无锡节能环保大厦水源热泵中央空调方案

1、目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc227662527 目录 PAGEREF _Toc227662527 h 1 HYPERLINK l _Toc227662528 一、工程概况 PAGEREF _Toc227662528 h 2 HYPERLINK l _Toc227662529 二、空调系统设计详情 PAGEREF _Toc227662529 h 2 HYPERLINK l _Toc227662530 2.1、设计依据 PAGEREF _Toc227662530 h 2 HYPERLINK l _Toc227662531 2.2、空调系统方案的选择 PAG

2、EREF _Toc227662531 h 3 HYPERLINK l _Toc227662532 2.3、系统方案初步设计及初投资、运行费用对比 PAGEREF _Toc227662532 h 3 HYPERLINK l _Toc227662534 2.4、河水引水方式及水处理流程11 HYPERLINK l _Toc227662535 2.5、管道穿越马路的施工12一、工程概况无锡节能环保大厦位于江苏省无锡市，其中A楼的一至三十九层公共部分、B楼电梯厅、C楼全部以及D楼一、二层和地下室餐厅要求夏季制冷冬季采暖。根据采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）的要求，夏天制冷的总冷负

3、荷为：2259kw,冬季采暖的总热负荷为：1372kw。根据现场的实际情况，考虑当地的气候条件以及周围的环境，为了满足空调系统的要求并能够使系统非常稳定的运行，通过对各种空调系统的综合分析，现提供地表水形式水源热泵中央空调、地表水源热泵+锅炉采暖（主要用于1月下旬或二月上旬，湖水温度低于5气候）、全地源热泵三个方案对比。主机采用湖南凌天科技有限公司特制满足特殊水质工况的满液式水源热泵机组和地源热泵机组。二、空调系统设计详情2.1、设计依据1、设计规范A 采暖通风与空气调节设计规范（GB50019-2003）B 通风与空调工程施工质量验收规范（GB50243-2002）C 地源热泵系统工程技术规

4、范（GB50366-2005）D 民用建筑节能设计标准（JGJ26-95）E 建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）F 民用建筑防火规范（GB50016-2006）G 建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）H 甲方提供图纸及相关地质资料等2、空调设计室内外参数室外气象参数项目夏季冬季大气压强1005.10hPa1025.40hPa室外空气干球温度33.00-5室外空气湿球温度28.6相对湿度86%76%冷水温度255室内设计参数序号建筑用途室内人员密度夏季冬季新风量室内设计温度相对湿度室内设计温度相对湿度1办公室0.1人/26260%22230%30m/（

5、h*人）2餐厅0.4人/25260%22240%20m/（h*人）3商场0.5人/26265%20240%30m/（h*人）4大厅0.15人/26265%20230%12m/（h*人）2.2、空调系统方案的选择本次设计根据当前国家大力提倡的节能环保的原则，本着高效、节能、环保的理念以及降低顾客使用空调的综合费用的信念，通过多方面的比较，结合当地河水水质水温情况拟采用地表水形式水源热泵系统+地源热泵或燃气锅炉混合系统。夏季，地表水温度低于环境大气温度，机组通过冷凝器从地表水中获取冷量，这样可以不用采用冷却塔，将机组的制冷能效比与系统的制冷能效比都得到提高的同时也使系统运行稳定，机组长期运行在有利

6、工况之下；而冬季，地表水温度高于环境大气温度，系统则从地表水中获取热量，(按凌天科技目前已运行的项目,冬季进水温度不低于5,是能够保证机组正常稳定运行,且机组COP值不低于3,根据梁溪河河水的水文资料分析,河水平均水温18.5,最高水温31,从水质和水温完全满足制冷工况;最低水温3,低于5水温时间不超过30天,主要集中在1月下旬和2月上旬,为确保系统万无一失,建设冬采用地表水水源热泵+土壤源热泵(或燃气锅炉系统)混合系统,运行方式为在水温5以上运行地表水水源热泵供暖,在水温低于5度以下运行土壤源热泵(或燃气锅炉),为节省投资,在设计混合系统中用于保证水温低于5时的空调负荷只考滤C栋和D栋,不考

7、虑A栋新风负荷.2.3 系统方案初步设计及对比由于本建筑位于江苏，夏天制冷的总冷负荷为：2259kw,冬季采暖的总热负荷为：1372kw。其中夏季冷源可由梁溪或者地埋管换热器提供。在冬季，为了解决气候条件恶劣，空调系统效果不佳的问题，设计了以下三种方案，并进行了对比。 地表水源热泵+地埋管方案（1）埋管长度计算埋管长度可按如下公式计算：最大放热量Qmax1=建筑冷负荷(1+1/EER) (1) 最大吸热量Qmax2=建筑热负荷(1-1/COP) (2)L=1000Qmax/ql (3)式中：L为埋管换热器总长(m)； ql为最大利用温差的每米换热功率(W/m)，一般由接近实际工况的现场换热试验

8、取得；Qmax为夏季向埋管换热器排放的最大功率与冬季从埋管换热器吸收的最大功率中的较大值(KW)（注：COP为机组制热性能系数，EER为热泵机组制冷性能系数，机组COP值与工况有关，在计算时应考虑地下水温度和末端形式。）这里冬季COP取4，夏季EER取5。埋管系统只考虑保证C、D栋采暖负荷计算，那么埋管承担取热负荷为552kW。工具上式得出L为6572米。那么需要地埋管换热孔70个 ，每孔深100米，有效换热深度95米。间距4.5米，占地1400左右。(2)河水水量分析夏季制冷工况下：q1=Q1/1.163 (t2-t1) 按照5-10温差设计，需水流量约为195-389 m3/h冬季制热工况

9、下：q1=Q1/1.163 (t2-t1) 按照4-6设计温差计算，需水流量约118-80 m3/h（3）机组选型选用LDBL1300一台、LDBL1200M一台供冷采暖。冬季LDBL1300可切换到埋管换热器工作，为C、D栋供暖。由于施工图纸尚未完成，水泵扬程不能确定，所以只能大致选配适当流量的水泵。为了确保埋管内水流为紊流，取流速0.3m/s。（4）主要设备选型如下表：序号名称型号规格数量技术参数备注1水源热泵LDBL13001制冷量：1092KW 输入功率：1082KW制热量：1256KW 输入功率：144.32KW2满液式水源热泵LDBL1200M1制冷量：1014KW 输入功率：83

10、.62KW制热量：1140KW 输入功率：119.12KW3水源循环泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,扬程：38.3m, N=37KW1用1备4水源循环泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,扬程：38.3m, N=37KW1用1备5空调循环泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,扬程：32m, N=30KW1用1备6空调循环泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,扬程：32m, N=30KW1用1备7地埋管循环泵KQL125/320-15/42流量：97m3/h,扬程：32m, N=15KW1用1备8旋流除砂器YLXC-2

11、00II2处理流量：250m3/h9综合水处理器YS350I1处理流量：640860m3/h10部分地埋管6572M制热量：552KW 地表水源热泵+燃气锅炉方案在冬季拟用天然气锅炉代替水源热泵供暖运行一部分时间（可自由调整）。大约30天。原水源热泵主机不变，埋管换热器去掉，换成一台CWNS 0.58-JK-Q锅炉。主要设备选型如下表：序号名称型号规格数量技术参数备注1水源热泵LDBL13001制冷量：1092KW 输入功率：1082KW制热量：1256KW 输入功率：144.32KW2满液式水源热泵LDBL1200M1制冷量：1014KW 输入功率：83.62KW制热量：1140KW 输入功

12、率：119.12KW3水源循环泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,扬程：38.3m, N=37KW1用1备4水源循环泵KQL150/370-37/42流量：225m3/h,扬程：38.3m, N=37KW1用1备5空调循环泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,扬程：32m, N=30KW1用1备6空调循环泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,扬程：32m, N=30KW1用1备7锅炉管循环泵KQL125/320-15/42流量：97m3/h,扬程：32m, N=15KW1用1备8旋流除砂器YLXC-200II2处理流量：250m3/h9综

13、合水处理器YS350I1处理流量：640860m3/h10燃气锅炉CWNS 0.58-JK-Q1制热量：580KW，水流量：100m3/h， 耗气量:60.4Nm3/ h ,功率:1.5KW全地埋管方案根据内公式计算得出：夏季建筑需要向地埋管中释放的热量Q1=2259(1+1/5)=2711KW冬季需要从地埋管中提取的热量Q2=1372(1-1/4)=1029KW通过以上计算可以看出，冬季从地下提取的热量远比夏季向地下释放的热量少。若完全按照埋管方式设计，可能会造成地温差的持续上升，从而可能会影响到系统的安全可靠性。建议按照冬季负荷设计，夏季不足部分用河水或者冷却塔进行辅助调峰。但是，为了更充

14、分的比较方案优劣，这里还是按照埋管方式设计一套方案。按照夏季负荷计算，所需要的埋管长度L=43032米，需要453孔，每孔深100米，每孔有效换热长度95米。按照孔间距4.5米计算，需占地8500平米左右。主要设备选型如下表：序号名称型号规格数量技术参数备注1水源热泵LDBL13001制冷量：1092KW 输入功率：1082KW制热量：1256KW 输入功率：144.32KW2水源热泵LDBL14001制冷量：1198KW 输入功率：120.62KW制热量：1382KW 输入功率：160.32KW3地埋管循环泵KQL200/320-37/4(Z)2流量：245m3/h,扬程：32m, N=37

15、KW1用1备4地埋管循环泵KQL200/320-37/4(Z)2流量：245m3/h,扬程：32m, N=37KW1用1备5空调循环泵KQL150/315-30/42流量：200m3/h,扬程：32m, N=30KW1用1备6空调循环泵KQL150/345-30/42流量：209m3/h,扬程：33m, N=30KW1用1备7综合水处理器YS350I1处理流量：640860m3/h8地埋管43032M制冷量：2259KW 制热量：1372KW2.3.4 方案初投资和运行费用对比方案1 地表水水源热泵+地埋管混合方案初投资序号项目型号数量价格(万元)1空调主机LDBL1300M169.62空调主

16、机LDBL1300159.53水源循环泵KQL150/370-37/422.2924水源循环泵KQL150/370-37/422.2925空调循环泵KQL150/315-30/421.9486空调循环泵KQL150/315-30/421.9487地埋管循环泵KQL125/320-15/421.7978旋流除砂器YLXC-200II21.39综合水处理器YS350I11.510机房阀门、材料1套9511机房安装费66.512室外管材螺旋钢管3259700M3213沉淀池、过滤装置3014室外泵房2015室外安装费2516地埋管6572M198.5合计508.277方案二 地表水水源热泵+燃气锅炉

17、方案序号项目型号数量价格(万元)1空调主机LDBL1300M169.62空调主机LDBL1300159.53水源循环泵KQL150/370-37/422.2925水源循环泵KQL150/370-37/422.2926空调循环泵KQL150/315-30/421.9487空调循环泵KQL150/315-30/421.9488锅炉循环泵KQL125/320-15/421.7979旋流除砂器YLXC-200II21.310综合水处理器YS350I11.511机房阀门、材料1套9512机房安装费66.513室外管材螺旋钢管3259700M3214沉淀池、过滤装置3015室外泵房2016室外安装费251

18、7燃气锅炉CWNS 0.58-JK-Q9.3618燃气安装费1000M350合计470.037方案三 全地埋管方案序号项目型号数量价格(万元)1空调主机LDBL1400165.42空调主机LDBL1300159.53水源循环泵KQL200/320-37/4(Z)22.544水源循环泵KQL200/320-37/4(Z)22.545空调循环泵KQL150/315-30/421.9486空调循环泵KQL150/345-30/421.9487综合水处理器YS350I11.58机房阀门、材料1套959机房安装费66.510地埋管43032M1602.44合计899.326运行费用计算依据：电价0.79

19、8元/kWh天然气费3.3元/立方计算地表水系统能效比夏季5，冬季4（根据工况不同会有所不同,取平均值） 土壤源系统能效比夏季4.5，冬季3.8运行电费=建筑冷（热）负荷/系统能效比电价每日运行小时数运行天数夏季运行120天，冬季运行90天。其中冬季大约有30天切换冷热源到埋管系统或锅炉（时间可以调节）。A,B栋每天运行10小时C栋每天运行24小时D栋每天运行14小时部分地埋管运行费用为：夏季 AB栋电费=1242/50.79810120=23.8万元 C栋电费=432/50.79824120=19.8万元 D栋电费=585/50.79814120=15.7万元冬季 AB栋电费=820/40.

20、7981090=14.7万元条件恶劣切换埋管（时间大约为30天左右） C栋电费=189/3.80.79824(60+30)=8.52万元 D栋电费=363/3.80.79814(60+30)=9.57万元总运行费用约为92.09万元锅炉+水源热泵方案运行费用：夏季 AB栋电费=1242/50.79810120=23.8万元 C栋电费=432/50.79824120=19.8万元 D栋电费=585/50.79814120=15.7万元冬季AB栋电费=820/40.7981090=14.7万元 C栋电费=189/40.7982460=5.4万元 D栋电费=363/40.7981460=6.1万元条

21、件恶劣切换锅炉（时间大约为30天左右，同土壤源热泵系统运行相同） CD栋气费=60.43.32430=14.3万元总运行费用约为99.1万元全地地埋管方案：夏季 AB栋电费=1242/4.50.79810120=26.44万元 C栋电费=432/4.50.79824120=22万元 D栋电费=585/4.50.79814120=17.44万元冬季 AB栋电费=820/3.80.7981090=15.47万元 C栋电费=189/3.80.7982490=8.52万元 D栋电费=363/40.7981490=9.57万元总运行费用约为99.44万元方案一地表水水源热泵+土壤源热泵方案初投资约508.277万元，年运行费用约92.09万元。方案二地表水水源热泵+锅炉方案初投资470.037万元，年运行费用约99.1万元。方案三全地埋管方案初投资899.326万元，年运行费用99.44万元。从上表可知,方案3初投资较大。方案1初投资比方案2增加38.24万元,年运行费用减少7万元,增加投资部份将在伍年半时间内收回投资,另从节能示范方面考虑,方案全部用的是可再生能源,示范意义更大.请业主方综合考虑!2.4 河水引水方式