地源熱泵打井計算及方案（總5頁）--本頁僅作為文檔封面，使用時請直接刪除即可----內頁可以根據需求調整合適字體及大小--地源熱泵方案項目概況項目共分三期；其中，二期辦公樓建筑面積為3200書，空調面積約為3000m；二期廠房一層建筑面積為11218書，空調面積約為8918書，夾層建筑面積6880m,空調面積約為4780m；三期廠房建筑面積6648m,空調面積約為1600m。二期和三期總建筑面積為27946m,總空調面積約為18298m。根據甲方要求，現需為二期和三期的廠房及辦公室配置空調系統。設計依據1、 《民用建筑節能設計標準》2、 《采暖通風與空氣調節設計規范》(GB50019-2003)3、 《公共建筑節能設計標準》 (GB50189-2005)4、 《地源熱泵系統工程技術規范》(GB50366-2005)5、 《埋地聚乙烯(PE)管材》 (CJJ101-2004)6、 《實用供暖空調設計手冊》7、 《空氣調節設計手冊》8、 《通風與空調工程施工質量驗收規范》(GB50243-2002)9、 《地源熱泵工程技術指南》，徐偉譯10、 國際熱濕環境ISO7730《室內熱濕環境的相關標準》11、 世界衛生組織《室內空氣品質WHO標準》12、甲方提供的建筑平面圖暖通專業范圍本項目單位空調冷指標取120W/書，空調熱指標取85W/書；則總冷負荷為2196KW，總熱負荷為1555KW。采用節能、環保的地源熱泵系統為空調系統提供冷熱源，夏天制冷、冬天采暖，選用兩臺制冷量為1100KW的地源熱泵冷水機組。二期辦公區及廠房夾層空調末端主要采用風機盤管+新風的形式，二期、三期廠房部分空調末端主要采用組合式空氣處理機組+新風的形式。本項目室外地埋管采用垂直雙。型埋管，共360口，有效埋管深度為100米，埋管井間距取米；單位孔深排熱量按56W/m，單位孔深吸熱量按34W/m（根據北京威樂項目地質勘探報告）；室外打井位置為三期廠房區域及室外綠化地帶。除此之外，考慮到地源熱泵地下熱平衡性，需額外配置一臺閉式輔助冷卻塔，冷卻塔水流量為110m3/h。前期可不必安裝冷卻塔，只需預留安裝冷卻塔的接口及位置；根據地源熱泵使用過程中地溫變化情況及大小另行確認是否安裝冷卻塔。室外計算參數表類型夏季冬季單位室外大氣壓力kPa室外空調計算溫度C室外通風計算溫度C室外計算相對濕度7845%室外平均風速m/s室外設計參數地源熱泵系統特點地源熱泵技術利用地殼表層低溫熱資源作為空調機組的制冷及制熱的冷熱源，具有以下優點：屬可再生能源利用技術地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽輻射能量，比人類第年利用能量的500倍還多（地下的水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態能量平衡系統，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發散的相對的均衡。這使得地源熱泵利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說，地源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術。高效節能地源熱泵機組可利用的土壤溫度冬季為1218C。，土壤溫度比環境空氣溫度高，所以熱泵循環的蒸發溫度提高，能效比也提高。而夏季土壤為1520C,土壤溫度比環境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風冷式和水冷卻塔式，機組效率提高。據我們所實施的工程經驗估計，設計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節約用戶2030%的供熱、制冷空調的運行費用。穩定可靠土壤的溫度一年四季相對穩定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動，是熱泵機組很好的冷熱源，土壤溫度較恒定的特性，使得熱機組運行更可靠、穩定，也保證了系統的高效性和經濟性。不存在空氣源熱泵和冬季除霜等難點問題，克服了常規空調因外界氣溫的變化引起的多耗電，效果差等弊端。環境效益顯著地源熱泵的使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發電時，消耗一次能源并導致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節能的設備本身的污染就小，設計良好的地源熱泵機組折電力消耗，與空氣源熱泵相比相當于減少30%以上，與電供暖相比相當于減少70%以上。一機多用，應用范圍廣地源熱泵系統可供暖、空調，還可供生活熱水，一機多用，一套系統可以替換原來的鍋爐加空調的兩套裝置或系統。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，地源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量能源，而且用一套設備可以滿足供熱和供冷的要求，減少了設備的初投資。自動運行地源熱泵機組由于工況穩定，所以可以設計簡單的系統，部件較少，機組運行簡單可靠，維護費用低；自動控制程度高，使用壽命可長達25年以上。地埋管換熱器設計地埋管式換熱器是地源熱泵系統設計的重點。地源熱泵的地下換熱器所處的位置是在地殼中的淺層地表土壤中。土壤的類型、熱性能、熱傳導、密度、濕度等對地源熱泵系統的性能影響較大。需根據該項目的實際情況，計算單位管長的換熱器能力。具體設計步驟如下：1）計算地埋管換熱器的最大換熱量地埋管換熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤中吸收的熱量。根據如下公式計算土壤性換熱器的換熱量Q1’=Q1x（1+1/COP1）Q2’=Q2x（1-1/COP2）其中：Q1’：夏季向土壤排放的熱量，kWQ1:夏季設計總冷負荷，kWQ2’：冬季向土壤吸取的熱量，kWQ2:冬季設計總熱負荷，kWCOP1:設計工況下地源熱泵機組的制冷系數COP2:設計工況下地源熱泵機組的供熱系數本工程夏季設計總冷負荷Q1=2196KW，總熱負荷為Q2=1555KW；地源熱泵機組的制冷系數COP1取5,供熱系數COP2為。Q1’=Q1x（1+1/COP1）=2196x（1+1/5）=2635KWQ2’=Q2x（1-1/COP2）=1555x（1-1/=1210KW即系統夏季最大總排熱量為2635KW，冬季最大總吸熱量為1210KW。2）豎井埋管管長單位管長換熱量與地質結構成分有密切關系，而且各地質層傳熱性能各有差異，在建立模型計算方面比較困難，而且也存在一定的誤差，根據北京威樂項目的工程經驗來計算單位管長的換熱量，即單位孔深排熱量按56W/m，單位孔深吸熱量按34W/m。（單位換熱量可根據該項目巖土熱響應測試后的實際情況調整）。按排熱量計算地埋管的長度，計算公式如下：L1=Q1’x1000/WL1:豎井總深度，mQ1’：換熱器總排熱量，kWW1:單位孔深排熱量，w/m因此：豎井總深度:L1=Q1’x1000/W1=2635x1000/56=47054m按吸熱量計算地埋管的長度，計算公式如下：L2=Q1’x1000/WL2:豎井總深度，mQ2’：換熱器總吸熱量，kWW2:單位孔深吸熱量，w/m因此:豎井總深度:L2=Q2’x1000/W2=1210x1000/34=35588m采用按吸熱量計算結果作為埋管長度，多余部分熱量由輔助冷卻塔排出，則豎井總深度L=35588m則地埋管實際排熱量Q3如下：Q3二L2xW1=35588mx56W/m=1993KW3） 豎井數目根據工程的地質條件，建議豎井深度為100m。（如果地下有巖層或其他硬物，則需另外考慮）。計算豎井數目：N=L/H其中:L:豎井總深度，mN:豎井口數，個 H:單口豎井深度，m本項目豎井深度H=100米，因此N=L/H=35588/100=，取整數為356口；除此之外增加4口備用井。則本項目室外地埋管總設計豎井數為360口。4） 豎井間距本項目埋管孔徑約為120mm-150mm，下管深度100m，立管采用DE25的HDPE高密度聚乙烯管雙U管。根據工程經驗，設計井間距為5m，既能滿足換熱的需求，又能節省埋管空間。地埋管換熱器管路連接方式結合串聯和并聯兩種方式的優越點比較，本工程選用并聯的換熱器連接方式。5） 冷水主機選擇系統冷負荷為2196KW，熱負荷為155