋地敷设。 2）取水构筑物型式 由于江岸河滩较缓，枯水季节江岸岸边水深不足，采用河床式取水构筑物。设于尽量靠近 xx太阳城附近的合适河段的岸边。 根据取水量和水源热泵系统运行特点（日变化较大，时变化较大），一期采用 5 用 1 备水泵配置。每台水泵型号均为： 250S-65， Q=600m3/h，扬程 H=56m，配电机功率 N=132kW。泵房为矩形钢筋混凝土取水泵房。 3）取水头部型式： 在后期设计中，可在进一步明确夏季洪水位的情况下，考虑设置双导泵房。夏季利用上层水泵，减少水 泵扬程，降低能耗。 按现在嘉陵江 xx段的江水水质情况，洪水季节江水浊度可达 3000至 6000度，最大含沙量在 20000mg/L 左右，为了简化水处理程序，取水头部采用斜板型式。 4）净水方案 - - 嘉陵江水作为水源热泵系统冷却用水，其水处理的关键在于减少泥砂含量，降低浊度，其它的水质指标即可满足要求。 嘉陵江取水净水工艺工艺流程