地源熱泵系統(tǒng)vs蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)

1、優(yōu)點：優(yōu)點： 傳輸過程能量損耗少傳輸過程能量損耗少變頻調(diào)節(jié)，部分負(fù)荷更高效變頻調(diào)節(jié)，部分負(fù)荷更高效 同時制冷制熱同時制冷制熱利用無限可再生能源利用無限可再生能源缺點：缺點： 初投資昂貴，投資回收期長初投資昂貴，投資回收期長使用地區(qū)受限使用地區(qū)受限優(yōu)點：優(yōu)點： 初投資較小，初投資較小，安裝方便；安裝方便；使用不受地使用不受地域限制域限制缺點：缺點： 有冷量損失有冷量損失 僅用于制冷僅用于制冷 該建筑位于江蘇南京，地下一層，地上5層，地上建筑高度23.6米?？照{(diào)面積6780m2 最大計算冷負(fù)荷是1210kW,計算熱負(fù)荷按照民用建筑空調(diào)設(shè)計推薦為60-80W/m2 按80W/m2 簡算。本建筑空調(diào)面

2、積為6780m2，則總熱負(fù)荷為542.4kW。根據(jù)最大冷、熱負(fù)荷設(shè)備選型時應(yīng)有1.1倍富余量，故：最大總設(shè)計冷負(fù)荷：Q0=1.11210=1331kW最大總設(shè)計熱負(fù)荷：Qk=1.1542.4=596.6kW根據(jù)最大設(shè)計冷、熱負(fù)荷選用加拿大楓葉能源公司的水地源螺桿式熱泵機(jī)組， MSSM450-1， MSSM700-1型各一臺。通過調(diào)節(jié)機(jī)組，滿足不同季節(jié)建筑對空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷的不同要求，使機(jī)組能最大效率運行，以達(dá)到節(jié)能的目的。型號功率kW制冷 量kW冷凍水冷卻水流量壓降kPa進(jìn)水溫度出水溫度流量壓降kPa進(jìn)水溫度出水溫度MSSM450-199.852390.16612748.8343237MSSM70

3、0-1152.6813.4140.27212775.6403237地源熱泵機(jī)組性能表地埋管采用垂直豎井布置。換熱性能高，不受土地面積限制。垂直埋管形式： （1）單U型管 （2）雙U型管 （3）套管型回路形式： （1）串聯(lián) （2）并聯(lián)鉆孔間距：46m本工程選用聚乙烯管材（本工程選用聚乙烯管材（PE），鉆孔間距為），鉆孔間距為4.5m，埋管形式為雙埋管形式為雙U型管，回路形式為并聯(lián)同程式型管，回路形式為并聯(lián)同程式 。夏季南京的雙U管單位孔深的傳熱量為65w/m；冬季南京的雙U管單位孔深的傳熱量為48w/m。一般鉆孔孔深為60-100m，根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件定為90m,經(jīng)計算得所需要的鉆孔數(shù)為139個。

4、夏季地埋管分擔(dān)冷負(fù)荷：Q地=1399065=815.15kW管段單位沿程阻力： 式中： 管段的沿程阻力，Pa； 管段單位管長的沿程阻力； 為水密度,kg/ m ； 為水黏度，kg/ (ms) ，取=0.94210 kg/ (ms)。沿程阻力：局部阻力：總阻力： 75. 125. 075. 0158. 0vdPidyPdPjdjLPPLPPdyPa270PPPdz夏季冷卻塔承擔(dān)冷負(fù)荷：Q冷卻塔=Q-Q地=1331-815.15=517.85kW冷卻水量 G=3600Q冷卻塔/(cp（tw1-tw2）)=88.77m3 /h選取2臺DBNL3-50低噪聲型逆流玻璃鋼冷卻塔。型號冷卻水量（m3/h）

5、總高mm風(fēng)量(m3/h)風(fēng)機(jī)直徑mm直徑mmDBNL3-505028302800014002215DBNL350型冷卻塔性能參數(shù)沿程阻力：Py=22620.8=4.7kPa局部阻力：Pj=20kPa總阻力：P=24.7kPa1)流量：G=1.2100=120m3/h2)揚程：H=104.71.1=115.17kPa=11.52mH2O型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速電機(jī)功率汽蝕余量重量100-1607036.5702900154.0191冷卻水泵性能表選型：ISW125-100水泵，選擇2臺，一用一備1)流量：G=1.2124.4=149.28m3/h2)揚程：H=3101.1=341kPa=34mH2O

6、選型：ISW100-160水泵，選擇3臺，兩用一備冷卻水泵性能表型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速電機(jī)功率汽蝕余量100-1607036.5702900154.01)流量：G=1.2230.3=276.36m3/h2)揚程：H=28.43mH2O選型：ISW150-200B水泵 選擇3臺，兩用一備冷凍水泵性能表型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速電機(jī)功率 汽蝕余量150-200B14038752900224.0根據(jù)1）冷凍水 Q1=230.31%=2.3m3/h2）冷卻水 Q2=124.41%=1.24m3/h定壓補(bǔ)水機(jī)組性能參數(shù)表型號補(bǔ)水流量m3/h系統(tǒng)壓力MPa定壓補(bǔ)水泵型號凈重量NDB-3.03.00.3IS50-3

7、2-160840NDB-1.51.50.3IS65-40-20012001）管徑：m319. 0)3600/(4vQd故分水器和集水器管徑為DN400mm2）管長：根據(jù)各配管的管徑的配管間距計算。 d1=200mm，d2 =150mm，d3=150mm ，d4=100mm L1=d1+60=260mm， L2= d1+ d2 +120=470mm， L3= d2+d3 +120=420mm， L4= d3+d4+120=370mm， L5=d4+60=160mm 總長L=L1+L2+L3+L4+L5=1680mm集分水器1）水處理設(shè)備：根據(jù)輸水管徑和處理水流量選擇電子水處理器進(jìn)行水處理冷凍水為

8、230.3 m3/h，管徑為200mm，選取型號為YD-200A，輸水管徑為200mm，處理流量為255T/h。冷卻水為124.4 m3/h，管徑為200mm，選取型號為YD-200A，輸水管徑為200mm，處理流量為255T/h。2）過濾器：根據(jù)管路直徑選擇對應(yīng)的Y型過濾器。 冷凍水泵進(jìn)水口管徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm 冷卻水泵進(jìn)水口管徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm 冷卻塔水泵進(jìn)水口管徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm根據(jù)最大設(shè)計冷、熱負(fù)荷選用約克水冷螺桿式冷水機(jī)組，型號YRTBTAT0550C，2臺。通過調(diào)節(jié)機(jī)組，滿足不同季節(jié)建筑對空調(diào)系統(tǒng)負(fù)

9、荷的不同要求，使機(jī)組能最大效率運行，以達(dá)到節(jié)能的目的。冷水機(jī)組性能表型號功率kW制冷 量kW冷凍水冷卻水流量壓降kPa進(jìn)水溫度出水溫度流量壓降kPa進(jìn)水溫度出水溫度YRTBTAT0550C131696119.5266.6127142.9255.73237夏季冷卻塔承擔(dān)冷負(fù)荷：Q冷卻塔=1331kW冷卻水量 ：G=3600Q冷卻塔/(cp（tw1-tw2）)=228.17m3 /h選取1臺FBN300。型號冷卻水量（m3/h）總高mm風(fēng)量(m3/h)FBN3002403310262800FBN300型冷卻塔性能參數(shù)沿程阻力：Py=23920.8=5.0kpa局部阻力：Pj=30kPa總阻力：P=

10、35.0kPa1)流量：G=1.2240=288m3/h2)揚程：H=177.51.1=195.25kPa=19.53mH2O型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速電機(jī)功率汽蝕余量150-3151502872145018.53.0冷卻塔水泵性能表選型：ISWD150-315A水泵，選擇3臺，兩用一備1)流量：G=142.921.2=171.504m3/h2)揚程：H=2201.1=242kPa=24.2mH2O選型：ISWD125-200A水泵，選擇3臺，兩用一備型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速電機(jī)功率汽蝕余量ISWD125-200A8824.48114507.53.0冷卻水泵性能表1)流量：G=1.2239.04=286

11、.848m3/h2)揚程：H=27.231,.1=29.95mH2O選型：ISWD150-250A水泵，選擇3臺，兩用一備冷凍水泵性能表型號流量揚程效率轉(zhuǎn)速電機(jī)功率汽蝕余量150-25014740.8801450113.0根據(jù)1）冷凍水 Q1=119.5221%=2.39m3/h2）冷卻水 Q2=142.9221%=2.86m3/h定壓補(bǔ)水機(jī)組性能參數(shù)表型號補(bǔ)水流量m3/h系統(tǒng)壓力MPa定壓補(bǔ)水泵型號凈重量NDB-3.03.00.3IS50-32-160840NDB-3.03.00.3IS50-32-1608401）管徑：m319. 0)*3600/(*4vQd故分水器和集水器管徑為DN400

12、mm2）管長：根據(jù)各配管的管徑的配管間距計算。 d1=200mm，d2 =150mm，d3=150mm ，d4=100mm L1=d1+60=260mm， L2= d1+ d2 +120=470mm， L3= d2+d3 +120=420mm， L4= d3+d4+120=370mm， L5=d4+60=160mm 總長L=L1+L2+L3+L4+L5=1680mm集分水器1）水處理設(shè)備：根據(jù)輸水管徑和處理水流量選擇電子水處理器進(jìn)行水處理冷凍水為239.04 m3/h，管徑為200mm，選取型號為YD-200A，輸水管徑為200mm，處理流量為255T/h。冷卻水為285.84 m3/h，管徑

13、為200mm，選取型號為YD-200A，輸水管徑為200mm，處理流量為255T/h。2）過濾器：根據(jù)管路直徑選擇對應(yīng)的Y型過濾器。 冷凍水泵進(jìn)水口管徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm 冷卻水泵進(jìn)水口管徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm 冷卻塔水泵進(jìn)水口管徑d=150mm, 所以過濾器選Y-150mm項目地源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)COP制冷系數(shù)04.794.62制熱系數(shù)k5.79熱力完善度（制冷）0.640.62負(fù)荷調(diào)節(jié)均可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)使用壽命15年8年制冷（熱）能力部分負(fù)荷情況下更高效；制熱能力高于制冷能力僅使用在制冷工況，部分負(fù)荷效率更高。地源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)設(shè)備

14、名稱型號臺數(shù)單價合價設(shè)備名稱型號臺數(shù)單價總價水地源螺桿式熱泵機(jī)組MSSM450-111500015000約克水冷螺旋式冷水機(jī)組YRTBTAT0550C2 2000040000MSSM700-111600016000逆流玻璃鋼冷卻塔DBNL3-502600012000冷卻塔FBN30019000090000冷卻塔水泵ISW125-100240008000冷卻塔水泵ISWD150-314A31050031500冷卻水泵ISW100-1603400012000冷卻水泵ISWD125-200A31000030000冷凍水泵150-200B31000030000冷凍水泵150-250A311000330

15、00定壓補(bǔ)水機(jī)組NDB-3.0 12088820888定壓補(bǔ)水機(jī)組 NDB-3.0 2 2088841776NDB-1.5 12088820888地埋管725580 維修費用工況穩(wěn)定，維護(hù)費用忽略不計維修費用133520 末端設(shè)備初投資（地源熱泵系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)末端設(shè)備都相同）末端設(shè)備初投資（地源熱泵系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)末端設(shè)備都相同）設(shè)備名稱型號臺數(shù)單價合價集分水器220004000水處理設(shè)備YD-200A1 18000 18000 過濾器Y-150150 150 風(fēng)機(jī)盤管等末端設(shè)備945000 其他材料及機(jī)房安裝調(diào)試費用300000總初投資總初投資項目地源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)末端費用總計1

16、2671501267150冷熱源端費用總計860356533316總計21275061800466通過綜合對比地源熱泵系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)：地源熱泵的制冷系數(shù)制冷系數(shù)、能效比能效比、使用壽命使用壽命均高于蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)中，采用的垂直埋管而非水平埋管，減少了土地使用面積和土方開挖面積，相應(yīng)的減少了部分初投資。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)中，采用的是螺桿式水冷機(jī)組，若是風(fēng)冷機(jī)組，制冷系數(shù)將會更低，風(fēng)冷機(jī)組的工況變化也較大。為了便于比較，選取的螺桿式機(jī)組和地源熱泵使用的均是臥式管殼式換熱器，傳熱系數(shù)適中，若采用板式換熱器，換熱系數(shù)將大大提高，但初投資費用也可能相應(yīng)增加。需要注意的是，蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)只能適用于夏季制冷工況，如有供熱需求還應(yīng)配備鍋爐系統(tǒng)，這將使在既能制冷又能制熱的相同要求下，額外增加蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)的初投資。這次作業(yè)我們經(jīng)歷了負(fù)荷及水力計算，設(shè)備選型，價格查詢，PPT制作等一系列流程。各中的困難環(huán)節(jié)主要在于對計算公式理解不夠深刻、設(shè)備選型流程不熟悉，設(shè)備價格的難以獲取