地源熱泵技術介紹_

1、地源熱泵 地源熱泵的利用是國土資源部大力推廣的一種新型環(huán)保、節(jié)能技術，具有再生、清潔、安全、高效的特點。 地源熱泵系統(tǒng)的利用分地埋管地熱源系統(tǒng)、地下水地熱源系統(tǒng)和地表水地熱源系統(tǒng)。 1.地埋管地熱源系統(tǒng)，不受水源條件的制約，利用了地下土壤巨大的蓄熱蓄冷能力,冬季地源把熱量從地下土壤中轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),夏季再把地下的冷量轉(zhuǎn)移到建筑物內(nèi),一個年度形成一個冷熱循環(huán).是最具有發(fā)展前景的一種形式。但對于該項技術的使用，受限制較多（需要當?shù)赝恋刭Y源部門對當?shù)赝恋刭Y源的評估、批準），而且其初步的投資較高。2.地表水地熱源系統(tǒng)，即污水源熱源系統(tǒng)。城市污水來源廣泛，匯流面積大，污水原水流量具有小時變化規(guī)律明確、日

2、流量相對穩(wěn)定、隨著城市規(guī)模的擴大而呈逐年遞增的趨勢。利用污水熱泵空調(diào)系統(tǒng)不僅可以使污水資源化，更是改善我國供暖以煤為主的能源消費結構現(xiàn)狀的有效途徑。城市污水有三種形式：原生污水、二級再生水和中水。原生污水是指未經(jīng)過任何物理手段處理的污水。運用原生污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相比于二級再生水和中水熱泵空調(diào)系統(tǒng)的初投資及運行費用低。城市污水溫度變化幅度較小，與環(huán)境溫度相比，表現(xiàn)為冬暖夏涼，污水溫度在冬季通常為1317，在夏季為2225與河水及空氣相比較，城市污水在溫度在冬季最高、夏季最低，全年波動最小。污水的溫度在城市可以利用的熱能中是最多的。而且在能量消費密度越高的城市中其蘊藏的熱量也越大。雖然污水的熱賦

3、存量很大，卻不適用于產(chǎn)生動力，僅適用于50一下的低溫用戶。由于城市污水具有比較穩(wěn)定的流量和適宜的溫度，污水源熱泵系統(tǒng)能夠高效穩(wěn)定、安全可靠的運行，可使夏季室溫保持在2126，冬季可達1824.城市污水熱源泵，容易安裝。一套設備可以實現(xiàn)夏季供冷、冬季供熱，設備利用率高，總投資額為傳統(tǒng)空調(diào)的60%。該技術已在北京、秦皇島、哈爾濱等地開始運用。下面是污水熱源泵系統(tǒng)原理圖： 但該項技術對于污水的需求量非常大，受水資源的限制。 3. 地下水熱源系統(tǒng)（水源熱泵）常常被人們贊譽為“綠色空調(diào)”。水源熱泵就是以地下水作為冷熱源體，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑物供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實現(xiàn)對建筑

4、物供冷。 傳統(tǒng)的暖通空調(diào)系統(tǒng)需要很多輔助系統(tǒng)或設備來完成一個完整的暖通空調(diào)功能，如冷卻塔。而水源熱泵系統(tǒng)只是通過與地下水的熱交換來完成制冷或制熱的效果。只應用一個硬件系統(tǒng)，通過在不同季節(jié)進行冷凝器和蒸發(fā)器的轉(zhuǎn)換，就可以完成制冷與制熱功能的轉(zhuǎn)換。該向技術已在我市部分樓盤開始使用。在我市東郊“東尚小區(qū)”內(nèi)水源熱泵的運行成本用為22元/m2.每年左右，物業(yè)收取業(yè)主26元/m2。使業(yè)主室內(nèi)溫度可以保持在夏季25+2、冬季18+2.該小區(qū)，此系統(tǒng)的投資費用為230元/M2，但是免去了地輻熱與采暖系統(tǒng)，二者取差價為不到一百元/ M2，即就是說該系統(tǒng)的應用投資成本比原采暖方式的投資成本每平方米增加不到一百元

5、，就可以既采暖又制冷。*下面是位于我市北郊常青一路的航天常青園小區(qū)水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)方案：航天常青園小區(qū)水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)方案一、 空調(diào)方案：1.1項目建筑的基本介紹：地上建筑面積為：39987m2，建筑功能為：住宅，建筑類型：為兩棟高層建筑（18層），四棟多層建筑（6層），部分商業(yè)建筑（面積為517.94）。1.2中央空調(diào)方案：為了節(jié)能擬采用清華同方水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的原理：水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)夏季工作時：地下水由潛水泵抽上來經(jīng)過水源中央空調(diào)機組，在回灌到到地下。在這一過程中地下水源溫度升高了710。而空調(diào)側循環(huán)水，由用戶末端設備回來的12的水，經(jīng)過機組水源中央空

6、調(diào)機組制備成7的冷凍水送到用戶末端設備進行制冷。水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)冬季工作時：地下水由潛水泵抽上來經(jīng)過水源中央空調(diào)機組，在回灌到到地下。在這一過程中地下水源溫度降低了710。而空調(diào)側循環(huán)水，由用戶末端設備回來的40的水，經(jīng)過機組水源中央空調(diào)機組制備成50的熱水送到用戶末端設備進行制熱采暖。無論是夏季制冷，還是冬季采暖，均可以用水源熱泵中央空調(diào)一套系統(tǒng)完成。省去了用戶建了制冷機房又要建鍋爐房（換熱站）的麻煩。下圖為整個水源熱泵的系統(tǒng)圖：對于住宅的夏季制冷、冬季采暖，均可由上圖中的同一套系統(tǒng)可以完成，不需要另行投資。1.3本項目空調(diào)設計方案：1.3.1設計參數(shù)1.設計依據(jù)：a、甲方提供的相關數(shù)據(jù)

7、。b、采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（GBJ19-87）c、建筑給排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范d、全國民用建筑工程技術措施暖通空調(diào)、動力e、空氣調(diào)節(jié)設計手冊（第二版）f、其它國家有關規(guī)定及規(guī)范。2.室外設計參數(shù)：季節(jié)大氣壓室外空調(diào)日平均溫度室外空調(diào)計算溫度室外平均濕球溫度室外平均風速夏季959.2hpa29.734.2262.0m/s冬季978.7hpa-867%（室外相對濕度）3.室內(nèi)設計參數(shù)：住宅設計溫度為：夏季25+2，冬季18+2辦公樓設計溫度：夏季26+2，冬季18+24.建筑冷熱負荷計算：建筑冷負荷按照每平方米85w計算，整個建筑39987m2，空調(diào)同時使用系數(shù)為0.6，所以整個小區(qū)

8、主機冷負荷為2040kw。建筑熱負荷按照每平米65w計算，整個建筑39987m2，空調(diào)同時使用系數(shù)為0.8，所以整個小區(qū)建筑熱負荷為2080kw。1.3.2設備選型按照本項目空調(diào)主機冷熱負荷的概算，可選擇由清華同方生產(chǎn)的SGHP1500A和SGHP1080A各一臺，共兩臺主機，為小區(qū)夏季提供冷源，冬季提供熱源。另外，可選擇一臺由清華同方生產(chǎn)的HGHP440為小區(qū)417戶提供生活熱水。機組型號運行工況冷凍水冷卻水制冷（熱）量（kw）輸入功率（kw）初溫（）終溫（）水量（t/h）初溫（）終溫（）水量（t/h）SGHP1080A制冷12715127.53883880188制熱11.848340501

9、511075258SGHP1500A制冷1272171827.51401262248制熱1811.814040502171460345HGHP440制熱11.84444050404581081.3.3水源井的確定：系統(tǒng)所需的水源水量為140m3/h，按照每口井出水量為70m3/h（暫估），回灌量為：30 m3/h（暫估）計算，系統(tǒng)所需水源井7口。其中2口為抽水井，5口為回灌井。（具體水井數(shù)量要在工程所在地，先打?qū)嶒灳俑鶕?jù)實驗井的具體情況確定。）1.3.4空調(diào)機房主要設備表：序號設備名稱設備型號設備參數(shù)數(shù)量單位備注1水源熱泵機組SGHP1080AQR=1075kw；QL=880kw；1臺2水

10、源熱泵機組SGHP1500AQR=1460kw；QL=1262kw；1臺3高溫型水源熱泵機組HGHP440QR=458kw1臺4循環(huán)泵DFG200/400（II）B/4/45G=246m3/h； H=38.5m 3臺兩用一備5除砂器G=160m3/h；1臺6電子水處理儀DN3001臺7電子水處理儀DN2001臺8電子水處理儀DN1251臺9熱水循環(huán)泵DFG80/125/2/5.52臺兩用一備10玻璃鋼水箱40m31臺11分水器DN5001臺12集水器DN500 1臺備注：整個空調(diào)系統(tǒng)定壓，采用在最高建筑上設置膨脹水箱（1.2m3）進行定壓。1.4空調(diào)系統(tǒng)初投資概算1.空調(diào)機房投資概算：序號設備

11、名稱設備型號單價（萬元）數(shù)量總價（萬元）備注1水源熱泵機組SGHP1080A851852水源熱泵機組SGHP1500A10511103水源熱泵機組HGHP440401604工程安裝費50含附件總計305此表為機房內(nèi)主要設備及安裝費用，不包括打井及室外管線安裝費用以及末端系統(tǒng)工程費用。3.水源井系統(tǒng)投資概算 單位：萬元序號名稱單 位數(shù)量單價小計備 注1成井費米71100元/米115.5萬深150米,7口2配套設備費單口井3萬元單井包括井室、井管、水泵、儀表、電纜等合 計136.5萬元4.室外管網(wǎng)系統(tǒng)投資概算 單位：萬元名 稱長度(米)單價小計備 注室外管網(wǎng)200035070萬元暫估平均DN200

12、合計70萬元5.室內(nèi)空調(diào)末端投資概算名 稱空調(diào)面積（m2）單價（元/m2）小計（萬元）備 注辦公樓空調(diào)末端工程39987105419.86風機盤管空調(diào)系統(tǒng)2.1.7價格匯總表（暫估）序號分項報價總價（萬元）備 注1空調(diào)主機房系統(tǒng)投資估算3052水源水系統(tǒng)136.57井深150m，3室外管網(wǎng)系統(tǒng)70室外管線長度20004室內(nèi)系統(tǒng)419.86風機盤管空調(diào)系統(tǒng)5合計931.36說明：報價內(nèi)未包含電氣的報價。1.5中央空調(diào)的運行費用：1.按照空調(diào)系統(tǒng)冬季運行120天，夏季運行90天，每天運行16小時計算，2.電價按照0.6元/kwh計算。3.運行費用計算表（估算）設備名稱運行季節(jié)設備總功率（kw）運行

13、時間（天）時間百分數(shù)負荷百分數(shù)用電量（kwh）總用電量（kwh）運行費用（元）水源熱泵冬季6031201090104198.4694656416793.64065301017.65050289440夏季43690109056505.6276249.6165749.764050125568503094176水泵冬季2001209090349920349920209952夏季200909090262440262440157464冬季總運行費用（萬元）58.25 單位面積運行費用（元/m2）14.57 夏季總運行費用（萬元）32.32 單位面積運行費用（元/m2）8.08 全年總運行費用（萬元）90

14、.58 單位面積運行費用（元/m2）22.65 熱水系統(tǒng)的加熱自來水的運行費用：平均電費：0.6元/kwh設備小時用電量：30kw+5.5kw+108kw143.5kw每小時用電費用：143.5kw0.6 元/kwh86.1元/h每小時供50度生活熱水量：458kw0.86/458.75m3 /h加熱費：86.1元/8.75 m3 9.84元/ m32.常規(guī)采暖空調(diào)方案投資運行費用：2.1冬季采暖采用小區(qū)燃氣鍋爐，夏季制冷采用家用分體式空調(diào)2.1.1系統(tǒng)投資費用40000m2的住宅冬季采用燃氣鍋爐房，室內(nèi)采用地板采暖，夏季采用分體式空調(diào)進行制冷：序號投資項目投資費用（萬元）投資說明1天然氣入網(wǎng)

15、費用30燃氣鍋爐容量為5蒸噸，每噸天然氣入網(wǎng)費為6.0萬2鍋爐機房150燃氣鍋爐房系統(tǒng)、水泵系統(tǒng)、生活熱水系統(tǒng)3外網(wǎng)費用451500m，費用：300元/m25室內(nèi)末端系統(tǒng)260采用地板采暖65/m26夏季分體式空調(diào)投資420采用分體式空調(diào)105/m27投資總計9054000m2住宅冷暖解決方案2.1.2 40000m2的住宅冬季采用市政熱網(wǎng)，夏季采用分體式空調(diào)系統(tǒng)，運行費用如下：1.按照空調(diào)系統(tǒng)冬季運行120天，夏季運行90天，每天運行15小時計算，2.電價按照0.6元/kwh計算。項 目運行費用計算說 明采用天然氣鍋爐系統(tǒng)西安市現(xiàn)行采暖費用為5.0元/m2*4=20元/m2.年采暖時間為4個

16、月費用為：5.0元/m2夏季分體式空調(diào)制冷每個用戶面積平均100平米，每月平均700度電，那么3*700*0.6/100=12.5元/年.m2達到中央空調(diào)的制冷時間每天運行15小時達到中央空調(diào)所有房間都有空調(diào)夏季制冷用戶采暖制冷的年運行費用20元/年.m2+12.5元/年.m2=32.5元/年.m21.本系統(tǒng)，運行靈活多變，夏季空調(diào)由各戶控制，操作運行方便，但是空調(diào)舒適度不高、對建筑外觀影響較大；大型小區(qū)集中使用，有可能形成“熱島”效應。2.冬季住宅采用地板采暖，舒適度好，但是一旦出現(xiàn)問題，維修麻煩，維修費用很高。3.天然氣在冬季的時候，有時不能全額保證；如果天然氣調(diào)價，其系統(tǒng)運行費用將要相應

17、增加。2.2冬季采暖采市政熱網(wǎng)，夏季制冷采用家用分體式空調(diào)2.2.1系統(tǒng)投資費用40000m2的住宅冬季采用燃市政熱網(wǎng)，室內(nèi)采用地板采暖，夏季采用分體式空調(diào)進行制冷：序號投資項目投資費用（萬元）投資說明1市政熱網(wǎng)入網(wǎng)費12030元/m2，共40000m22換熱站建設非32080元/m23外網(wǎng)費用5室內(nèi)末端系統(tǒng)200采用地板采暖及立管50/m26室內(nèi)空調(diào)插座16插座及4m2電線4/m27空調(diào)欄板及護欄41元/m27投資總計6604000m2住宅冷暖解決方案2.1.2 40000m2的住宅冬季采用市政熱網(wǎng)，夏季采用分體式空調(diào)系統(tǒng)，運行費用如下：1.按照空調(diào)系統(tǒng)冬季運行120天，夏季運行90天，每天

18、運行15小時計算，2.電價按照0.6元/kwh計算。項 目運行費用計算說 明采用市政網(wǎng)系統(tǒng)西安市現(xiàn)行采暖費用為5.4元/m2*4=21.6元/m2.年采暖時間為4個月費用為：5.4元/m2夏季分體式空調(diào)制冷每個用戶面積平均100平米，每月平均700度電，那么3*700*0.6/100=12.5元/年.m2達到中央空調(diào)的制冷時間每天運行15小時達到中央空調(diào)所有房間都有空調(diào)夏季制冷用戶采暖制冷的年運行費用21.6元/年.m2+12.5元/年.m2=34.1元/年.m2這種系統(tǒng)的特點：1.本系統(tǒng)，運行靈活多變，夏季空調(diào)由各戶控制，操作運行方便，但是空調(diào)舒適度不高、對建筑外觀影響較大；大型小區(qū)集中使用，有可能形成“熱島”效應。2.冬季住宅采用地板采暖，舒適度好，但是一旦出現(xiàn)問題，維修麻煩，維修費用很高3.各種空調(diào)系統(tǒng)方案投資費用、運行費用分析3.1對于總建筑面積110000m2（其中辦公建筑面積為40000m2，住宅建筑面積為70000m2）各種空調(diào)系統(tǒng)形式綜合費用分析：序號400