酒店地源热泵中央空调工程可行性研究报告

1、某商务中心酒店地源热泵中央空调工程可行性研究报告目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc276823578 一、项目概况 PAGEREF _Toc276823578 h 3 HYPERLINK l _Toc276823579 2.气象环境参数及负荷估算 PAGEREF _Toc276823579 h 3 HYPERLINK l _Toc276823582 三、地源系统介绍 PAGEREF _Toc276823582 h 5 HYPERLINK l _Toc276823583 4 、国家对地源热泵空调技术的相关政策 PAGEREF _Toc276823583 h 1

2、1 HYPERLINK l _Toc276823584 五、地源热泵系统与水冷螺杆+锅炉系统对比 PAGEREF _Toc276823584 h 15 HYPERLINK l _Toc276823585 6.经济分析 PAGEREF _Toc276823585 h 18 HYPERLINK l _Toc276823586 1.预计初始投资 PAGEREF _Toc276823586 h 18 HYPERLINK l _Toc276823587 2.预计运营成本 PAGEREF _Toc276823587 h 20 HYPERLINK l _Toc276823588 7.结论 PAGEREF _

3、Toc276823588 h 23 HYPERLINK l _Toc276823589 8 、地源热泵地埋系统介绍： PAGEREF _Toc276823589 h 24 HYPERLINK l _Toc276823590 a土壤温度状态分析及变化规律 PAGEREF _Toc276823590 h 24 HYPERLINK l _Toc276823591 b土源直埋管地源热泵介绍 PAGEREF _Toc276823591 h 24 HYPERLINK l _Toc276823592 丙。室外热交换计算 PAGEREF _Toc276823592 h 25 HYPERLINK l _Toc2

4、76823593 9 、地埋管（土壤换热器）换热系统建设 PAGEREF _Toc276823593 h 29 HYPERLINK l _Toc276823594 十、部分案例介绍 PAGEREF _Toc276823594 h 50项目概况项目为XX洛杉矶商务酒店，位于洛杉矶大道。该建筑由两座塔楼和一个裙楼组成。酒店总建筑面积34866m2及空调面积25546气象环境参数和负荷估算一、地温参数及执行标准该地区地表温度全年保持在18度左右。非常适合作为地源热泵系统的热源和冷源。充分利用这一资源，不仅可以节省大量能源，还可以避免大量燃煤造成的环境污染。 ，可为城市大气污染治理提供可行的思路和途径

5、。执行标准规范公共建筑节能设计标准GB50189-2005地源热泵系统工程技术规范GB50366-2005采暖通风空调设计规范GBJ19-87高层民用建筑防火设计规范GB500-45-95采暖通风空调图纸标准GBJ114-88建筑设计防火规范GBJ16-87建筑物给排水及供热工程施工质量验收规范GB50242-2002通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-2002人防工程设计消防规范GBJ98-87简明空调设计手册业主提供的图纸和资料2 .室外空气计算参数XX地区气候温和湿润，雨量充沛，属于长江下游海洋性温湿气候区。据市气象台统计数据：1985年至1987年年平均降水量为1241.3m

6、m，年平均蒸发量为1290.5mm，年平均相对湿度为79%，年平均气温15.4为，最高气温37.7（1985年7月）；一月平均最低气温-0.83，最低气温-8（1月86三、地质条件XX位于扬子准地台下扬子褶皱带的东端。印支运动（约2.3亿年前）使该区褶皱上升到陆地，发生燕山运动，使地壳进一步褶皱断裂，并伴有强烈的岩浆侵入和火山喷发。白垩纪晚期逐渐平静，该地区的构造骨架基本定型。进入新生代，地壳运动的总趋势是山区缓慢上升，平原地区缓慢下沉，有时还会出现短暂的海侵。 XX地层属江南地层区，区内第四纪沉积物覆盖广泛，以松散碎屑沉积为主，厚度约100 120m，分布广泛，发育完整，岩性岩相复杂多样，连

7、续沉积，明确的顺序。基岩主要出露于西部和南部山区。4. 冷热负荷估算根据公共建筑节能设计标准的要求，公共建筑空调系统的室内设计温度取20冬季，空调室内温度取夏季25。大楼的空调总面积约为25546m2.选择主机时，按107W /方加热，按140W 冬夏季冷热负荷：冬季总计算热负荷为2737KW，夏季总计算冷负荷为3592KW。每栋建筑的具体荷载如下：5、主要空调设备系统核心设备热泵机组为螺杆式地源热泵机组：总冷负荷为3592KW。在这种情况下，可选择两台螺杆式地源热泵机组。单台热泵机组最大制冷量为1796kW，制热量为1976kW。地源系统介绍(1)。系统原理地源热泵系统以岩土体、地下水或地表

8、水为低温热源，地（水）源热由泵机组、地热能交换系统和室内系统组成的供暖和空调系统。一种利用储存在地球上的太阳能作为冷热源进行能量转换的供暖、制冷和空调系统。它利用地下常温土壤或地下水相对稳定的温度。A. 夏季降温模式地下恒温区18的低品位地热能通过地源热泵主机左右提升为高品位冷源7热热热冷冷热热热冷夏 季热交换示意图意图B. 冬季取暖方式通过地源热泵主机提升地下恒温区周围夏季储存的能量。1445各功能区的地热管道可连续保持各区域适宜的温度。 暖冷暖暖 暖暖暖冬 季冷冷(2)。系统特点：1. 可再生性：地源热泵系统是利用储存在地球上的太阳能作为冷热源进行能量转换的制热、制冷和空调系统。地源热泵采

9、用一种使用清洁和可再生能源的技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能，是人类每年使用量的500多倍（地下水体通过土壤间接接收太阳辐射能） ;它也是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然保持着能量接收和发射的相对平衡。地源热泵系统技术的成功，使得利用其中储存的近乎无限的太阳能或地能成为现实。2、高效节能：水源热泵机组利用冬季土壤或水温为12 -22，温度高于环境空气温度，提高了热泵循环的蒸发温度，也提高了能效比；夏季土壤或水温为18 -32，且温度低于环境空气温度，制冷系统的冷凝温度降低，冷却效果优于风冷和冷却塔式，机组效率大大提高，可节省30-40%3

10、、另外，本空调不会破坏臭氧层。使用过程中不排放，不消耗、不破坏、不影响水资源。据测算，如果安装40万台地源热泵，与使用“化石能源”相比，相当于减少温室气体排放100万吨，减少50万辆汽车的污染物排放。热泵空调在每个房间都有独立的能量分配器，可以自主调节温度。中国地热资源丰富，发展空间巨大。我国是一个以中低温地热资源为主的国家。近10年来，地热能直接利用以每年10%的速度增长。地源热泵是一项值得推广的可再生能源利用技术。地热不仅存在于地壳深处或可开采的温泉中，还存在于地表浅层的“恒温层”中。四、 “地热空调”市场现状早在1950年代，地源热泵就在北欧国家使用，并在1970年代石油危机期间在西方世

11、界得到推广。目前，美国已经安装了40万台地热空调。 1998年，美国商业建筑地源热泵系统占空调总量的19%，该技术在新建建筑中的应用率高达30%。美国能源部计划在未来几年内实现每年 400,000 台地源热泵的目标。在中国，自1990年代以来，地热直接利用出现热潮，特别是在高纬度寒冷的三北（东北、华北、西北）地区，地热供暖的发展力度加大。这项工作的开展，不仅减少了大量有害物质的排放，而且取得了明显的经济效益。此外，北京、天津、西安等地目前正在利用热泵技术等形式开展示范工程并逐步推广。东南沿海地区在发展旅游业的同时，利用地热进行降温和干燥。需要特别指出的是，随着热泵技术的发展和采用，中低温热水在

12、国内正朝着规模化、产业化方向健康发展，势头强劲。特别是在北京，为了保护环境和2008年的“绿色奥运”，地热能作为一种“绿色”能源将得到更广泛的应用。5 、“地热空调”节能省钱对于普通居民来说，地热空调和普通家用空调谁更划算？地热空调的运行成本比中央空调低近一半。包括初期投资，四五年后两者的总成本是一样的。如果选择土质松软、靠近河湖（地下水丰富）的地方，地热空调的安装和运行成本会大大降低。在设备投资方面，地源热泵聚乙烯换热管可埋设50年。该空调结构简单，运转部件少。 20年无需维护。6 、现在能源已经成为经济发展的“指南针”。国际能源专家普遍认为，新能源和可再生能源将在21世纪得到快速发展。我国

13、地热资源丰富，应抓住机遇，加快地热能开发，为我国可持续发展和环境保护作出积极贡献。（三）地源热泵系统技术1、地源热泵技术又称地源热泵技术，是一种先进的高效、节能、无污染、低成本的利用能源的供暖系统。在浅层常温土壤中作为能量。一种还可以制冷的新型空调技术。地热热泵技术是利用地下常温土壤或地下水相对稳定的温度，通过管道系统或埋在建筑物周围的地下水与建筑物内部完成热交换的装置。完全不需要任何人工热源，完全替代锅炉或市政管网、中央空调系统等传统供暖方式。冬季代替锅炉从土壤中提取热量，为建筑物供暖；在夏季，它取代了普通的空调，从土壤中排出热量，为建筑物降温。同时还可以供应生活热水，被称为21世纪的“绿色

14、空调技术”。 2 、目前国际上有两种地源热泵技术路线：土壤-气地源热泵技术和水-水地源热泵技术。土壤-气地源热泵技术以美国技术为代表。水-水地源热泵技术以北欧技术为代表。两者的区别在于前者从浅层土壤或地下水中取热或放热，通过分散在各个房间的地源热泵机组直接将其转化为热空气或冷空气供房间供暖或制冷。后者是从地下水中获取热量或向其排放热量，通过热泵机组将其转化为热水或冷水，然后通过布置在每个房间的风机盘管机组将其转化为热空气或冷空气进行加热或冷却房间。由于美国的土壤-空气型地源热泵技术，可以不使用地下水，通过将垂直管道、水平管道或抛管埋入地表水直接从浅层土壤中提取热量或向其排放热量。不受地下水开采

15、限制，推广范围更大、更灵活。此外，由于美国技术减少了将地热热转化为冷热水的过程，其热损失减少，能源效率更高，供暖和制冷运行成本更低。 3、地热泵技术具有温室气体减排明显、应用领域广泛的特点。由于地热泵供暖70%以上的能量来自于土壤中的能量，而只有不到30%的能量来自于电力，所以冬季用它代替采暖锅炉至少可以减少温室气体排放量70%。如果能够大规模推广，可以显着减少温室气体排放。此外，土壤-空气地热泵技术使用的能量是常温下土壤中的能量，不需要专门的地热场或地下热水。只要有足够的浅层土壤（-3.5土壤或地下水以上）进行热交换，就可以满足地热泵所要求的技术条件。中国城市约有30-50%的建筑有这种情况

16、，可以使用地源热泵。从气候带来看，从寒冷的黑龙江到炎热的海南岛都可以使用。世界上绝大多数国家也具备应用地热热泵技术的条件。同时它不消耗或污染地下水。使用地下水时，地热泵仅将热量排放或吸收到水中，不使用水。4.地热热泵使用可再生能源，永不枯竭地热泵在室温下从浅层土壤中获取热量或向其排放热量。浅层土壤的热能来源于取之不尽的太阳能，是一种可再生能源。因此，在使用地热泵时，其土壤热源可以不断补充和利用，不存在资源枯竭的问题。 5.高效节能，运行成本低 采暖时，地热泵技术可以将土壤中的能量“携带”到室内，其能量70%以上来自土壤，采暖系数高达3.5-5，而锅炉仅为0.7 -0。 9、比锅炉可节省70%以

17、上能源和40%60%的运行费用；制冷时比普通空调节能40%50%，运行成本降低40%以上。高节能、低运行成本为商业推广创造了条件。 6、地热热泵在欧美是一项非常成熟且完全商业化的技术在美国、加拿大和北欧国家和地区，地热泵技术得到广泛应用，推广速度以每年15%的速度递增。一套完整的工业系统。国际地热泵协会（IGSHPA）和美国地热泵协会（GHPC）已经成立，并已全面商业化。 7 、地热热泵技术可实现分户计量分期投资，无需室外机由于地源热泵分布在每个家庭或每个房间，它与普通家用空调一样实现了单独的用电计量，克服了锅炉供暖和中央空调制冷的分户计量问题。由于采用分散安装方式，可以分期分批投资，解决了中

18、央空调必须一次性投资到位的要求，降低了融资成本。地源热泵空调没有室外机和冷却塔，建筑立面更干净、更美观。地源热泵空调技术国家政策一、国家大力倡导和鼓励开发利用可再生、可持续的能源地热能，先后出台了一系列法规和政策。随着地球上不可再生能源（煤、石油、天然气）的不断消耗，充分开发利用地下土壤中蕴含的巨大低品位热源这一可再生清洁能源正变得越来越重要。并且更受欢迎。专注于。我国的可再生能源，特别是地下土壤中蕴含的能源，具有很大的开发利用潜力。二、加快建设资源节约型、环境友好型社会是新形势下党中央、国务院作出的重大战略决策，建设节能建筑是全社会的重要举措社会实施这一战略决策。深入开展节约型社会建设，不仅

19、可以促进资源节约，降低建设成本，在社会上发挥示范引领作用，还可以帮助广大群众树立节能环保意识，掌握节能环保技能，对我国经济社会发展产生影响。影响深远。节能节水工作是建设节约型社会的重要内容之一。加强节能节水工作，将有力推动人类节约型社会建设全面发展。根据住建部、教育部建科200890号文件精神。高校应根据能耗统计和能源审计，针对现有高耗能建筑的围护结构、中央空调、采暖、照明、电气设备等，根据建筑特点和能耗的不同，进行节能改造。消费类型。 ，系统诊断分析用电设备和配电系统，安装节电设备，实现用电系统的整体优化，提高用电效率。积极采用节水系统、节水器具和设备，合理利用非传统水源。充分利用自然资源和

20、可再生能源，积极推广利用浅层热泵和新能源，扩大可再生能源利用。有利于推进我国循环经济和可持续发展战略进程。三、具体规定：中华人民共和国节约能源法第四条规定“国家鼓励开发利用新能源和可再生能源”，地源热泵使用的地热能源属于可再生能源活力。、建设部民用建筑节能管理条例第四条规定：“国家鼓励发展太阳能、地热能等可再生能源应用技术和设备。”3、国家经贸委2000-2015年新能源和可再生能源产业发展规划重点指出：“积极推广地热供暖和地热发电技术”、“加快地源引进和发展热泵技术，加快国产化。大力发展地热采暖市场，到2005年、2010年和2015年，地热采暖面积分别达到1500万、2250万和3000万

21、平方米。积极推进地热综合利用。”住宅建筑节能设计标准（JGJ134-2001、J116-2001）条款：6.0.7有地下水资源（如河流、湖泊等），具备条件时，住宅建筑的供暖和空调设备应采用地源热泵。采用地下水作为水源时，要保证有补给措施，保证水源不受污染，并应符合当地有关规定；当地热源热泵机组地埋管有可用土壤面积时，宜采用地埋管式地热源。热泵。 住宅建筑节能设计标准（JGJ 75-2003）夏热冬暖地区河流、湖泊和海水、地下水、废水等的应用。至于地热源（地耦合）热泵，原则上也是水源热泵的一种。时间）并将热量（在冷却过程中）排入土壤。与空气源热泵相比，它的优点是出力稳定，效率高，当然也不存在除霜

22、问题。当地下水、河湖水等水资源或土壤热源可用时，可大大降低运行成本。但是，水源热泵必须有水系统。使用水井获取地下水的，必须保证有（真正的）补给措施，保证水源不被污染，并且必须符合当地环保部门的有关规定。否则会造成水资源保护和环境问题。如果建筑物附近有一定面积的土壤可以用特殊的塑料管（水平开槽或垂直钻孔）进行埋设，则可以使用地热源热泵机组，将土壤作为热源和散热器。换热水能效比高，有利于环境保护。六、建设部建筑节能“十一五”规划纲要明确指出，“十五”期间建筑节能的重点之一是：“大力推进利用太阳能、河水、湖水、海水和地下能源等可再生能源。施工中使用。、建设部建筑节能“十五”规划纲要拟实施的18个科技

23、项目中的第13项指出：“地源热能开发与工程应用泵与水源热泵技术体系”。8、2005年国家发展改革委办公厅关于“组织实施可再生能源和新能源高新技术产业化专项”的通知（发改办高济2005509号） 、专项项目主要内容（三）列出：“太阳能采暖和地源热泵采暖（制冷）。开展新型太阳能热水器和地源热泵系统产业化。包括高可靠性新型真空管集热器、大型区域中高温太阳能热水系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及其配套系统。9 2005年11月3010 、 地下水空调技术：利用地热供暖供暖，根据全国各地的实际经验，证明在经济上是可行的。同时，地热采暖可以获得以下更大的社会效益和经济效益：(1) 节省大量常规能源

24、煤、石油、天然气或电力。根据京津地区的气候条件，如果采用地热供暖，相当于每户冬季每户节约原煤2.6吨，可大大缓解煤炭供应紧张的局面；（二）改善环境，消除小型燃煤灶具的污染源；（3）改善煤炭、矿渣等垃圾运输造成的运输紧张；（4）减少堆煤占用空间，采用地热采暖，生活更加舒适，卫生条件也得到改善。11. 高层建筑空调设计 p. 231：总则来说，10m深层土壤温度相当于该地区的年平均温度。因此，在室外温度很低的日子里，土壤温度远高于空气温度，当土壤作为热泵的热源时，热泵的性能还是会相当不错的。一些项目采用将地下管道埋入土壤中的方法来节约能源。12. 采暖、通风和空调设计规范，第 12页。 79：夏热

25、冬冷地区、干旱缺水地区的中小型建筑，可采用空气源热泵或地下埋地地源热泵冷（热）水机组。冷却、加热；在有天然水等资源条件下，可采用水源热泵冷（热水）机组供冷供暖；空调全年进行，每个房间或区域的负荷特性差异较大，当需要长时间同时为建筑物供暖和制冷时，经过技术经济比较，水环热泵空调系统可用于制冷和制热。 ;13 、公共建筑节能设计标准条款5.4.2：当有天然水资源或地热源时，应采用水（地）源热泵进行冷热技术。第5.3.11条内部面积大、常年余热量大的办公和商业建筑，应当采用水环热泵空调系统。地源热泵系统与水冷螺杆+锅炉空调系统对比项目地源热泵系统水冷螺杆+锅炉空调系统工程建设连接循环水管和电缆后即可

26、投入使用。由于管径小，可以直接使用镀锌钢管、PVC或PPR管，管道连接非常简单，不需要焊接。管路压力非常小，可以完全避免泄漏。锅炉需要考虑天然气等燃料的接入应用，必须设置独立的锅炉房。系统控制机组所有运行状态均可在室内进行监控，可对机组进行集中监控。冷热源切换只能手动切换运营效率1、制冷效率：5.62、制冷效率：4.6冷却效率：4.72、加热效率：小于0.8环保无污染物排放需要排放大量CO、CO2等废气防锈、防腐蚀机组外壳及内部钢件采用225克重型镀锌钢，每平方米镀锌重量大于机组，具有优良的防锈防腐性能。设计使用寿命为20内腔温度高，内腔材料易老化，设计使用寿命小于10年。管理和维护系统可靠性

27、高：水源热泵系统的空调循环水管采用镀锌钢管、PVC或PPR管连接。每个支管和主管都可以通过阀门进行切换，方便维护，无需停止整个系统的运行。该系统易于改造。当写字楼的布局发生变化时，可以快速改变空调布局以适应新的布局。维修保养方便，普通水管工即可胜任。维护和大修很复杂，需要经过专门培训的专业人员。设备必须三班倒。一项投资高的更高电脑室使用水-水机组时，需要小机房，面积小；使用水气吊装空调不需要专门的机房空调房和锅炉房需分开设置，有效面积临时使用使用寿命使用寿命最长，可达 35,000 小时及以上总则在17000小时以内特别适用范围有一定面积的土地，或有湖泊、河流、池塘等水源，或地下水资源丰富的地

28、区无特殊要求2经济分析初始投资估算地源热泵系统初步投资估算：室内部分约900万元，室外打井部分约400万元，合计约1400万元；水冷螺杆+锅炉系统初步投资概算：水冷螺杆系统约900万元，锅炉系统80万元，锅炉房建设费用约20万元，合计约1000万元。预计运行成本 设计冷负荷：约309万大卡/小时（3592kW）设计热负荷：约235万大卡/小时（ 2733千瓦）设计生活热水：55度热水约50吨。建筑用途：酒店制冷运行时间：6-9月全天24小时，每月30天，全年制冷2880小时；采暖运行时间从12月到次年3月，每天24小时，每月30天；全年供暖2880小时。机器一年总制冷量： 3592 2880=

29、10344960kw一年机器总供热能力： 2733 2880=7986240kw一年生活热水总消耗量：50吨365天=18250吨比较方法：年总耗电量和年总COP值比较（用机器一年的冷热总容量除以当年的总耗电量和总能耗）进行比较(1) 地源热泵系统运行费用概算地源系统制冷的EER值：5.61制热的COP值：4.66主机一年制冷总耗电量：10344960kw 5.61= 1844021kwh主机加热一年总耗电量：7986240kw 4.66= 1713785kwh室内风机、水泵启停率为70%室内风机盘管耗电量：0.096 kw790台70%2880h2= 305786 kwh使用侧循环水泵耗电量

30、：45kw1台70%2880h2= 181440 kwh热源侧循环水泵耗电量：37kw1台70%2880h2= 149184 kwh生活热水生产电耗（夏季热回收）：（18250吨-6000吨）10千瓦时/吨=122500千瓦时总计：4206446kwh（电费1元/kWh：4206446元）（2）水冷螺杆机+锅炉系统预计运行成本水冷系统EER值：制冷时4.7，制热时COP值：0.8天然气热值为8500 kcal/m 3 ，天然气锅炉效率按80%计算，单价2.5元/m 3主机制冷一年总耗电量：10344960kw4.7=2201055kwh主机加热一年总耗气量：7986240kwx8608500

31、kcal/m30.8=1010024m一年的天然气成本为： 1010024m3x2.5元/m3=2525060一年生活热水生产用气量：18250吨40000大卡/吨8500大卡/立方米0.8=107352一年的天然气成本为： 107352m3x2.5室内风机、水泵启停率为70%室内风机盘管耗电量：0.096 kw790台70%2880h2= 305786 kwh使用侧循环水泵耗电量：45kw1台70%2880h2= 181440 kwh冷却水循环泵耗电量：37kw1台70%2880h2= 149184 kwh冷却塔耗电量：11kw2台70%2880h2= 88704 kwh锅炉房工人工资：2万

32、元/年3人=6万元合计：电费2926169kwh（电费1元/kWh：2926169元），天然气费：2793442元，工人工资60000元，合计5779611元注：1、以上为空调满负荷使用时的预估值。如果入住率是50%，可以在上面的数据上乘以50%。(3) 两种方案的运营成本比较年营业费对照表项目地源热泵水冷螺杆+锅炉系统系统年运行成本（万元）42064465779611每年节约成本（万元）1573165(4) 两种方案十年总费用比较十年总成本对照表项目地源热泵水冷螺杆+锅炉系统系统初期投资（万元）14001000系统年运行成本（万元）420.6446577.9611十年总成本（万元）4206.

33、4465779.611十年节约成本（万元）15731650从经济性分析来看，地源热泵系统的初始投资高于水冷螺杆+锅炉系统，但其运行成本远低于水冷螺杆+锅炉系统。系统运行十年，项目效益显着。综上所述1 随着人类社会的进步和发展，越来越多的理论研究和实证分析表明，可持续的经济增长需要可持续能源输出的支持。然而，煤炭、石油、天然气等传统化石能源的局限性，却一再为人类敲响警钟。当前，节能环保是国内外国家发展的重要目标。我们党和国家也提出建设资源节约型、环境友好型社会的要求，鼓励发展可再生能源。由于地源热泵技术是国内外节约资源、充分利用可再生能源、改善环境的重要建筑节能技术之一，各国都在大力推广和应用该

34、技术。采暖工程采用地源热泵技术，可以大大降低采暖的燃料消耗，在节能的同时，也大大减少了燃烧化石燃料造成的CO 2等温室气体和污染物的排放。地源热泵设备 安装使用比较简单，可直接安装在建筑物内部的热泵房内，减少了城市供热管网的建设，对城市原有道路无破坏性.2 从以上分析可以看出，从初期投资、运行成本、使用寿命和稳定性的综合比较可以看出，使用地源热泵系统具有很大的优势；源热泵系统的成本最低。地源热泵系统具有节能、性能稳定的优点。不受区域地质和自然环境限制，可在气候适宜的江南地区冬夏共用，无需锅炉设备、水源、埋地管道等辅助冷（热）源系统，这符合中国的南方地理 HYPERLINK /dili/ t _

35、blank 。夏季地源热泵的制冷效果比冷却塔好，较低的风速也能满意地降低噪音；冬季，地源热泵采用宽带小温差传热设计，对低品位热源的吸收能力高于窄带空气源。热泵换热器结霜温度下降5 6，结霜概率降低85%。在负环境温度运行过程中，设计了喷雾防霜系统和旋风汽液分离降噪系统，有效控制对环境的污染。因此，我们认为使用地源热泵系统是最好的解决方案，推荐使用。地源热泵地埋系统介绍：a土壤温度状态分析及变化规律1、原土温度状况分析。土壤环境温度状态是指土壤温度随时间和空间的变化，是土壤热平衡和土壤热状态的反映。可以计算或测量未受干扰的土壤温度。地表以下的土壤温度5m基本不受地温波动的影响，保持一个恒定值。已

36、有研究表明，10m地表深度附近的土壤温度在大多数情况下比年平均温度高111倍2，不存在季节性波动。它与平均温度的偏差0.3m仅在地下1.52.土壤温度的变化规律。受地温波动影响，土壤温度有两个周期性变化：（1）土壤温度变化； (2)年土壤温度变化。土壤温度的年变化是指一年中各个月份的温度变化。达到相当深度后，土壤温度全年保持恒定。这种常年恒温的土层出现在高纬度地区20m和中纬度地区15 20m b土源直埋管地源热泵简介1、地源热泵近年来在节能环保空调技术中得到广泛应用。热泵的效率取决于冷（热）源的来源。土壤是热泵的良好热源，具有一定的储能能力。2、土源直埋管地源热泵优势：运行维护成本低，占地面

37、积小，冬季无需辅助热源，无污染，节能效果明显。三、原则：土源垂直埋管地下换热器采用双管垂直埋管换热系统，即在地下室、周边绿地、道路等可利用的地方钻出地面耦合管孔，一对U-形状的地面埋在每个孔中。耦合管，所有地面耦合管通过集水器收集，收集的冷热水通过循环泵泵送到室内地源热泵机组，经过能量交换后返回地源侧水分离器并分流回地下管线；在冬季，室内采暖是通过从地下土壤中获取热量来实现的。这种重复循环使用天然可再生能源。系统稳定，不消耗地下水，不会污染地下水。c、室外传热计算竖直埋管长度设计公式计算垂直埋管换热器计算的基础是单个埋管的传热分析。在多个钻孔的情况下，可以利用叠加原理在单个钻孔的基础上进行扩展

38、。进行如下操作：1、流体到管道内壁的对流换热热阻2、U型埋管壁热阻3、钻封材料的耐热性4.地层的热阻，即从孔壁到无穷大的热阻N个平行钻孔（U型管）成簇的地热换热器地层热阻是短期连续脉冲负荷引起的附加热阻，运行份额是考虑热泵间歇运行的影响,采暖运行份额F h = 采暖季热泵运行小时数/（采暖季天数24）制冷运行份额F c = 制冷季节热泵运行小时数/（制冷季节天数24）或者当运行时间取1个月时供热运行份额F h = 最冷月运行小时数/（最冷月天数24）制冷运行份额F c = 最热月运行小时数/（最热月天数24）在哪里：结合多年地源热泵设计和施工经验，土壤换热器形式设置如下：土壤耦合器采用单井单U

39、型埋管，钻孔直径110；考虑井间相互热干扰，埋管间距为4m* 4m；水平管连接方式同过程连接；钻孔深度根据工程地质条件确定，可根据实际钻孔条件进行调整；d 地耦合换热器计算1、热交换计算冬季和夏季地下热交换分别是指夏季散发到土壤的热量和冬季从土壤吸收的热量。可根据下式计算（制冷时COP=5.0）：Q 1, = Q1 x (1+ ) Q 2, = Q2 x (1- )其中： Q 1: 夏季释放到土壤的热量，Q1：夏季设计总冷负荷，KWQ 2：冬季土壤吸收热量，Q2：冬季总设计冷负荷，KWCOP1：设计工况下水源热泵机组的制冷系数COP2：设计工况下水源热泵机组供热系数2.计算埋管长度地下换热器长

40、度的确定除了确定系统布局和管道材料外，还需要当地土壤技术数据，如地下温度、传热系数等。根据我们掌握的实际工程经验，我们可以利用管道的“传热能力”来检查管道长度。热交换量是单位垂直埋管深度或单位管长的热交换量。总则垂直埋管换热为60110W/m（井深），或3055W/m（管长），水平埋管为20W/m（井深）。 40W/m（管长）左右。本工程设计取传热能力下限，即30W/m。具体计算公式如下： 其中竖井埋管总长度，m， 夏季向土壤释放的热量，kW分母“30”为夏季每米管长的散热量，W/m这是： 3、埋管数量的计算：（1）软件设计后根据埋孔数量检查计算如下：根据上式，计算打孔的数量：Q 1= Q1

41、x (1+ )=9913 (1+ )=11895.6(kw)=11895.6100030=396520(m)3965202100=1982.6；取整数，打孔数为1983；(2)确定轴的个数和间距大部分竖井深度为50-100m。我们参考地质资料，90其中竖井总数， 竖井埋管总长度，m， 竖井深度，m。分母“2”是考虑到井筒内埋管长度约等于井筒深度的24、土壤耦合器的材料选择1）考虑到土壤换热器是地源热泵系统深埋地下的关键换热设备，其性能对系统的性能和寿命有重大影响，本方案设计具有良好的化学稳定、耐腐蚀、导热系数大、流动性低、热膨胀性好的高密度聚乙烯（HDPE100）管材用作埋管材料。2）在实际工

42、程中确定管径，必须满足两个要求：（1）管子要足够大，以保持最小的传输功率（管子的阻力最小）； (2)管道应足够小，以保持管道内的湍流(流体流动)。雷诺数 Re 高于 3,000) 以确保流体与管道内壁之间的热传递。显然，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。垂直 U 形管的常见直径有 De 25mm、 De32mm和 De 40mm。本工程竖直埋管为De32x 2.9mm。内部流量：单U控制在0.6 -1.0m/s；3）在整个地埋管连接管路系统中安装总管和支管系统，并安装调节阀调节换热液的流量。垂直钻孔将连接到可以适应流量变化的歧管。通过以上工艺方法，可以实现和保证所有换热管内循环介质的平衡、均

43、等流动和换热，地下管道系统采用相同的管道设计。4）水平管线在地下2米，保证不影响地面绿化和道路。高程图如图 1 图1 能源井生产高程图埋管（土壤换热器）换热系统建设一、地埋管系统施工程序图片 1 地埋管系统施工流程2、地埋管系统施工流程地埋管系统的施工过程包括以下主要内容：（一）场地平整、测绘线、管孔定位、标桩编号；（2）钻机进场安装、水源和电源的连接、泥浆槽、泥浆池（或砌筑）的开挖、试钻和调整；(3) 钻孔、钻孔倾角测量、钻孔记录、泥浆清除和现场清理；（4）PE管入口检验、冲洗和水压试验、检验和试验记录、垂直PE管组号和标识；（5）根据设计需要，部分垂直PE地埋管配备地温测试探头、电缆、组号

44、；(6)泥浆泵和搅拌设备进场，灌浆料进场，确定灌浆料试块配比；（7）垂直PE管设置管夹，手动配合机械下水管，注浆后PE管保压1小时；（8）从钻孔底部，从下往上PE管表面灌浆、密封、护套；（9）全部（或分区）钻孔完成后，平整场地，测量并绘制水平管沟，机械开挖沟渠，将水平PE管支架（必要时）埋入沟渠中，沙垫铺设在沟底。 ;(10)水平PE管铺设在地沟内，垂直PE管与水平PE管电熔连接，环路PE管水压试验，水压试验记录；(11) 回填压实沟内层状砂石；( 12 ) 各环头、分集水器(站)的接驳、试车及试车记录；（ 13 ）地埋管系统与冷藏室的连接情况及试验、试验记录；（ 14 ）地埋管系统运行调试、

45、地源热泵空调系统运行调试、竣工验收。 3. 地埋管选择公称外径粗细（毫米）公称壁厚en(mm)标准尺寸比例特别提款权17特别提款权13.6特别提款权11公称压力PN ( MPa )0.801.001.2532-3.050-4.663-4.75.8(75)9011609.511.814.6(一) 埋地管道应选用化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数高、流阻小、热膨胀系数合理的塑料管材及管件。本工程设计选用高密度聚乙烯PE （ 1.25MPa ）管材是合理的选择。( 2 ) 埋地管道质量应符合国家规定的各项指标，管道公称压力不低于1.25MPa 。( 3 ) 埋管材料应按设计要求的长度成捆、成卷供应，中间

46、不得有机械接头和金属接头。（4）埋地聚乙烯给水管道系统应采用最低要求强度（ MRS ）不小于8.0MPa的聚乙烯混合材料生产的管材和管件。(5)高密度聚乙烯管材（ HDPE 100 ）的公称压力和尺寸应符合下表的要求： 管道的静水压强度应符合下表的要求：序列 不项目环向应力 ( MPa )要求PE80PE100120静压强度（ 100h 9.012.4不破裂，不渗漏280静压强度（ 165h 4.65.5不破裂，不渗漏380静压强度（ 1000h 4.05.0不破裂，不渗漏( 6 ) 热熔、电熔管件应采用与管材同等级的聚乙烯树脂加工成型，管体任意一点的壁厚应大于管材壁厚。对于热熔连接， Dn

47、63采用对接接头， Dn63采用承插接头。( 7 ) 在连接管道和钢管时，使用PE法兰与钢法兰连接。4、管道及管件的现场检查与管理(一) 埋地管道和管件的材料除应符合设计要求外，还应由质检部门生产。 产品质量检验报告和生产厂家产品合格证。( 2 ) 对进入施工现场并投入使用的预制管道和管件，必须一一进行目视检查。 严禁使用合格产品。管道运至施工现场后，应在入库前进行压缩空气压力试验和泄漏检测试验。( 3 ) 管材、管件的存放、搬运、运输时，应轻拿轻放，排列整齐，并使用软带， 吊索或吊索用于装卸货物，不得沿地面抛掷或拖拽。( 4 ) 管材堆放场地应平整，无突出锐边，不宜露天堆放。室内存放应保证通

48、风 不错，室温不宜大于 40( 5 ) 管材、管件在露天短时间堆放时，应用彩条覆盖，严禁长时间暴晒。待施工且未及时放入管内或入槽的管道应避免阳光直射，应置于雨篷下或用彩条覆盖，以防止PE管受热变形或老化。( 6 )直管堆垛高度应小于或等于 1.50m，带承口管的承口和承口端应交替存放。 管件应堆放整齐，堆放高度不得超过 2.0m.堆放场地或仓库应配备灭火器和消火栓。（ 7 ）垂直埋管单U管件应在设计规定的埋管长度下，由厂家根据设计要求和材料采购计划提前定制。为了减少埋管接头的数量和可能的设计变更，特别是钻井深度的变化，埋管长度应按设计要求成捆供应。( 8 ) 预制的单U型垂直埋管在下管前应进行

49、水压试验和冲洗。试验后，竖直埋管应注满水，排出空气，保持静压。试验过程中应及时密封端口，防止杂物进入管内。( 9 ) 冬季施工时，气温较低时，应及时排空试压后的埋地管道内的水，以防管道冻结、开裂。( 10 )当室外环境温度低于0此温度时，塑料地埋管的物理力学性能会降低，容易造成地埋管损坏。当室外环境温度较低05.测量放线和管孔定位 施工前，施工单位应当组织有关单位将桩基现场交付施工单位；管道轴线临时标杆和控制桩的设置应便于观察，必须牢固，并采取保护措施。沿井筒位置的临时基准点，每个 200m不得少于一；临时标杆、管轴控制桩、标高桩应经过审核后方可使用。 并应经常检查；施工前应检查与工程相连的现

50、有管道、构筑物等的平面位置和标高。(一) 清理好地面后，即可放出钻孔位置，在设计图上将埋管系统纵横一一排列编号。( 2 ) 以现场建筑基准点和既有建筑为参照物，测量并放线，并在现场一一标注 并确定钻孔位置。根据施工图标注的钻孔位置，使用4040 40mm 木头 对桩进行标记和检查，以确认钻孔位置的准确性。( 3 ) 如发现埋管位置下方有地下管线或构筑物，内容有轻微偏差，可适当调整局部钻孔位置 定位，并及时修正并绘制通过测量放样确定的最终钻孔位置图。然后根据埋管布置图 以及钻孔定位图，最终确定钻孔和水平埋管沟的具体位置以及埋管系统的标高。现场钻井位置图的最终调整应报设计院、监理工程师和业主批准后

51、方可定稿。( 4 ) 当调整局部钻孔位置位移较大时，应及时向现场监理工程师和业主报告，并由设计院重新修改和更改埋管方案。6. 施工前注意事项(一) 地下埋地管道应文明施工，严禁损坏其他地下管线、电缆、地下构筑物或文物。打开 挖沟遇到管道、电缆、地下构筑物或文物时，应停止施工并采取防护措施，并 与相关部门协调。处理完成后，业主或监理工程师将发出复工令。( 2 ) 埋地管道系统安装完成后，应在总平面图上标出埋地管道区域，并做好管道标志或指示。 ，并在该领域使用两个永久目标进行定位。不内容种植树木、灌木、花园等 标识。( 3 ) 施工前，施工人员应了解扩建大厅建筑物的结构和结构形式，处理埋管现场的施

52、工工作。 应研究项目的地质条件和地质剖面，应特别注意是否有地下管道或构筑物，以确定 钻机型号及调整埋管布置，根据埋管布置确定钻孔的具体位置及系统各条管线 海拔。了解周边环境，初步选择并确定现场2 3个永久性定位目标。( 4 ) 了解埋地管场内现有地下管线及其他地下构筑物的功能和准确位置，清理地面杂物。 清除杂物和浮土，清除地面杂草，平整地面。( 5 ) 施工前还应做好以下准备工作：1)施工图及其他相关技术文件齐全，经图纸联合评审同意，并经设计单位技术公开。2）施工现场水、电、堆料场、仓库等临时设施能满足正常施工需要。 根据施工需要，在施工现场设置遮阳篷和加工场地。3)施工材料通过外观质量检验，

53、管材、管件齐全，并通过连接检验。建造 机床和施工力量可以保证正常施工。4)施工人员接受过相关安装技能培训、施工操作指导培训、技术及施工安全交底。 7. 钻机安装(一) 将塔式底盘定位在钻孔点，用水平仪将底盘水平和垂直水平调平。平整度应 0.5mm/m 。底盘定位好后，安装塔架立杆，用铅锤和尺子测量塔架垂直度，确保塔架垂直。 垂直杆是垂直的。( 2 ) 安装钻机头、钻机提升装置和钻头水（泥）等辅助装置，连接钻机和辅助装置 连接电力和水管，并测试每个设备以确定旋转方向。( 3 ) 检查每台钻机的电力电缆和照明线路的绝缘是否良好。现场应配备施工人员专用的电源控制箱，并有专人看管。电源控制箱到钻机的电

54、源线应架空敷设，不准在地上随意拉扯。 不内容躺在水面或泥土上。( 4 ) 根据需要在每台钻机旁挖泥沟，使其流入泥浆池。( 5 ) 钻机移位或就位时，应保证钻机钻杆的垂直度，防止钻机垂直偏斜损坏埋地管道。8、钻孔施工( 1 )在确定要钻的两个孔之间挖1500 1000 1000mm 泥浆池，位于埋管开槽方向两侧 孔间主要用作钻孔中防止孔塌陷时挡泥墙的设置，也可用作孔内钻机。 施工过程中，水循环载体不会外流，保证施工现场的清洁。( 2 ) 钻孔前现场布线应根据施工图轴线确定钻孔位置，保证钻孔点误差小于 50mm，并平整钻井现场。( 3 ) 在钻孔之前，必须从头到尾检查设备。检查内容包括：确认转向无

55、误，重新新检查塔架和立杆的水平和垂直度。确认无异常后，方可开始钻孔。( 4 ) 钻进过程中，根据地下地质条件、地下管线铺设情况及现场土层热性能测试结果 因此，适当调整钻孔的深度、数量和位置，使其达到设计要求，减少钻井、走管和封井。 很难减少对现有地下结构的影响。( 5 ) 钻孔过程中，安排专业质检员随时检查钻孔位置，确保管孔位置及钻孔的正确性 下垂，避免返工并保留检查记录。如发现偏差超过标准要求，应及时纠正。 钻机垂直偏差的新定位或调整。( 6 ) 钻井过程中产生的土方或泥浆应堆放或组织排放，每次钻井完成后及时处理。 干净的。( 7 ) 在钻孔过程中，为了避免管孔塌陷，在钻孔过程中注入泥浆，使

56、泥浆凝结在穿孔的孔壁上。 坚固的挡土墙以防止倒塌。如果在孔即将完成时孔塌，孔深不够，应浇注较高的浓度。 大泥浆要再钻。注浆时，注入砂浆浓度应大于通常浓度，以加强管孔内壁。( 8 ) 钻孔完成后，应尽快将埋管放入钻孔中，试验合格后高于地面。 300mm 喷嘴 用管头密封，避免埋管堵塞。用注浆泵将砂浆倒入孔内，避免孔壁与埋管壁之间渗漏。 现有空隙影响热交换。( 9 ) 钻完管孔后，检查管孔深度和钻孔质量，并做好。全部钻孔完成后，对隐蔽工程进行备案，并报监理工程师验收。9、 垂直埋管测试和冲洗(一) 本工程地埋管水系统设计规定试验压力为 1.0 MPa ，不得用气压代替水压试验。（ 2 ）垂直埋管（

57、单U型）按设计要求和设计规定的埋管长度成束（卷）供应现场后， 应先进行压缩空气压力试验和泄漏检测试验，然后进行水冲洗和水压试验。( 3 ) 水压试验和冲洗步骤详见“十一、地埋管系统试验。( 4 )灌浆完毕后继续保压1h 。( 5 ) 管道试验合格后，应保持压力，并密封管端，防止杂物进入管道。( 6 ) 试压后，对每组埋地管道进行分组编号，并在管端做标记以供识别。10、竖埋法经验表明，竖直埋管有两个问题必须特别注意：一是钻孔后钻孔内有大量积水，水的浮力会使管道运行困难。管道。 其次，由于钻孔内有泥沙沉积，设计钻孔深度与实际深度可能不一致，影响U型管的安装。垂直PE管的埋设方式主要有人工下管、机械

58、下管和重物下管三种方式。埋管深度已经达到80m，按照以往的经验，人工下管会很困难。为保证下管施工进度，决定采用人工和机械下管的方法，即11、下水管注意事项(一) 注浆管与地埋管材质相同，规格为dn 32。为保证U型管顺利、安全插入孔底，孔径应适当，并采取固化措施必要时应取孔壁。( 2 ) 为此，埋管立式换热器的装配应与钻孔相配合，即在每一个孔钻孔和孔壁固化之前，应 立即将预装好的U 型管换热器安装到竖井中，并用导管从下到上灌浆。( 3 ) 下管时，注浆管和U型管应同时插入孔内直至孔底。防止钻孔进水导致U管脱落 它从孔底浮上来，达不到预定的埋深。( 4 ) U型管应注满水并保持静压。一是可以增加

59、自重，降低下管过程中的浮力；二是可以在下管过程中随时检查管道的密封性和是否有泄漏。( 5 ) 埋深超过 40m 灌浆回填完成后，应在周围相邻钻孔进行钻孔。12、落水管施工技术(一) 垂直埋管采用机械下管方式。（ 2 ） U型管头部装有保护装置，防止管子下降时损坏（见图5 ）。( 3 ) 单根U型埋管的两根管子之间 2m4m 用20 50 100的聚苯板隔开（用胶带缠绕），避免支管间热量回流，影响换热效果。不仅可以隔热，还可以起到管卡的作用( 4 ) 当钻孔并且孔壁已经固化时，应立即将管道向下运行。因为钻孔时间不宜过长，否则可能存在管孔局部堵塞，孔底泥浆沉积可能导致下管困难。( 5 ) 下降管子

60、的速度要均匀，以防止下降过程中损坏塑料管。( 6 ) 必须有措施保证PE管在下降时不会扭曲变形。( 7 )下管时，应将灌浆管和U型管一起插入孔内，直至孔底。 U型管的长度应略长于孔的深度， 这样它就可以暴露在地面上 300mm，方便后续施工。( 8 )垂直U型管就位后，应将下管钻杆吊起。在吊杆过程中，应防止U型管上浮。 浮子立即采取措施将其固定到位，确保下管就位。( 9 )垂直U型管安装完毕后，应及时对管子进行试压和验收，试验合格后应立即灌浆回填孔。（ 10 ）试压时如发现压力不能稳定，必须及时将管道拔出，重新埋入已通过试压的管道，分析事故原因，并提出整改措施。确认U型管无渗漏后，即可封孔。1