地源熱泵供熱方案

1、 河北省高碑店市上東新城住宅小區(qū) 地源熱泵集中供熱系統(tǒng)規(guī)劃方案及可行性分析報告 大連奧德空調(diào)集團2011年3月1日- 1 - 目 錄1、工程概況 . 41.1項目簡介 . 51.2項目概要 . 62、項目的技術可行性和成熟性 . 72.1 基本原理及關鍵技術 . 72.2 項目的技術經(jīng)濟特性 . 92.3 項目的成熟性和可靠性 . 113、項目的技術水平與國內(nèi)外技術發(fā)展狀況 . 113.1 技術水平 . 113.2 國內(nèi)外技術發(fā)展狀況 . 124、項目技術實施單位概況 . 134.1 單位概況 . 134.2 項目實施單位技術負責人情況 . 145、項目建設熱力規(guī)劃 . 155.1 建設規(guī)劃設

2、計依據(jù)及氣象條件 . 155.2設計原則 . 165.3工程規(guī)劃方案設計 . 錯誤！未定義書簽。5.4方案分析 . 錯誤！未定義書簽。- 2 -5.5末端采暖空調(diào)系統(tǒng)型式： . 錯誤！未定義書簽。6、結論 . 286.1經(jīng)濟效益 . 286.2社會效應 . 286.3節(jié)能效應 . 296.4環(huán)保效應 . 296.5環(huán)境影響分析 . 296.6市場需求分析 . 296.7示范項目推廣前景分析 . 29 - 3 - 1、工程概況1）、位置及規(guī)劃范圍上東新城位于河北省高碑店市區(qū)南部，南防洪大堤以北?；貣|臨城市干道東盛路，西接經(jīng)十五路，北臨規(guī)劃的緯七路，南至迎賓路，建筑周邊有寬大綠化帶，規(guī)劃總用地面

3、積180516.84平方米。在規(guī)劃設計中把小區(qū)主干道走向曲折，使小區(qū)內(nèi)部的空間更富于變化，創(chuàng)造更為有利的小區(qū)整體形態(tài)。在總體空間結構的安排上，把各片區(qū)作為一個整體進行考慮，通過交通、綠地和景觀把小區(qū)的各個區(qū)域有機地串連起來。2）、現(xiàn)狀小區(qū)基本概況基地現(xiàn)狀大部分為上東新城居住用地，居住建筑多為6層樓房，居民建設用地約24229平方米。其次還有少量的商業(yè)用地和其它用地。3）、交通組織該小區(qū)的道路系統(tǒng)規(guī)劃，遵循“通而不暢”的原則，采用環(huán)形道路作為小區(qū)干道骨架，外連城市支路，內(nèi)接宅前路，以確保小區(qū)交通的安全、通暢、便捷。小區(qū)的道路系統(tǒng)分為兩級：小區(qū)級道路和宅間路。小區(qū)級道路路面寬6-7米，宅前路面寬3

4、-4米。開發(fā)小區(qū)規(guī)劃設有4個出入口，主入口設在中部東西向的城市支路（紅線25米）上，次出入口設在南北走向城市支路（紅線20米）上；西南部- 4 -出入口也分別設在兩條城市支路上。小區(qū)的步行系統(tǒng)同小區(qū)的景觀體系連成一體，使人進入小區(qū)，就在優(yōu)美的環(huán)境里穿行，直達自家門口。本著政府指導扶持、企業(yè)建設管理的原則，上東新城新建小區(qū)靈活運用市場運作規(guī)則，正確處理當?shù)鼐用瘛⑾M者、投資人、政府和社會其他成員之間的利益關系，通過體制創(chuàng)新、資源整合，實現(xiàn)超常規(guī)發(fā)展，創(chuàng)造財富、增加稅收、解決就業(yè)，有效提升當?shù)卣蜗蟆Ｉ蠔|新城開放創(chuàng)新、兼容并蓄，通過創(chuàng)新體制和管理模式，努力營造符合現(xiàn)代市場經(jīng)濟發(fā)展規(guī)律的現(xiàn)代衛(wèi)星城

5、運行機制，為投資者創(chuàng)造出一個成本低廉、運作順暢、安全高效的投資環(huán)境。1.1項目簡介上東新城改造建設堅持“以人為本”新理念，以“時代特色和地方性居住環(huán)境”為主題，積極采用新理念，新技術，新產(chǎn)品，在兼顧環(huán)境質(zhì)量和社會、經(jīng)濟效益的同時，營造人與自然和諧共生的生活環(huán)境。以批準的控制性詳細規(guī)劃方案為基礎，以安全、適用、經(jīng)濟為原則，符合現(xiàn)行國家規(guī)范和高壩店市地方相關條例的要求并積極采用新技術、新材料、新設備，做到技術先進，經(jīng)濟合理。充分體現(xiàn)“以人為本”的現(xiàn)代設計思想。提倡“性能化”設計，創(chuàng)造一個環(huán)境優(yōu)美，功能完善,與新區(qū)建筑相協(xié)調(diào)的熱力空調(diào)系統(tǒng)。最終實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益、環(huán)境效益的統(tǒng)一。完成項目28.7

6、萬m2建筑熱泵集中供熱采暖系統(tǒng)設計、安裝與施工,并通過工程示范，建立完善應用淺層低溫水的熱泵技術的法規(guī)政策、技術和- 5 -標準體系。開發(fā)城市中水、污水源熱泵技術集中供熱；研發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權的熱泵設備及成套技術。為在河北地區(qū)尤其是在住宅區(qū)規(guī)?；茝V應用熱泵技術做好政策、技術、標準和成果擴散的準備。1.2項目概要熱泵式供熱（冷）系統(tǒng)是依據(jù)國家專利技術，由天然冷熱源（水源）系統(tǒng)、熱泵機組及熱力管網(wǎng)等組成。其特點是高效節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟。我公司通過實地考察，多方咨詢，多方比較，建議在新開發(fā)改造建設的岳莊村28.7萬平米建筑中整體采用熱泵技術供暖，利用項目所在地天然熱源，豐富的“地下土壤熱源”資源

7、，采用“土壤熱量交換”聯(lián)動熱泵技術，實現(xiàn)對全區(qū)居住項目、公共設施項目進行集中供熱的節(jié)能環(huán)保示范項目建設。 根據(jù)國家地源熱泵設計施工規(guī)范和行業(yè)、企業(yè)標準，大面積實施熱泵系統(tǒng)工程須對項目所在地地質(zhì)情況進行全面勘探，設計、專業(yè)施工單位還需準確地計算項目可利用土壤25-30年總的地下土壤熱平衡“熱匯”計算，科學合理地利用地能進行供熱，而不影響熱泵項目的長期、安全、高效的運行。根據(jù)現(xiàn)階段國家、國際能源現(xiàn)狀和國家節(jié)省能源法十一五節(jié)能規(guī)劃要點節(jié)能建筑管理條例可再生能源法的相繼出臺，可看出節(jié)能工作萬分重要。而采用熱泵技術，利用天然冷熱源向城市建筑集中供熱（冷）系統(tǒng)，是一種新型的環(huán)保的可再生的能源利用方式，如在

8、本項目中得以實施，將使高碑店市在新能源利用上，創(chuàng)造保定地區(qū)總體建設規(guī)模（熱泵系統(tǒng)）最大、系統(tǒng)形式（熱泵）最全的節(jié)能示范項目，對推進保定地區(qū)現(xiàn)代化城鎮(zhèn)建設具有明顯的示范作用，其最大的社會意義是節(jié)能、節(jié)水、節(jié)電、- 6 -無污染、保護環(huán)境。因此，建議高碑店市政府、建設主管單位、開發(fā)單位能夠支持該項熱泵集中供熱示范工程項目的建設，多方論證實現(xiàn)項目規(guī)劃建設實施，為美化環(huán)境，造福人類做出貢獻。同時建設單位也可根據(jù)國家建設部、河北省發(fā)改委和“京都議定書”中CDM減排援助項目等的示范項目申報要求，積極申報，以獲得各界的項目援助，減輕投資壓力。2、項目的技術可行性和成熟性2.1 基本原理及關鍵技術熱泵定義：通

9、過消耗少量高品位的能量，將土壤里、江、河、湖泊水中及廢水中或空氣中大量不可直接利用的低品位熱能變成可直接利用的高品位熱能的裝置叫做熱泵。 熱泵工作原理 - 7 -大功率無燃料供熱冷機組（地源熱泵）是根據(jù)“卡諾”循環(huán)原理。利用天然冷熱源作為低位能源，冬季，借助機組系統(tǒng)，通過消耗少量電能(25%)，不斷地將水中（土壤中）大量的低品位熱能取出來，變成高品位的熱能，供給建筑物的采暖或空調(diào)系統(tǒng)。其運行過程是將溫度相對恒定土壤中的水，連續(xù)不斷地按規(guī)定流量送到水源熱泵機組，再由機組內(nèi)的壓縮機工作，迫使工質(zhì)(R22制冷劑)蒸發(fā)、壓縮，吸收這些循環(huán)水中的熱量，使其溫度降至5以下，再回放到原取水層位。機組吸收的熱

10、量再通過工質(zhì)的冷凝而被釋放出來，用以加熱采暖系統(tǒng)水。最高供水溫度可達60。夏季制冷時，機組進行反向循環(huán)，利用低溫水作為機組冷卻水，而常規(guī)制冷機則是利用室外冷卻塔水循環(huán)冷卻（或室外空氣），其溫度一般都在3038，而夏季土壤中的淺層水卻只有1517，比循環(huán)冷卻水（空氣）低715，大大提高了機組的工作效率，從而達到節(jié)能的效果。本項目產(chǎn)品結構由壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥及制冷元件和微電腦控制器系統(tǒng)組成；所有部件壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、干燥過濾器和微電腦控制系統(tǒng)均安裝在機體的體內(nèi)；壓縮機的進、出端分別通過管路同機體內(nèi)的蒸發(fā)器和冷凝器相連接，蒸發(fā)器的出口端通過管路同干燥過濾器相連接，并在出口端裝有

11、熱力膨脹閥；在壓縮機的頂端裝有自動回液閥。本項目壓縮機根據(jù)擔負建筑面積不同，根據(jù)建設項目規(guī)模大小選擇半封閉螺桿式壓縮機，蒸發(fā)器、冷凝器選擇為殼管式換熱器。該機組根據(jù)型號的不同可分別獨立擔負200平米到40000平米民用建筑工程的供熱冷要求，較大供熱冷區(qū)可兩個或多個以上機組連接組成多機組使用。根據(jù)項目規(guī)劃容積率指標等估算，一般一個熱泵循環(huán)系統(tǒng)最大供熱面- 8 -積不宜超過30萬平米。機組實物圖片（大連奧德熱泵機組）： 2.2 項目的技術經(jīng)濟特性高效節(jié)能：冬季，供熱系數(shù)高達4.3，正常為輸入1KW的電能，可產(chǎn)生4KW左右的熱能；夏季，輸入1KW的電能，可得到4.5KW(4倍)以上的冷量。能源利用效

12、率為電采暖的3-4倍。綠色環(huán)保：該機組在供熱時，省去了鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，不排放任何廢物，無需設煙囪。制冷時省去了冷卻塔，避免了冷卻塔噪音及霉菌污染，使環(huán)境更加潔凈優(yōu)美，是真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品。節(jié)省費用：該機組運行費用低。冬季供熱，其地下水和電相當于供熱鍋爐燃用的煤、油或氣，而從廢水中提取的熱量占總熱量的70-75%。機組在制熱過程中，有70-75%的“燃料”是不用花錢的。所以，其運行費用僅為燃煤供熱鍋爐的3/4，燃油鍋爐的3/10，電熱鍋爐1/4。每平方米建筑面積供暖運行費用只有1016元/一個采暖期。而目前的鍋爐供熱收費標準為22-25元/平方米，1萬平方米建筑物一個采暖期可節(jié)省采暖費

13、9-12- 9 -萬元，可節(jié)省燃料煤350噸，減少煙塵排放量385萬立方米。操作簡便：該機組運行維護十分簡便。全部為自動化控制，每班只需1個人，操作人員僅為鍋爐的1/4。維修量小：燃煤鍋爐每年換爐排、修爐拱等費用，年平均需投資1元/平方米，以10萬平方米供暖面積計算，使用該機組每年可節(jié)省維修費用約10萬元。初投資?。河迷摍C代替鍋爐供暖的一次性投資為每平方米采暖面積60-80元/平方米，低于或等同于城市集中供熱入網(wǎng)費。用該機組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的中央系統(tǒng)，其總投資可節(jié)省3040%。節(jié)約資源：以地下土壤為源體，吸收熱量，從而達到供熱的作用，不會對地下土壤結構造成污染。節(jié)省土地：該機組占地面積小，機房不需要單

14、獨考慮建設位置，可與變電所合建（設于變電所下面），作成半地上、半地下式，層高3.3米即可，省去了鍋爐房及與之配套的煤場的渣場，節(jié)約了土地資源。該機組占地面積僅為鍋爐用房的1/10-1/15。以一個10萬平方米的小區(qū)為例，該機組機房面積僅為150平方米就足夠用，而建鍋爐房則需占地至少1500平方米。凡3.5萬平方米以上規(guī)模的小區(qū)，即能省出一棟樓的位置，可建2000-5000平方米的住宅。其剩余價值足夠支付安裝該機組的費用。 用途廣泛：該機組一機多用。利用一套設備可以在冬季供熱，夏季制冷，同時供應生活熱水，可廣泛應用于城市區(qū)域供熱（暖氣片、地板熱系統(tǒng)均可）；建筑物（賓館、商場、學校、辦公樓、酒店、

15、大型公共設施、別墅及高級住宅小區(qū)）中央空調(diào)（風機盤管、全空氣系統(tǒng)均可）；游泳池水- 10 -加熱；水產(chǎn)養(yǎng)殖及工廠種植（養(yǎng)殖水加熱、室溫、地溫保持均可）。經(jīng)久耐用：該機組主機及輔件采用世界名牌壓縮機德國比澤爾或意大利萊弗康公司的產(chǎn)品，廠商保證主機安全運行5萬小時，正常使用約合15-23個采暖期。2.3 項目的成熟性和可靠性熱泵技術源于90世紀初，于90世紀中期60年代能源危機時在歐美發(fā)達國家發(fā)展起來，每年都以20%速度遞增，幾十年的應用證明熱泵技術環(huán)保節(jié)能、成熟可靠。我國在90年代中后期引進該項技術，經(jīng)8年的推廣應用，在全國已建成熱泵項目近千個，總建筑面積幾千萬的建設規(guī)模，證明該項技術在我國是可

16、行并安全的。國家、各級政府等頒布的多項法律、條例、通知等都明確提出：提倡、鼓勵使用熱泵技術。從側(cè)面反映熱泵技術的成熟。于2006年元月頒布實施地源熱泵系統(tǒng)的設計施工規(guī)范，進一步規(guī)范和肯定了熱泵系統(tǒng)的安全可靠性。本項目擬采用的熱泵技術已于2000年10月14日獲國家知識產(chǎn)權局授予實用新型專利證書；并通過國家產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所的質(zhì)量檢驗，同時獲得國家建設部新產(chǎn)品的認證?，F(xiàn)國內(nèi)已有3600多萬平米成功示范項目。3、項目的技術水平與國內(nèi)外技術發(fā)展狀況3.1 技術水平本項目擬采用的熱泵技術是由大連奧德空調(diào)集團提供，該公- 11 -司與世界著名的壓縮機制造商德國比澤爾(Bitzer)公司合作，于1998年

17、成功地研制開發(fā)了SSR系列，0.012.0MW供熱冷量等不同規(guī)格的無燃料供熱熱泵機組及熱泵機組集中供熱（冷）整套技術，公司擁有100%的知識產(chǎn)權，利用一套設備可以在冬季供熱，夏季供冷，同時四季供應熱水。據(jù)專家預計，該項技術將會成為21世紀最有效的供熱和供冷空調(diào)技術。經(jīng)中國科學院上海文獻情報中心查證結論為：該機組在整體技術、結構及主要性能指標上已達到國際同類產(chǎn)品先進水平。其創(chuàng)新性和先進性在于以全新的概念進行最佳的整合設計，是唯一獲得此種類型水源熱泵機組的國家專利（專利號：ZL00202282.6）。先后被認定為：高新技術成果轉(zhuǎn)化項目和國家建設部重點推廣項目。該項技術已列入中國高新技術產(chǎn)品目錄產(chǎn)品

18、；建設部公布首批住宅建設推薦新技術新產(chǎn)品；國家經(jīng)貿(mào)委十五新能源和可再生能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重點項目；國家經(jīng)貿(mào)委公告第5號：當前國家鼓勵發(fā)展的節(jié)水設備等。3.2 國內(nèi)外技術發(fā)展狀況國內(nèi)現(xiàn)狀：我國的熱泵技術研究工作始于五十年代，取得了一些研究成果。八十年代在工業(yè)廢熱的利用上，應用了熱泵技術。民用熱泵僅限于小型的空氣熱泵（如家用供冷暖的空調(diào)機）?？諝鉄岜糜捎谑苁彝鉁囟认拗疲ǖ陀诹阆?度將無法正常工作），很難在三北采暖地區(qū)廣泛應用。國外現(xiàn)狀：水地源熱泵的歷史可以追溯到1912年瑞士的一個專利，而水源熱泵真正意義的商業(yè)應用也只有近幾十年的歷史。尤其是近三十年來，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如：美國、加拿大及中、北

19、歐，如：瑞士、瑞典等國家取得了較快的發(fā)展。- 12 -二十世紀七十年代初爆發(fā)的石油危機，使熱泵技術得到了迅猛發(fā)展。美國1971年熱泵發(fā)貨量為8萬臺，到1976年五年間，就猛增到30萬臺，到1979年美國已經(jīng)有200萬套各種類型的熱泵裝置在運行。如今，熱泵技術已經(jīng)成為節(jié)能環(huán)保的技術產(chǎn)品，在世界各工業(yè)發(fā)達國家正越來越多地得到應用。在瑞士和德國，已經(jīng)有大量的熱泵設備得到了應用。這些熱泵，主要是集中供暖，供熱量通常在10005000kw之間。這種裝置不僅有利于集中控制能量，而且還達到了高效節(jié)能的目的。據(jù)統(tǒng)計，作為家用的供熱裝置中熱泵所占比例，瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%。4、項目技術實施

20、單位概況4.1 單位概況大連奧德空調(diào)集團是一家集科研、生產(chǎn)、安裝、經(jīng)營為一體的股份制企業(yè)，是全國首家也是截止目前為止的唯一一家獲得“半封閉殼管式換熱器熱泵機組”“污海水源熱泵機組”國家專利的熱泵專業(yè)生產(chǎn)廠家。（專利號：ZL 00 2 02282.6，200410155197.2和2004201503423）。公司多年與德國比澤爾公司，丹麥APV公司以及天津大學、重慶大學、大連海事大學熱能動力系等科研院校合作進行熱泵技術研究，不斷提高產(chǎn)品技術檔次。經(jīng)眾多用戶使用，充分體現(xiàn)出奧德水源熱泵的高效、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟的特點。公司現(xiàn)有職工586人，其中高級工程師11人，中級39人，各類專業(yè)技術人員122人

21、。公司經(jīng)濟實力強，技術力量雄厚，堅持以市場為導向，自主開發(fā)為基準，引進吸收歐美發(fā)達國家先進技術，生產(chǎn)適合中國國情的- 13 -空調(diào)產(chǎn)品。隨著企業(yè)的不斷發(fā)展,先后在大連設有熱泵技術研究中心和大連奧德熱泵廠作為研發(fā)和生產(chǎn)基地；在上海設有水源中央空調(diào)作為技術信息中心；在北京設有奧德新能源服務作為運行服務中心；在天津設有奧德新能源研究所；在瓦房店設有空調(diào)安裝工程為用戶提供系統(tǒng)安裝服務。截止到2010年底,大連奧德熱泵空調(diào)集團已在北京、天津、上海、廣西、貴州、河南、河北、內(nèi)蒙、遼寧、吉林、福建、山東、山西、湖北、江西等十幾個省市自治區(qū)的400多個項目，1000多萬平方米的工程中成功應用(其中包括國家級項

22、目、世行貸款項目多項), 積累了豐富的熱泵空調(diào)、采暖系統(tǒng)設計、施工經(jīng)驗。公司已取得國際質(zhì)量管理體系ISO-9001：2000認證和機電設備專項安裝資質(zhì)（二級），獲得了眾多的榮譽及稱號，公司始終嚴格按國家現(xiàn)行施工質(zhì)量標準要求進行生產(chǎn)管理，保證施工質(zhì)量和產(chǎn)品質(zhì)量。是目前國內(nèi)唯一堅持研、產(chǎn)、供、銷、安裝、售服為一體的節(jié)能空調(diào)產(chǎn)品開發(fā)單位。公司高層管理人員具有豐富的項目經(jīng)營管理和市場拓展能力；專業(yè)技術及銷售管理人員平均年齡不到35歲，是一支有高專業(yè)水平、具有開拓精神的年輕隊伍。4.2 項目實施單位技術負責人情況于永輝，男，55歲，高級工程師，現(xiàn)任公司董事長兼任總經(jīng)理，總工程師，歷任五屆遼寧省大連市人大

23、代表（第九、十、十一、十二屆、十三屆、十四屆）；遼寧省瓦房店市公用事業(yè)局副局長、總工程師；市科協(xié)副主席；遼寧省大連市空調(diào)制冷學會副主任委員；遼寧省瓦房店市建筑設計院- 14 -副院長等職。工作29年來，在工程設計中成績突出；先后榮獲各級各類榮譽稱號40多次和國家發(fā)明和實用新型專利各兩項。從事暖通空調(diào)專業(yè)技術工作以來，先后有9個項目11次獲?。ú浚?、市級科技成果獎和科技進步獎；在省以上雜志發(fā)表技術論文31篇，并有5篇論文獲國家、省、市優(yōu)秀科技論文獎。其中“半深井射流瀑氣活性污泥法處理北方地區(qū)屠宰廢水新技術”填補了國內(nèi)空白。1973年其結合本職工作開始自學暖通專業(yè)技術；1974年進入勘測設計室擔任

24、暖通設計；1981年出席全國首屆青年自學成才經(jīng)驗交流會，受到國家主席的接見；并榮獲國家頒發(fā)的“自學成才獎勵證書”，成為全國自學成才的典型。1988年破格晉升為工程師，1991年任建筑設計院副院長、專業(yè)負責人;1993年被評為大連市“拔尖人才”，1994年又破格晉升為高級工程師。1994年被授予市“十大杰出青年”。1994年完成的”蒸汽管道直埋敷設”研究課題，獲國家實用新型和發(fā)明專利，獲多項國家獎。被評為全國最佳環(huán)保推廣項目，獲國家環(huán)保局技術成果獎，國家環(huán)?？萍歼M步三等獎；1997年該項技術還應德國暖通空調(diào)學會邀請，到柏林進行技術交流。1998年研制的“智能型自鎖式熱計量表”獲國家發(fā)明專利。20

25、00年開發(fā)研制的“大功率無燃料供熱機組”獲國家實用新型專利證書,大連市科學進步獎。5、項目建設熱力規(guī)劃5.1 建設規(guī)劃設計依據(jù)及氣象條件采暖通風和空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范（GBJ50019-2003）地源熱泵工程設計施工規(guī)范（GB91970-2006）- 15 -供水管井設計施工驗收規(guī)范公共建筑節(jié)能設計標準（GB50189-2005）建筑規(guī)劃等專業(yè)提供的本工程有關設計資料氣象參數(shù)(高碑店市)基地位于中國北方河北省高碑店市，地處溫帶半濕潤季風區(qū)域，大陸性氣候顯著。該地區(qū)四季分明，全年氣候溫差較大，春季干燥多風；夏季炎熱多雨，多東南風；秋季干爽；冬季寒冷少雪，多西北風。年平均氣溫16度。雨水充沛，雨日為1

26、40天，主要集中在5-8月，年平均降水量約931mm，無霜期為230天。高碑店市地區(qū)：冬季采暖室外計算溫度:-9冬季空調(diào)室外計算溫度:-11。5.4 工程設計及施工范圍1、工程設計范圍：地源熱泵集中供熱機房設備、工藝管道及電氣控制設計，室外土壤埋管換熱器系統(tǒng)、室 熱負荷根據(jù)建設單位提供的項目規(guī)劃平面圖，結合我公司在以往同類地板熱采暖系統(tǒng)工程設計施工中積累的經(jīng)驗，確定該住宅小區(qū)一期26.2萬（因一期工程內(nèi)各個建筑單體戶型設計、功能不明，這里按照一般住宅區(qū)綜合考慮）工程的采暖負荷指標為45w/（含3w/的管網(wǎng)損耗），公建部分2.5萬（含5w/的管網(wǎng)損耗），計算如下：住宅26.2×45w/

27、×0.9=10611KW公建2.5萬×55w/×0.95=1306KW總采暖期平均熱負荷11917KW采暖期平均熱負荷系數(shù)：tn-tp- 18 -=tn-twtntptw18-（-2.1）保定地區(qū) 18-(-12)6.2 地埋管換熱器設計一、地下土壤換熱量計算根據(jù)上述計算的熱負荷，計算該工程冬季的地下?lián)Q熱量，即冬季從土壤吸收的熱量，計算如下：冬季吸熱：11917kw×0.75=8937kw二、地下熱交換器設計選擇根據(jù)該工程所在的地理位置及地質(zhì)條件可確定地質(zhì)條件良好，建議鉆設120m的深孔，每個管孔可實現(xiàn)5.06KW左右的熱交換量。根據(jù)當?shù)氐叵碌刭|(zhì)結構及土

28、壤類別熱物性估算每個換熱管孔需要占用的地面面積約為1625。這樣根據(jù)該建筑計算負荷以及可作為埋設地耦管的空地面積數(shù)據(jù)，評估具備采用垂直式地耦管系統(tǒng)的條件。綜合考慮現(xiàn)場可用地表面積及土壤熱特性及開挖鉆孔費用,運行費用，本方案推薦地熱交換器采用垂直豎井布置，埋管方式為雙U型管并聯(lián)同程- 19 -的形式，管材選用聚乙烯（PE）管材。流程示意圖如下： 根據(jù)保定地區(qū)地質(zhì)資料，項目所在地鉆設120米深孔，可實現(xiàn)40w/延米的冬季取熱量，則該項目工程一期工程冬季集中采暖系統(tǒng)室外地埋管管長計算如下：按埋管換熱傳熱量計算：冬季吸熱40w/m（每延米井深），具體計算公式如下：L= Q1¢×1,

29、000÷40其中L豎井埋管總長(m)Q1¢冬季從土壤吸收的熱量(kw)分母“40”是冬季每延米埋管管長吸熱量(w/m)豎井數(shù)目及間距：豎井深度按120m計算，間距56米（具體深度及間距依據(jù)現(xiàn)場勘探結果而定）N= L÷H其中N豎井總數(shù)(口)L豎井埋管總長(m)豎井深度(m) HU型管豎井的水平間距取5m根據(jù)上述換熱量計算該建筑地熱交換器埋管管長及鉆井個數(shù):L =8937×1,000÷40=223425m=223425m÷120m=1862 N考慮系統(tǒng)同時使用率和埋管地溫變化，取井數(shù)：1862口- 20 -三、室外換熱器施工工藝土壤埋管換

30、熱器的地源熱泵系統(tǒng)是在鉆孔內(nèi)置入U型管，并在鉆孔內(nèi)灌注傳熱材料，上部用直徑較大的PE管連接，與地源熱泵機組換熱器形成一個密閉的循環(huán)管路，與熱泵和室內(nèi)散熱循環(huán)體系組成地源熱泵系統(tǒng)。其施工的工藝流程如下：1、放線、定位根據(jù)現(xiàn)場情況，依照設計圖紙及地建地基基礎圖進行施工現(xiàn)場定位，豎孔間距為5m，如遇到自然基礎樁基梁處等應適當?shù)谋茏尅?、鉆孔直埋式地源熱泵需要用鉆機進行施工，要求鉆機的鉆進深度達到150m，本工程設計孔的有效深度為120m。鉆頭的直徑為200mm，由于鉆孔深度較淺，一般采用常規(guī)的正循環(huán)鉆進方法。鉆孔施工完成后孔壁必須保持完整，如果施工區(qū)地層土質(zhì)比較好，可以采用裸孔鉆進；如果是砂層，孔壁

31、容易坍塌，則必須下套管。裸孔鉆進時，要求泥漿的密度在1.25g/cm3左右，以保證形成比較穩(wěn)定的孔壁并逐漸降低泥漿濃度（加清水）。成孔時，要求最后上返泥漿的密度1.08g/cm3左右，且泥漿中基本不含砂粒。3、U型的制備按照事先設計好的接管方式，把PE型管制備好，要求U型彎接頭的溶接作業(yè)在室內(nèi)進行，以保證接頭熔接的可靠性。在場地內(nèi)展開U型管，以方便其進入孔內(nèi)。注入換熱劑，換熱劑可以增加U型管的整體重力，使下管更加容易，- 21 -并作為傳熱介質(zhì)，確保換熱劑無泄漏后，在PE管的U型接頭處捆綁配重，配重一般選用815mm的鋼筋，長度為2.5m左右，根據(jù)下入PE管的根數(shù)決定配筋的數(shù)量，一般下入3根P

32、E管配1根筋，下入5根PE管配2根筋。4、下U型管U型管的下放是工程的關鍵，因為下入U型管的深度決定著采取熱量釋放冷量的多少，所以必須保證下入U型管的深度。下U型管的方法十分簡單，一般采用人力下管，一方面人的感覺可以判斷U型管的完好與否；另一方面，人力也足以使其完全的下入孔設備選擇根據(jù)上述熱負荷和地埋管熱交換器計算，其主要設備選擇計算如下：- 22 -地源熱泵選擇為大連奧德生產(chǎn)的大功率地源熱泵機組。該熱泵是大連奧德自主開發(fā)的一種大功率純水源熱泵機組。該機組完全按熱泵工況設計，并充分考慮城市集中供熱對水溫的要求，壓縮機采用世界一流公司（臺灣漢鐘）生產(chǎn)的專為水源熱泵機組配置開發(fā)的的半封閉緊湊型螺桿

33、式壓縮機，并且?guī)в小白詣訃娨撼瑴乇Ｗo裝置”，使機組冷凝溫度（供水溫度）可達55。我們知道，螺桿式壓縮機由于沒有進、排氣閥，易損件少，使它具有25萬小時的安全運行周期，它的零件數(shù)僅為活塞機的110。據(jù)統(tǒng)計在3000小時運轉(zhuǎn)期間，活塞機的故障是螺桿機的10倍；在12000小時運轉(zhuǎn)期間，活塞機的故障是螺桿機的4倍。螺桿壓縮機屬于回轉(zhuǎn)式機型，它的振幅是往復式的15；螺桿式壓縮機對濕行程不敏感，安全可靠。因此，在熱泵機組上選用螺桿式壓縮機具有無以倫比的優(yōu)越性。 該機組的蒸發(fā)器、冷凝器采用奧德獨有流程設計的殼管式換熱器，該換熱器不僅設計流程合理，可清洗（使機組制熱冷量長期運行衰減問題得到解決），而且其蒸發(fā)

34、完全，傳熱效率高，傳熱溫差可以小到2，這對充分利用地下水中有限的低品位不可直接利用的熱量是極為有利的。地埋管熱交換器采用聚乙稀PE管，該管具有極強的耐壓和抗腐蝕性，可長期穩(wěn)定的服務于采暖系統(tǒng)的需求。該機組已獲中華人民共和國專利，專利號為：ZL00202282.6。該機組具有如下五大特點：完全按熱泵工況設計，50的冷凝溫度（供水溫度）是國內(nèi)獨一無二的。 國內(nèi)熱泵中唯一選用帶自動噴液保護的半封閉螺桿式壓縮機，使機- 23 -組可在高溫下連續(xù)安全運行。機組的“四大件”（壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、制冷元件）和控制系統(tǒng)全為世界一流產(chǎn)品。質(zhì)優(yōu)價廉，性價比優(yōu)良，每瓦熱量價格相比較國內(nèi)同類產(chǎn)品價格較低。1、根據(jù)

35、上述負荷計算，確定該28.7萬平米住宅區(qū)地源熱泵的規(guī)格、數(shù)量。選擇單臺產(chǎn)熱量為2068kw的 “SSR-2000DB2型”大連奧德大功率水源熱泵機組6臺。機組在運行期間可以根據(jù)室外天氣氣溫的變化和系統(tǒng)的供回水溫度做相應的能量調(diào)節(jié)。2、土壤換熱器系統(tǒng)循環(huán)水泵選擇冬季供熱工況最大循環(huán)量計算11917kw×1000×0.86G = =3416噸/h3×1000×1根據(jù)冬季采暖工況最大循環(huán)量選用350/480-110/6（z）型土壤換熱器循環(huán)水泵4臺（Q=860T/h，H=28m，N=110kw），冬季運行3臺，備用1臺。3、采暖系統(tǒng)循環(huán)水泵的選擇由于室內(nèi)系統(tǒng)設

36、計為“低溫水地板輻射采暖系統(tǒng)”按國家規(guī)范其采暖系統(tǒng)供水溫度宜大于60，結合熱泵系統(tǒng)能效，本系統(tǒng)設計供熱參數(shù)為：4840。11917kw×0.86- 24 -G=×1.05=1345噸h8×1選用：200/31555/4型循環(huán)泵4臺，Q=400T/h、N=55kw、H=32m，運行3臺，備用1臺。4、補水泵的選擇系統(tǒng)側(cè)補水泵：:KQL50/200-5.5/2，2臺，N=5.5kw、H=50m（暫定），Q=15T/h，1用1備。地源側(cè)補水泵：KQL50/110-3/2，2臺，N=3kw、H=16m（暫定），Q=15T/h，1用1備。7.1 室 室外管網(wǎng)一、土壤埋管循環(huán)

37、管網(wǎng)，設計采用焊接鋼管外纏2布三油防腐，埋地敷設。二、室外熱力管網(wǎng)采用成品聚氨脂保溫管，支狀布置，直埋敷設。 9 土 建結合暖通專業(yè)設備選擇的要求，一期工程地源熱泵機房擬設2個集中機房，考慮設在小區(qū)地下車庫 電 氣一、電氣設計依據(jù)根據(jù)暖通空調(diào)專業(yè)提供的電氣設計資料和電氣設計規(guī)范進行設計。- 25 -二、設計范圍地源熱泵供熱機房的配電、設備控制、接地等。 三、設計運行人員編制地源熱泵系統(tǒng)自動化程度高，運行管理簡便，機房采暖系統(tǒng)運行維護可實行“兩班制”，總計人員為5人，每班2人，1人替班即可。 10.3地源熱泵采暖系統(tǒng)運行費用分析- 26 - 地源熱泵冬季采暖運行直接費用分析10.4 分析結論1、上東新城住宅項目一期地源熱泵集中地板熱采暖系統(tǒng)冬季144天采暖運行直接費用為13.53元/，是同比城市集中供熱收取的供熱費（按照25元/考慮）的53%，考慮維護、管理、折舊、稅費等總費用不會超過18元/，年可節(jié)約或獲得運行收入約230萬元。2、地源熱泵供熱系統(tǒng)投資約為4300萬元左右，平米投資150元，其熱源部分投資僅為82元/，其投資與集中供熱入網(wǎng)費相當、但運行管理自主權大、投資靈活，而且可實現(xiàn)環(huán)保零排放，無任何污染，沒有傳統(tǒng)采暖系統(tǒng)所必需的燃料消耗（煤、粉、灰和煙氣）帶來的污染，對美化建筑周邊環(huán)境大有益處。- 2