水源热泵系统洗浴中心空调及热水设计方案(含报价及运行分析)

1、水源热泵系统洗浴中心空调及 热水设计方案（含报价及运行分 析） 第一章项目设计概况分析 5 一、 项目概况 5 1. 建筑概况介绍5 2. 建筑形态分布5 3. 建筑功能说明5 4. 建筑环境概况 5 二、系统设计思路 6 1. 地下水系统设计6 2. 机房系统设计6 3. 末端系统设计6 三、 地源热泵系统简介 7 1. 地源热泵的工作原理7 2. 地源热泵系统构成8 3. 地源热泵效益分析9 第二章中央空调系统设计 11 一、 设计依据 11 二、室外设计参数 11 三、室内设计参数 12 四、末端负荷计算 12 1. 洗浴中心空调系统12 2. 洗浴中心热水系统12 五、 水源侧系统设计

2、 13 1. 水源侧系统选定 13 2. 水源水量确定14 六、机房系统设计 15 1. 主机选型方法15 2. 主机选型方法16 3. 机房辅助设备的选型配置16 4. 机房设备汇总表 18 第三章地源热泵系统初投资估算 19 一、地源热泵中央空调系统初投资估算 19 1. 空调系统19 2. 热水系统20 第四章系统运行费用 21 一、 计算参数 21 二、 设备电功率 21 1. 空调系统21 2. 热水系统21 三、 运行费用分析： 22 1. 空调系统22 2. 热水系统 22 摘要：XX洗浴中心工程，建筑面积1.5万平方米,通过咨询及理 论分析， 建议采用的空调形式为地下水地源热泵

3、系统， 初步估算投资 为 XX， 经分析计算空调系统夏季运行费用为 9.83 元/ 平方米，冬季 运行费用为 14.88 元/ 平方米。 第一章项目设计概况分析 一、项目概况 1. 建筑概况介绍 XX洗浴中心项目位于白山市。 2. 建筑形态分布 楼体：洗浴中心； 层数：共五层（地上三层地下两层）； 总建筑面积：15000.00 m2; 3. 建筑功能说明 一层（浴室及大厅） 二层（休息大厅及包房） 三层（包房） 地下一层（车库、餐厅、库房） 地下二层（车库、设备间、水池） 4. 建筑环境概况 4.1气候环境 白山市位于吉林长白山西侧，东经126 7至128 18,北纬41 21至 42 48。

4、根据气候条件可知该地区冬季采暖时间较长，空气湿度较小，在空调设 计时，需着重考虑采暖情况下的热负荷需求。 4.2水文地质 根据本公司对白山的初步了解，项目地点的地下水水源可供热泵机组使用。 （最终以项目的水质勘查报告为准） 二、系统设计思路 1. 地下水系统设计 根据目前地下水系统的主要设计参数要求，结合本工程实际情况，并按照相关工程 技术规范对地下水系统进行设计，夏季空调的排热量为1196.2，热水系统吸热量为 538.65，冬季总的吸热量为1245.21kW,室外要进行抽水量和回灌量、水温和水质试验。 地下水换热系统应根据水源水质条件采用直接或间接系统； 2. 机房系统设计 根据已经确定的

5、关键设备性能参数以及地下水式地源热泵系统的主要设计要 素，计算系统内其他配套设备的性能参数，待方案确定后我公司会提供相关的图纸， 进行深化设计，主旨在于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。 3. 末端系统设计 根据建筑物的功能特点，末端采用风机盘管系统，采用温控器对每个空调房间 进行独立控制。在水路设计过程中必须经过水力计算，采用同程管路连接方式，确 保各支路水力平衡。 22 三、地源热泵系统简介 1. 地源热泵的工作原理 “热泵”这一术语是借鉴 “水泵” 一词得来。在自然环境中， 水往低处流动，热向低温位传递。 而地表土壤是一个所含能量极其 巨大的

6、蓄能体，在土壤中因吸收太 阳能以及其他形式的能量交换而 储存了大量的低品位能源。可以通 I 7IQ 11H 过“热泵”对土壤中所含能量进行 品位提升，满足制冷供热等建筑物 RVTl ii FARTI* 环境控制要求。水泵将水从低处送 到高处利用。而热泵可将低温位热能“泵送”（交换传递）到高温位提供利用。其工作 原理是，由电能驱动压缩机，使工质（如R22）循环运动反复发生物理相变过程，分别 在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切 换使机组实现制热（或制冷）功能。在此过程中，热泵的压缩机需要一定量的高位电能 驱动，其蒸发器吸收的是低位热能，但热泵输出的热量是可

7、利用的高位热能，在数量上 是其所消耗的高位热能和所吸收低位热能的总和。 任何能源系统的设计均由建筑系统的需求决定。经分析，本系统的需求包括夏季供 冷、冬季供热。在地源热泵系统中， 水源热泵机组承担着夏季供冷以及冬季供热的任务。 水源热泵机组是本系统的核心设备，其各项性能参数决定了系统其它设备的配置方法。 2. 地源热泵系统构成 蒸发器压缩机冷凝器 上图说明了地源热泵系统实现地能利用的具体流程，不同类型的地源热泵系统在此方面基本 相同。根据地能交换系统型式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵 系统、地表水地源热泵系统。根据本项目的实际情况，其地能采集、利用系统采用了地下水地

8、源 热泵系统，与之相应的地源热泵系统则主要由地下水井（实现地能采集）、水源热泵机组（实现地 能品位提升）和水-水换热设备（末端）组成。 We have only one earth Environment conservation 3. 地源热泵效益分析 3.1、可再生能源利用技术 可再生能源利用技术地表浅层是一个巨 大的太阳能集热器，收集了 46 %的太阳能量， 比人类每年利用能量的500倍还多。它不受 地域、资源等限制，真正是量大面广、无处 不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再 生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源 的一种形式。 3.2、经济有效的节能技术 地能或地表浅层地热资源的温度

9、一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高， 夏季比环境空气温度低，是很好的夏季冷源和冬季热源，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40%因此要节能和节省运行费用40%左右。另外, 地能温度较恒定的特性，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。 3.3、环境效益显著 地源热泵的污染物排放，与空气源热泵相比，相当于减少40 %以上（发电污 染物排放），与有机燃料供暖相比，相当于减少80 %以上，如果结合其它节能措施 节能减排会更明显。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，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

10、 3.4、一机多用，应用范围广 地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换 原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑, 更适合于别墅、住宅。 第二章中央空调系统设计 -、设计依据 采暖通风与空气调节设计规范GB50019-2003 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012 公共建筑节能设计标准 GB50189-2005 地源热泵系统工程技术规范 GB50366-2009 供水管井技术规范GB50296-99 建筑给水排水设计规范 GB50015-2003 通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002 建筑给水

11、排水及采暖工程施工质量验收规范GB50242-2002 埋地聚乙烯给水管道工程技术规程CJJ101-2004 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准JGJ134-2010 公共浴室给水排水设计规程 CECS 108-2000 地源热泵工程技术指南徐伟译 实用供热空调设计手册第二版 全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇暖通空调动力 业主提供的资料 、室外设计参数 参数名称 夏季参数 冬季参数 大气压力KPa 97.62 99.35 平均相对湿度% 78 68 夏季空调计算干球温度 C 30.5 夏季空调计算湿球温度 C 24.2 夏季空调计算日平均温度 C 25.9 冬季采暖计算温度 C -23 冬季

12、通风计算温度 C -16 冬季空调计算温度 C -26 三、室内设计参数 民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012规定如下: 房间 夏季 冬季 备注 温度C 风速m/s 相对湿度% 温度C 风速m/s 相对湿度% 24-28 0.250.3 40%60% 18-24 30% 四、末端负荷计算 1.洗浴中心空调系统 建筑物总空调冷、热负荷: 建筑面积： 15000 m2 总冷负荷： (1200 X 85% =1020KW 总热负荷： (1050X 85% =892.5KW 备注：考虑空调面积占建筑面积的比例为70%住宅酒店类85%办公商业80%),故机组 选型及地下水井计算按照

13、(1200X 85% =1020KW计算。 根据夏季制冷量及修正系数选取机组型号：1200 制冷量二额定制冷量1032.2 X修正系数1.05915=1093.24(kW 机组 EER=1032.2/178.18=5.79 ;机组 COP=1182.0/246.28=4.8 2. 洗浴中心热水系统 最高日热水量： 忑厂妙湎定贄(甲方提供) 根据CECS 108-2000公共浴室给水排水设计规程 核算用水量： 最高日平均秒耗热量： Qd = Qr C -pj (-)7(24X3600)= 567 (kW ) 式中：Qd最高日平均秒耗热量(kW Qr最高日热水量（f d） C水的比热4.187 （

14、，匚） tr热水设计温度（ _ ） =50 tL 冷水设计温度（一）=11 热泵机组的制热量： QAkg/Ti 式中：Q 热泵机组设计小时平均秒供热量（kW T1 热泵机组设计工作时间（h）。T1应根据用水规律，低温热源情况和系统经 济性等因素综合考虑确定，全日供水时，建议取 1120（ h）,定时供水时, 由设计人员定。 k1 安全系数，可取 1.051.10。 考虑到建筑内部有大容量蓄水池，因此按安全系数1.05及机组工作时间21小时计算得 驚咖; 由以上数据选取机组：700 机组 COP=4.8 设备性能修正（地下水制热式）： 使用侧出水温度50 I热源侧进水温度11。 修正得：制热量参

15、数 0.86758，输入功率参数1.07688。 五、水源侧系统设计 （注：应甲方要求，本部分内容只提供系统水量要求） 1.水源侧系统选定 地下水换热系统是指与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换 热系统和间接地下水换热系统。 直接地下水换热系统是由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组热 交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。 间接地下水换热系统是由抽水井取出的地下水经中间换热器热交换后返回地下同一 含水层的地下水换热系统 直接进人水源热泵机组的地下水水质应满足以下要求（引自采暖通风与空气调节 设计规范GB50019第7.3.3 条条文说明）:含砂量小于1/200

16、000, pH值为6.5-8.5, CaO 小于 200m g/L，矿化度小于 3g/L，CI 小于 100m g/L,S04小于 200m g/L, Fe 小于 lmg/L ， H2S 小于 0.5m g/L。 当水质达不到要求时，应进行水处理。经过处理后仍达不到规定时，应在地下水与 水源热泵机组之间 加设中间换热器。对于腐蚀 性及硬度高的水源，应设置抗腐蚀的不 锈钢换热器或钦板换热器。在使用海水时，建议在进人换热器前增加氯气处理装置以防 止藻类在换热器内部滋生。当水温不能满足水源热泵机组使用要求时，可通过混水或设 置中间换热器进行调节，以满足机组对温度的要求。 经调研,本工程的地下水水质可

17、以满足机组正常运行的水质要求 ，所以选择直接地下 水地源热泵系统为系统提供冷热源。 2.水源水量确定 水源侧总水流量根据以上计算出的夏季最大排热量和冬季最大吸热量计算并与机组额定 取水量比较，取其中较大值： a.空调系统 （1） 夏季水源水量 % - ). 6. !, Hj/lil 机组额定 (2)冬季水源水量 二八2*；!口上1机组额定 (7C温差) 水源侧水流量 G =Max-、込(m3/h)=114.94 b .热水系统 (1)热水系统水源水量按系统最大吸热量计算。 G., :机组额定 (7C温差) = 0,86 X Q；/A$2 二 92,65 (m3/h)计算值(按 5C温差) 水源

18、侧水流量Gx =92.65 ： $抚： (2)如用污水换热，设计污水源进出温度为 中介水换热温度为It; 因此 GS2ir = 0.86 X Q；/Ats/ = 38.6(m3/h) 污水蓄水池按150了卞计算可供热水系统使用约3.8小时，将57詁电的1 1 加热 到 50。 六、机房系统设计 1. 主机选型方法 本方案采用一套集中供冷供热的中央空调系统以及一套专供洗浴热水的水源 热泵机组。其中空调系统夏季冷负荷为1020kW冬季热负荷为892.5kW,选择1 台型号为1200机组，机组制冷量1032.2kW,制热量1182.0kW。主机设备末端侧 夏季7/12 C的供回冷水，冬季45/40

19、C的供回热水，在建筑物内系统中循环；水 源侧夏季12/23 C供回冷水温度，冬季11/6 C供回热水。热水系统热负荷为 680.4kW,选择1台型号为700机组，机组制热量 689.5kW。主机设备全年50 C 的供应热水，进水由11 C自来水提供，在建筑物内系统中换热。水源侧全年11/6 C 供回热水。 2. 主机选型方法 两套系统单独选型，由于洗浴中心主要热负荷是热水供应，因此单独选用一台热泵 机组进行热水供应，系统运行独立，安全可靠。洗浴中心内空调负荷另选一台热泵机组， 可根据室外实际温度进行调节，不影响热水供应。且热泵机组内有多台压缩机，可根据 输出功率的负荷大小自动开启或关停压缩机，

20、自动匹配负载可节约运行成本。 3. 机房辅助设备的选型配置 3.1循环水泵的选型 3.1.1循环水泵流量计算 G * Q (m3/h) 机组的负荷或地埋侧总水流量为：Gx (m3/h)， 取流量储备系数B 1=1.2 (2用1备)；B 1=1.1 (1用1备) 3 a. 空调系统：G=203.27(m/h) b. 热水系统：G=118.57(m7h) 3.1.2循环水泵扬程的确定 H=B ?R+0.05* L*(1+K) + ?P2 式中：H 末端侧或地埋侧循环水泵扬程，mHO; B扬程储备系数，一般B取1.1 ? P1 末端侧循环水泵取热泵机组蒸发器的水压降，mH； 地埋侧循环水泵取热泵机组

21、冷凝器的水压降，mHO; 末端侧循环水泵取末端送风设备的水压降，mHO; 地埋侧循环水泵取双U头的水压降，mHQ L 为最不利环路供回水管长度总和； K 为最不利环路中局部阻力当量长度总和于该环路管道总长度的比值。 取 K = 0.10.2。 a. 空调系统：H=32 mHO b. 热水系统：H=24 mHO 3.2补水泵的选型 采暖空调循环水系统定压05k210标准，补水泵扬程应保证补水压力比系统补水 点压力高3050KPa 补水泵总小时流量宜为系统水容量的5%不得超过10% 3.3软化水箱的选型 软化宜设软化水箱，储存补水泵 0.51h的水量。 3.4软水器的选型 软水器的处理水量应满足补

22、水泵的小时流量要求 4. 机房设备汇总表 （1）空调系统（不含水源侧设备） 序 号 设备名称 规格参数 数 量 备注 1 水源热泵机组 型号：1200 ； 制冷量：1032.2kW;制冷功率：178.18kW; 制热量1182.0kW 制热功率：246.28 1 2 末端侧循环泵 流量：200 m3/h ;扬程：32 mHO; 功率：30kW 2 一用一备 3 补水泵 流量：10.4 m /h ;扬程：36mHO; 功率：3kW 2 一用一备 4 全自动软水器 流量：12.5 m /h 1 5 软化水箱 2X 2 X 2.5 1 6 旋流除砂器 （共用） 流量：220 m3/h 1 （1）热水

23、系统（不含水源侧设备） 序 号 设备名称 规格参数 数 量 备注 1 水源热泵机组 型号：700 ; 制热量：689.5kW 制热功率：143.66 1 2 末端侧循环泵 流量：140 m3/h ;扬程：10 mHO; 功率：7.5kW 2 一用一备 3 混水用水泵 流量：22.3 m /h ;扬程：10 mHO 功率：3kW 2 一用一备 4 全自动软水器 流量：20 m/h ; 1 第三章地源热泵系统初投资估算 、地源热泵中央空调系统初投资估算 1.空调系统 名称 单位 数量 单价（万元） 合价（万元） 备注 1.机房部分 水源热泵机组（空调） 台 1 57.6 57.6 末端侧循环泵系统

24、（空调） 台 2 1.02 2.04 一用一备 补水泵系统（空调） 台 2 0.216 0.432 一用一备 全自动软水器（空调） 套 1 1.716 1.716 软化水箱（空调） 套 1 0.6 0.6 旋流除砂器（共用） 台 1 0.648 0.648 机房材料及安装 项 1 11.52 11.52 配电 项 1 7.2 7.2 2.合计 81.756 2.热水系统 名称 单位 数量 单价（万元） 合价（万元） 备注 1.机房部分 水源热泵机组（热水） 台 1 33.6 33.6 末端侧循环泵系统（热水） 台 2 0.372 0.744 一用一备 全自动软水器（热水） 套 1 1.2 1.2 混水用水泵（热水） 台 2 0.168 0.336 一用一备 机房材料及安装 项 1 7.68 7.68 配电 项 1 4.8 4.8 2 污水换热系统 套 1 36 36 可选 3.合计 84.36 二、报价说明 1、本报价仅为初报价，待甲方给出施工图纸再行调整； 2、 本报价不包含空调末端，我方将空调冷水管引出到机房外墙1.5米； 3、