地源热泵供热系统设计方案

1、地源热泵供热系统设计方案第一部分工程概况一、项目概述本项目为某小区，每户户型建筑面积约100平方米，空调面积约50平方米。 本建议书对将对该别墅进行空调系统的设计，建议使用绿色环保节能的地源热泵 空调系统。二、地源热泵技术在本项目中的应用在满足空调要求的基础上为响应国家节能减排的号召，拟采用在长期运营上 更为节能的地源热泵系统作为本项目的冷热源地源热泵系统（Grou nd-Source HeatPump是随全球能源危机和环境问题出现， 逐渐兴起的一项节能环保技术。地源热泵系 统是以地表能为热源，通过输入少量的高品 位能源（如电能），实现低品位热能向高品 位热能转移的热泵系统。地源热泵系统冬季把

2、地表中的热量“取”出来，供给 同时向地下蓄存冷量，以备夏用；供暖时，室采暖，夏季制冷时，把室热量取出来，释放到地表 中，向地下蓄存热量，以备冬用，因此说地 源热泵系统是可再生能源利用技术。 地源热泵系统不存在对大气排热、 拍冷的热 污染和排烟、排尘、排水等污染，是真正的绿色能源。地源热泵是目前最流行的空调方式。 与传统的空调相比具有更加节能、 运行 费用更低、 运行工况更加稳定的优点， 是实现可持续发展的绿色建筑的有效技术 之一。本文就对地源热泵系统设计进行详细阐述， 并和传统的风冷热泵系统进行初 投资和运行成本的综合比较。第二部分 设计依据一、国家相关设计规和标准 采暖通风与空气调节设计规

3、GB50019-2003 通风与空调工程施工质量验收规 GB50243-2002 空气调节设计手册 第二版 建筑给水排水设计规地源热泵系统工程技术规 GB50366-2005 地源热泵工程技术指南 ，徐伟译 水源/ 地源热泵应用设计手册 ，吴展豪著 地面辐射供暖技术规程 ， JGJ142-2004给水用聚乙烯（PE管材GB/T13633建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规 GB50242-2002美国水源热泵热能回收系统工程应用手册 ，吴展豪编译 水源及地源热泵空调系统工程设计与应用手册 ，吴展豪编译 二、室外设计参数 1、室外气象参数1. 室外空气设计参数大气压力：冬季P= 1025.2 h

4、pa ;夏季 P= 1004.0hpa室外干球温度：冬季t = -3 C；夏季t = 35 C夏季室外计算湿球温度：t = 28.3 C冬季室外计算相对湿度：73%2.室设计参数夏季：26 2 C,相对湿度： 60%冬季：20 2 C,相对湿度： 40%三、负荷估算1.冷负荷估算指标在方案设计阶段，一般采用冷负荷指标估算确定，同时参照层高、楼层、窗户面积大小、人员数量等进行修正。序号功能区单位空调面积冷负荷(W/m2)1门厅2402客厅2403餐厅2404书房2005卧室2006卫生间2007厨房2408地下室1801）以上估算指标是在层高 2.8m以下的数据，层高2.8m以上根据具体 高度乘

5、以1.1-1.2 的修正系数，对于挑高空间（层高 5m以上）一般按不 低于300 w/m2估算。2）地源热泵项目负荷可以小10%2.热负荷估算指标一般来讲，建筑物的热负荷也可以采用以下公式估算：热负荷建筑面积*130W/m2第三部分负荷计算与分析、负荷计算及分析1、空调冷热负荷计算由于是初步设计，我们对空调冷热负荷进行估算，包括建筑维护结构的传热、 照明及电气设备的发热、食物的散热、人体的散热、门窗渗透新风的热量等。属于夏热冬暖地区，以供冷为主，冬季采暖时间较短，这里对冷、热负荷分 别进行了估算。负荷估算详细见下表:每户房间房间面积冷指标热指标冷负荷;热负荷某户住宅r（ m2）（W/吊）(W/

6、mi)(KW)(KW)1号卧室13.5200130270017552号卧室15.7520013031502047.53号卧室15.7520013031502047.5客厅17.5524013042122281.5厨房及餐厅17.7524013042122281.5卫生间5.762001301152748.8第四部分地源热泵系统设计一、地源热泵系统配置1、地源热泵机组选型由负荷计算结果可知夏季冷负荷约为 156.7kW,冬季热负荷为137.8kW,地 源热泵机组按冬季负荷配置，若仅配置一台地源热泵机组则无备用机组， 这不利 于系统安全可靠性，拟按夏季负荷配置三台地源热泵机组， 相互备用。根据以上

7、 分析可确定选择制冷量为59.5KW制热量82.4KW的地源热泵机组三台,详细性 能参数如下表：设备名称性能参数数量地源热泵机组制冷/ 热量：59.5/82.4kW1WPWE240夏季：供回水温度：7/12 C冬季：供回水温度：45/40 C输入功率：夏季13.4kW,冬季18.0kW地源热泵机组制冷/热量：49/67kW2WPWE200夏季：供回水温度：7/12 C冬季：供回水温度：45/40 C输入功率：夏季11kW 冬季14.7kW按照本配置系统可提供的总制冷量为 157.5kW,总制热量为216.4kW,完全可以满足建筑冷热负荷需求2、附属设备选型设备名称性能参数数量备注地源侧循环泵流

8、量：14m3/h4一用一备MHI-803扬程：35m输入功率：1.0kW负荷侧循环泵流量：14m3/h4一用一备MHI-803扬程：35m输入功率：1.0kW全自动软水器流量：1m3/h1RT-1.0B功率：20W软水箱体积：1000L1定压膨胀补水机组功率：0.8KW2YH-HX-2-30、地埋管系统配置1、地埋管长度计算地源热泵系统夏季向放热量以及冬季向取热量分别按下式计算:1Qi Qi (1-)COR1Q2 Q2 (1 )COP2式中，Q 夏季向土壤排放的热量；Q1 夏季冷负荷；IQ2冬季从土壤吸收的热量；Q2 冬季热负荷；COPl 设计工况下地源热泵机组 EERCOP2设计工况下地源热

9、泵机组 COP根据以上计算公式可得按照所选地源热泵机组性能参数，地埋管系统夏季放热量与冬季吸热量计算见下表:冷负荷热负荷机组机组夏季土壤吸冬季土壤放(kW(kWEERCOP热量（kW热量（kW1581384.93.8648449根据以上计算结果，拟采用单 U型埋管，管径De32间距4米，夏季单位 井深换热量取60W/m冬季单位井深换热量取45W/m井深80米。据此计算地埋 管数量见下表：工况换热量（kW单位井深换热量（W埋管总长度（米）井孔数（口）制冷工热工小区地暖工程报价表分水器、温控部分序 号设备 名称品牌规格型号产 地性质单位数 量单价

10、报价合 计备注1地下1 层分 集水 器瑞好RH3+3合资组1900900水流平 衡设 备，即 水流分 配器21层分集水器瑞好RH6+6合资组11,8001,800水流平 衡设 备，即 水流分配器32层分集水器瑞好RH5+5合资组11,5001,500水流平 衡设 备，即 水流分配器43层分集水器瑞好RH3+3合资组1900900水流平 衡设 备，即 水流分配器5阁楼 分集 水器瑞好RH2+2合资组1600600水流平 衡设 备，即 水流分配器6尾件瑞好FHF-EM合资套5168.00840系统排 气和注 水用7管接 头瑞好DN16合资只3820.00760连接地暖管道8安装 支架瑞好FHF-M

11、B合资套5112.00560固定 分集 水器9热电 驱动器瑞好TWA-A NC230V合资只10240.002,400与温控器 配合切断 或打开水 流，主管 用10外牙弯头瑞好25*3/4合资只554.00270连接分集 水器与主 管道11活接 球阀瑞好6分合资只545.00225开关阀门 （分集水 器用）12铜配 件合资项3300.00900小 计11,655、水暖部分序号设备 名称品牌规格型号产地性质单位数量单价报价合计备注1地暖瑞好PERT合资m6509.005,850地面发 热盘管2XPS 挤塑 型保 温板绿羽2cm国产2 m10014.001,40040KG/C M3保温材 料，防

12、止热量 往楼板传递3反射 膜绿羽50G国产2 m1006.00600反射热 能，把 热能往 上反射4钢丝 网绿羽2m*20cm*20cm国产2 m1005.00500固疋盘 管，加 固水泥5人工费2 m10020.002,0006温控 器FH-CWP丹 麦全进口只5450.002,250液晶编 程，感 应房间 温度， 控制系 统温度7信号 线布 控路580.00400连接分 集水器 与温控 器8电线0.75米453.50158小 计13,158、主管及辅料序 号设备 名称品牌规格型号产 地性质单位数 量单价报价合计备注1主管 道瑞好PPR中德合 资米359.00315连接锅 炉和分 集水器 管

13、道2保温 管r L 世霸龙32昆 山国产米255.90148主管道 保温3保温 管r L 世霸龙25昆 山国产米254.20105支路管 保温4管道 固定 件项3100.003005系统 开槽 费项1300.003006系统 调试 费项1200.00200小 计1,368合计26,180优惠价26,000财务室223960HFCF061休息室244320HFCF061合计3167.2539.79第五部分经济性分析一、VRV空调系统简介VRV空调系统全称为 Variable Refrigera nt Volume系统，即变制冷剂流量系统，通过冷媒直接蒸发形式直接进行热量交换。系统结构上类似于分体

14、式空调机组，采用一台室外机对应一组室机（一 般可达16台）。机形式多样，以风管送风或直接送风形式提供空调，独立运 行。控制技术上采用变频控制方式，按室机开启的数量控制室外机的涡旋式 压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。VRV空调系统的设计包含两个部分：空调设备选型及空调管路设计；空调 系统控制设计，前一部分容由的暖通工程师设计，后一部分容通常由提供全套产品的系统工程承包商配套设计1. VRV空调系统的控制方式A、VRV空调系统的常规控制此控制方式相对简单，每一台室外机对应若干台（通常最大约为16台）室机，各组VRV空调系统均独立运行控制，就地遥控器设置可按工程实现情 况采用一个遥控器对应一台室机

15、，或一个遥控器对应若干台室机，是一种比 较经济实用的控制方式。该控制方式均为末端就地控制，无集中监控管理环节，在实际使用过程 中，室机的温度值设定，开机时间，开机数量随意性比较大，其使用上的灵 活性、方便性常常是以牺牲能耗为代价，从纯节能角度讲效果并不明显。B、VRV空调系统的集中控制配置了独立控制管理系统的控制方式，与目前VRV空调系统采用的控制方式相比较，增加了集中控制管理环节，可以在控制室对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的控制方式，但投资明显增加。此方案的不足之处是与建筑物的其它弱电系统无功能关联，尤其在智能 化建筑设计中，不利于弱电系统功能的综合集成。C、VRV空调

16、系统的网关控制相当多的VRV产品制造商都已相继开发出了基于BACnet协议专用网关的接口设备，可以满足作者将 VRV空调系统纳入建筑物楼宇自控系统中的设想。VRV 末端设备的运行状态是通过 BACnet网关接口上传信号至建筑物自控中心的BAS或BMS系统，自控中心经该网关接口下传信号（如初始值设定、 控制参数设定等）至末端设备，并对整个VRV空调系统实行系统管理。2.VRV空调系统的应用VRV变频式中央空调系统安装极为方便。可分楼、分层、分区、分段进行安 装，分层或分区交付使用，安装工期短。旧楼改造不影响正常办公和营业。二、地源热泵系统与VRV空调系统性能比较地源热泵和VRV变频空调机组比较表

17、序 号地源热泵中央空调系统VRV空调系统1真正可以回收废热节能的 中央空调系统。能效比（COP可达4.9，更加节能。不是真正的中央空调，是“改型”的分体家用空 调。能效比（COP低。变频控制容易产生 EMC电 子干扰。2因为机组在室，受外界环境 影响小，而且是完全密闭的 循环系统，即使在酷暑或严 冬都可以满足制冷或制热 要求。机组在室外受外界影响大。因为VRV系统室外主机 为风冷热泵，所以其空调效果受外界环境影响大。 而且风冷热泵的出力与外界环境成反比，在冬季， 其制热能力会随着外界温度降低而大幅下降；在夏季其制冷能力也随着外界温度升高而降低。实际使 用时效能比与样本比较要低很多。3因为没有室外机组，所以使 用该系统的建筑物不会破 相，符合对建筑物空调机的 安装法规制度。不可避免要将主机放置在室外，或悬挂或洛地，会 影响建筑物的美观程度。受到法规制度限制。4该系统运行稳定、安全。 机组全部由工厂生产检测 完毕才送到现场因为末端与主机之间有长达 50米的氟里昂管道相 连，所以在运行过程中，容易因安装或震动产生制 冷剂的泄露，特别分叉头很容易出问题。现场大量 焊接工作，给品质控制带来很多难题。5该系统维护保养方便，个别 机组有问题，不会影响整个 系统的运行，保养费用非常 低。系统维修复杂，因为末端与主机间