1、杭州千島湖別墅地源熱泵空調系統方案書前 言 現國家大力提倡和鼓勵可再生、可持續能源的開發和利用，并頒布了國家新能源法。作為可再生、可持續、新型環保的地源能，是完全符合國家能源政策的新型能源。每到夏季和冬季，居民用電量猛增，面臨限時用電的尷尬境地，給未來經濟發展帶來了一定不利影響。現中央政府正大力提倡節約能源和節能產品的使用，并提出在“十二五”期間，單位GDP節能20%的目標，任務非常艱巨。那么，要實現該節能目標，一個重要的方面就是要利用可再生、環保、經濟型能源，而國際能源大會WEC、國際能源署IEA、國際制冷學會IIR等國際組織及從事熱泵的研究者都普遍認為地源熱泵是：在目前和將來最有前途的節能

2、裝置和系統；國際空調和制冷行業前沿課題之一；地熱利用的重要形式。1998年美國暖通空調工程師學會 ASHRAE技術獎就授予地熱源熱泵系統。地源熱泵被稱為：“ 21世紀的一項以節能和環保為特征的最具有發展前途的綠色空調技術 ”故我們建議貴項目采用節能環保的地源熱泵中央空調系統。目 錄目 錄3第一章 地源熱泵簡介4第二章 工程簡介5一、項目分析5二、項目概況5三、設計依據61、參考資料62、設計參數6第三章 設計計算8二 新風量及負荷計算10三、生活熱水計算11四、地源熱泵機組的計算選型12五、水泵的計算及選型14七、地暖布置19第四章 工程總覽20一、工程材料清單及報價表20二、 系統比較分析2

3、1第一章 地源熱泵簡介 水源（地能）熱泵技術是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽能和地熱能而形成的低溫低位熱能資源,并采用熱泵原理,通過少量的高位電能輸入,實現低位熱能向高位熱能轉移的一種技術. 地源熱泵系統原理圖第二章 工程簡介一、項目分析此項目為杭州千島湖別墅的空調系統，項目所在地有良好的自然資源，周圍有大量綠化地帶，無高層建筑，地下有50米的土壤，50米以下為常規巖石。戶主追求綠色的健康生活環境，對空氣潔凈度要求較高，且需環保節能。二、項目概況空調面積： 426 m2設計冷負荷： 69.49Kw設計熱負荷： 32.78Kw工程預算： 50萬 該項目使用本公司成熟的地源熱

4、泵空調系統，室內末端采用風機盤管加新風系統，并配有熱回收裝置，節能效果明顯。同時系統全年全天候提供生活熱水，提供地埋管采用單U型地埋管，埋深50米，初投資較小。三、設計依據1、參考資料 1采暖通風與空氣調節設計規范2簡明空調設計手冊3公共建筑節能設計標準GB50189-20054民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范GB50736-20125全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調·動力20096第四代KQL/KQW系列單級單吸離心泵樣本7風機盤管機組末端產品樣本8水/地源熱泵機組模塊機型樣本9地源熱泵系統工程技術規范GB50366-2005業主提供的圖紙及資料，以及業主的技術要求2、設計參

5、數2.1 室外設計參數海 拔: 41.7m 冬季大氣壓力: 1021.1hPa夏季大氣壓力: 1000.9hPa夏季室外平均風速: 2.4m/s夏季空調室外計算溫度: 35.6夏季空調室外計算日平均溫度: 31.6夏季空調室外計算濕度: 64%冬季室外平均風速: 2.3m/s冬季采暖室外計算溫度: 0.0冬季采暖室外計算濕度: 76%2.2 室內設計參數 夏季：溫度 26±1 ， 濕度 60%冬季：溫度 20±1 ， 濕度 50%第三章 設計計算1、 建筑負荷計算 本負荷計算采用概算指標的方式，對個房間的負荷進行單獨計算，概算指標可查5全國民用建筑工程設計技術措施暖通空調&

6、#183;動力2009，其計算結果見下表。二 新風量及負荷計算按公共建筑節能設計標準GB50189-20053的要求，對個房間的新風量進行逐室計算，其計算結果如下表，系統采用風機盤管加新風的系統，故新風有新風機組處理，每層配備一個新風機組，選擇型號見下表。三、生活熱水計算 本設計空調總熱負荷47.5KW,設計兩臺冷熱水機組制熱量108KW，熱水有相當大余量。故做簡要計算： 本設計中用水單位數定位10人，熱水用水定額為110L/人。55攝氏度熱水密度0.983kg/L,小時變化數為4.21.則負荷=4.21*10*110*33.25*（55-5）*0.983/86400=8.9KW. 儲水體積計

7、算熱水為全體供應，儲水時間為90min，則設計小時熱水量按下式V=90min*負荷/1.163/(55-5)/0.983/60=0.25M3. 故冬季負荷加上生活熱水負荷遠小于冷水機組冬季制熱量。四、地源熱泵機組的計算選型4.1 制冷機型號、容量、臺數的確定 強條：電制冷機總裝機容量與計算需要的冷負荷比值不超過1.1。 冷水機組一般不考慮備用，臺數不宜過多，一般為23臺為宜，當制冷系統的設計工況與冷水機組的名牌工況不同時需對冷量進行修正。已知：QC=69.4+24.4=93.8，可知可以選擇兩臺制冷機，每臺冷水機組至少需要制冷量為51kw，查博拉貝爾機組的技術參數，制冷機選兩臺PR015W-G

8、AA型，每臺制冷機的制冷量為Q=51kw。其相關的技術參數如下： 附表4-1型號制熱量制冷量輸入功率制冷效率運行電流制冷劑型號噪音蒸發器KWKwKw制冷量/輸入功率A-DB(A)水流量m3/hPR015W-GAA54.3519.95.1516 R410A508.8蒸發器冷凝器重量外形尺寸壓降kpa配管尺寸mm水流量m3/h壓降kpa配管尺寸mm運行重量kg運輸重量kg長 mm寬 mm高 mm5220010.5632004003609227601420備注：1.機組水側標準設計壓力為1.0MPA。 2.冷水機組運行工況：冷凍水進水溫度12，出水溫度7；冷卻水進水溫度30，出水溫度35。 3.制熱

9、水工況：20源水進水溫度，和冷水初始溫度15，默認熱水出水溫度45，進水溫度40. 4.噪音測試環境：背景噪音24DB的消聲室內，按而定水量開機運行，離機組1米處測得。 5.規格參數因產品改良而有所調整，按額定水量開機運行，離機組一米處測得。校核： 1）單臺機組制冷量位51Kw,總制冷量Q1=2x51=102Kw,計算所需冷負荷QC=93.8KW，102/93.8=1.08<1.1,符合國家規范，故所選機組可行。五、水泵的計算及選型5.1 冷凍水、冷卻水系統的流量 查博拉貝爾冷水機組相關技術參數可知單臺冷水機組蒸發器的水流量為8.8m3/h，所以冷凍水系統總的水流量為8.8m3/h &#

10、215;2=17.6m3/h ； 單臺冷水機組冷凝器的水流量為10.5 m3/h，所以冷卻水系統總的水流量為10.5 m3/h×2=21m3/h 。5.2 確定冷凍水、冷卻水系統各管段的管徑并進行阻力計算沿程阻力：由6.1已經得出冷凍水系統和冷卻水系統總管和支管的流量，且確定所用的管材為鋼管。查鋼水管摩擦阻力計算表，并將比摩阻控制在100300pa/m之間，可以得出總管和各支管的管徑和流速，再根據所畫的管路布置圖，確定出各管段的管長L根據公式： ,從而可以計算出兩個水系統的沿程阻力。局部阻力：在查相關資料和手冊，確定出各個閥件的局部阻力系數，且由前面的計算得知各管段的水流速根據公式：

11、可以確定出局部阻力，并確定出總阻力，將結果列于下表系統流量m3/h 管徑d mm比摩阻R pa/m流速v m/s 管長L（m）沿程阻力P1阻力系數局部阻力（pa）設備阻力總阻力 （pa）冷卻水17.61003001.551404200017.52102263000 126022冷凍水211502501.851203000025.543637520001256375.3冷凍水、冷卻水系統循環水泵的選擇 對于冷凍水、冷卻水系統的循環水泵的選擇應滿足如下要求：(1)泵的流量應等于冷水機組蒸發器（冷凝器）的額定流量，并附加10的余量冷凍泵：L1=17.6m3/h×(1+10)=19.36 m

12、3/h冷卻泵：L2=21 m3/h×(1+10)= 23.1m3/h(2)泵的揚程為克服整個最不利環路的阻力損失，其中包括最不 利環路的管道阻力和設備 阻力，并附加10的余量。 冷凍泵：H1=P3×(1+10)=126022×(1+10)=138624pa =13.86mH2O 冷卻泵H2=P4×(1+10)=101604×(1+10)=111764pa =11.17mH2O 根據額定流量和最不利環路的總阻力損失可以查傷害凱泉單級水泵樣本，可選擇以下型號，詳細性能參數見下表：名稱型號臺數尺寸參數mm轉速r/min電功率kw重量kg冷卻水泵80/

13、235-2.2/4 2590x320x52714802.268冷凍水泵65/200-1.1/4 2502x220x50714801.165 六、 埋管長度計算 6.1 地源側負荷設計計算換熱器設計必須保證運行期內，源側水溫在設計工況上下限內，同時確保地源熱泵機組運行效果不下降。系統最大散熱量與建筑設計冷負荷相對應。包括：各空調分區地源機組釋放到循環水中的熱量（空調負荷和機組壓縮機功耗），循環水在輸送過程中得到的熱量，水泵釋放到循環水中的熱量。最大吸熱量與建筑設計冷負荷相對應。包括：各空調分區地源機組從循環水中的吸熱量（空調熱負荷，扣除機組壓縮機功耗），循環水在輸送過程中損失的熱量并扣除水泵釋放

14、到循環水中的熱量。6.2 埋管總長度的計算利用單米井深 換熱能力 來計算管長。根據相關工程實際資料，單U型地藕管的夏季排換熱能力約為55w/m，冬季約35w/m。6.2.1 夏季排熱計算公式： L=Q1/55 ; Q1為土壤換熱量，kw L為豎井埋管總長，m夏季：地熱負荷=空調能量冷負荷*（1+1/EER+0.3*1/EER） =117.5KW冬季：地熱負荷=空調能量熱負荷*（1-1/COP）=41.6KW全年夏季放熱量=117.5KW全年冬季吸熱量=41.6KW.根據以上，可得到： 夏季散熱量需要井深：L=117.5*1000/55=2136.4 6.2.2 冬季取熱量計算： L=Q2/40

15、 Q2為土壤換熱量,KW L為 豎井埋管總長，M 根據以上可得到：冬季取熱量需要井深：L=41.6/40*1000=1040.綜上所述，井深2136米。打井深度50米，則可確定打井數量43口。且采用單U形式的PE管。七、地暖布置 為提高住戶冬季的舒適性，采用地暖供熱方式，地板采暖相比與常規采暖有一定的優勢主要體現在：不影響室內的空間，干凈整潔，節能高效并且熱穩定性好，溫差較小。地暖系統主要包括主管道，分水器，以及地下盤管系統。跟據房子的結構設置了幾路分水器，用戶可以通過分水器和閥門調節各個區域的溫度，同時滿足節能的要求。采用Roth地面輻射系統，系統分為兩層： 絕熱層 表面附著隔熱反射層，采用

16、保溫效果良好經久耐用的底面保溫板。 水泥覆蓋層 可以很好的保護設備，并且可以使地面的溫度保持平均，厚度為70mm。第四章 工程總覽一、工程材料清單及報價表序號設備名稱及型號設備單價 數量單項費用1風機盤管pf-34460元94140元2風機盤管pf-51800元108000元3風機盤管pf-681300元33900元4風機盤管pf-852300元12300元5水泵80/235-2.2/43500元13500元6水泵65/200-1.1/42000元12000元7主機PR150W-HAA-R60000元160000元8新風機組XHBQ-D5TP1900元23800元9新風機組XHBQ-D15TP

17、3000元13000元10地埋管60000元160000元11管道閥門40000元140000元工程時間為一個半月。前期鋪設地埋管施工人員20人，后期為15人。2、 系統比較分析1、 運行費用計算比較運行費用計算依據：假定總機組負荷為100KW,杭州地區水費0.6元/度，天然氣費2.5元/度。夏天100%負荷運行天數50天，75%負荷運行天數40天，50%負荷運行天數30天，冬天100%負荷運行天數40天，75%負荷運行天數30天，50%負荷運行天數20天，且每天運行10小時。生活熱水常年使用10KW左右。VRV空調系統參照大金VRV樣本，夏天制冷耗電量30KW，冬季制熱耗電量36KW. 夏季

18、運行費用30*（50+30+15）*10*0.6=17100冬季運行費用36*（40+22.5+10）*10*0.6=9180生活熱水 費用 10*0.6=6000.總計： 32280.地源熱泵空調機組。 參照博拉貝爾技術樣本，夏季制冷量兩臺20KW,冬季28KW. 夏季運行費用20*570=11400 冬季運行費用28*255=7140熱水全年免費。 水泵功率（4.4+2.2）*(570+255)=5445總計： 23985電制冷機組+燃氣鍋爐 選用三臺35KW的制冷機組，cop為4.5。制冷耗電量為23.3KW，水泵選擇為三臺2KW冷卻水泵，三臺3KW冷凍水泵。則每小時運行費用 23.3*0.6+(2+3)*0.6*3=22.98 總計22.98*10*（120+45）=37917大金VRV機組地源熱泵電制冷+燃氣鍋爐運行費用3228023985379172、 初投資比較 冷凍機房部分主要設備費用 風機盤管及控制設備材料費用初投資費用構成 冷凍水管、冷卻水管及保溫材料費用 風管管材及保溫材料費用 風、水管系統附件費用 熱量計量設備費用 電氣設備、控制儀表費用 土建部分費用 安裝費、設計費、調試費等間接費 對于常規的中央空調系統，其初投資主要包括以上幾9個方