河北省小區地源熱泵集中供熱系統規劃方案及可行性分析報告20頁.docx
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1、 河北省高碑店市上東新城住宅小區地源熱泵集中供熱系統規劃方案及可行性分析報告目 錄1工程概況1項目簡介1項目概要22項目的技術可行性和成熟性3基本原理及關鍵技術3項目的技術經濟特性4項目的成熟性和可靠性53項目的技術水平與國內外技術發展狀況6技術水平6國內外技術發展狀況64項目建設熱力規劃7建設規劃設計依據及氣象條件7工程方案設計依據7工程設計原則8地源概況8工程設計及施工范圍85工程方案9熱負荷9地埋管換熱器設計9設備選擇11室內系統13室外管網13土建13電氣13運行人員編制146結論15地源熱泵采暖系統運行費用分析15經濟效益15社會效應16節能效應16環保效應16環境影響分析16市場需2、求分析16示范項目推廣前景分析171 工程概況(1)位置及規劃范圍上東新城位于河北省高碑店市區南部,南防洪大堤以北?;貣|臨城市干道東盛路,西接經十五路,北臨規劃的緯七路,南至迎賓路,建筑周邊有寬大綠化帶,規劃總用地面積平方米。在規劃設計中把小區主干道走向曲折,使小區內部的空間更富于變化,創造更為有利的小區整體形態。在總體空間結構的安排上,把各片區作為一個整體進行考慮,通過交通、綠地和景觀把小區的各個區域有機地串連起來。(2)現狀小區基本概況基地現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用地和其它用地。(3)交通組織該小區的道路系統規3、劃,遵循“通而不暢”的原則,采用環形道路作為小區干道骨架,外連城市支路,內接宅前路,以確保小區交通的安全、通暢、便捷。小區的道路系統分為兩級:小區級道路和宅間路。小區級道路路面寬6-7米,宅前路面寬3-4米。開發小區規劃設有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;西南部出入口也分別設在兩條城市支路上。小區的步行系統同小區的景觀體系連成一體,使人進入小區,就在優美的環境里穿行,直達自家門口。本著政府指導扶持、企業建設管理的原則,上東新城新建小區靈活運用市場運作規則,正確處理當地居民、消費者、投資人、政府和社會其他成員之間的利益關系4、,通過體制創新、資源整合,實現超常規發展,創造財富、增加稅收、解決就業,有效提升當地政府形象。上東新城開放創新、兼容并蓄,通過創新體制和管理模式,努力營造符合現代市場經濟發展規律的現代衛星城運行機制,為投資者創造出一個成本低廉、運作順暢、安全高效的投資環境。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境”為主題,積極采用新理念,新技術,新產品,在兼顧環境質量和社會、經濟效益的同時,營造人與自然和諧共生的生活環境。以批準的控制性詳細規劃方案為基礎,以安全、適用、經濟為原則,符合現行國家規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5、先進,經濟合理。充分體現“以人為本”的現代設計思想。提倡“性能化”設計,創造一個環境優美,功能完善,與新區建筑相協調的熱力空調系統。最終實現經濟效益和社會效益、環境效益的統一。完成項目萬m2建筑熱泵集中供熱采暖系統設計、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政策、技術和標準體系。開發城市中水、污水源熱泵技術集中供熱;研發一批具有自主知識產權的熱泵設備及成套技術。為在河北地區尤其是在住宅區規模化推廣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)系統是依據國家專利技術,由天然冷熱源(水源)系統、熱泵機組及熱力管網等組成。其特點是高效節6、能、環保、經濟。我公司通過實地考察,多方咨詢,多方比較,建議在新開發改造建設的岳莊村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,采用“土壤熱量交換”聯動熱泵技術,實現對全區居住項目、公共設施項目進行集中供熱的節能環保示范項目建設。 根據國家地源熱泵設計施工規范和行業、企業標準,大面積實施熱泵系統工程須對項目所在地地質情況進行全面勘探,設計、專業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。根據現階段國家、國際能源現狀和國家節省能源法十一五節能規劃要點7、節能建筑管理條例可再生能源法的相繼出臺,可看出節能工作萬分重要。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,是一種新型的環保的可再生的能源利用方式,如在本項目中得以實施,將使高碑店市在新能源利用上,創造保定地區總體建設規模(熱泵系統)最大、系統形式(熱泵)最全的節能示范項目,對推進保定地區現代化城鎮建設具有明顯的示范作用,其最大的社會意義是節能、節水、節電、無污染、保護環境。因此,建議高碑店市政府、建設主管單位、開發單位能夠支持該項熱泵集中供熱示范工程項目的建設,多方論證實現項目規劃建設實施,為美化環境,造福人類做出貢獻。同時建設單位也可根據國家建設部、河北省發改委和“京都議定8、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。熱泵工作原理大功率無燃料供熱冷機組(地源熱泵)是根據“卡諾”循環原理。利用天然冷熱源作為低位能源,冬季,借助機組系統,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系統。其運行過程是將溫度相對恒定土壤中的水,連續不斷地按規定流量送到水源熱9、泵機組,再由機組內的壓縮機工作,迫使工質(R22制冷劑)蒸發、壓縮,吸收這些循環水中的熱量,使其溫度降至5以下,再回放到原取水層位。機組吸收的熱量再通過工質的冷凝而被釋放出來,用以加熱采暖系統水。最高供水溫度可達60。夏季制冷時,機組進行反向循環,利用低溫水作為機組冷卻水,而常規制冷機則是利用室外冷卻塔水循環冷卻(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,比循環冷卻水(空氣)低715,大大提高了機組的工作效率,從而達到節能的效果。本項目產品結構由壓縮機、冷凝器、蒸發器、熱力膨脹閥及制冷元件和微電腦控制器系統組成;所有部件壓縮機、冷凝器、蒸發器、干燥過濾器和微電腦10、控制系統均安裝在機體的體內;壓縮機的進、出端分別通過管路同機體內的蒸發器和冷凝器相連接,蒸發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。本項目壓縮機根據擔負建筑面積不同,根據建設項目規模大小選擇半封閉螺桿式壓縮機,蒸發器、冷凝器選擇為殼管式換熱器。該機組根據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,較大供熱冷區可兩個或多個以上機組連接組成多機組使用。根據項目規劃容積率指標等估算,一般一個熱泵循環系統最大供熱面積不宜超過30萬平米。機組實物圖片:2.2 項目的技術經濟特性高效節能:冬季,供熱系數高達,正常為輸入111、KW的電能,可產生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。能源利用效率為電采暖的3-4倍。綠色環保:該機組在供熱時,省去了鍋爐房系統,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,使環境更加潔凈優美,是真正的綠色環保產品。節省費用: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1012、16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省采暖費9-12萬元,可節省燃料煤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?。喝济哄仩t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費。用該機組代替傳統的中央系統,其總投資可節省3040%。節約資源:以地下土壤為源體,吸13、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。節省土地:該機組占地面積小,機房不需要單獨考慮建設位置,可與變電所合建(設于變電所下面),作成半地上、半地下式,層高米即可,省去了鍋爐房及與之配套的煤場的渣場,節約了土地資源。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。凡萬平方米以上規模的小區,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14、于城市區域供熱(暖氣片、地板熱系統均可);建筑物(賓館、商場、學校、辦公樓、酒店、大型公共設施、別墅及高級住宅小區)中央空調(風機盤管、全空氣系統均可);游泳池水加熱;水產養殖及工廠種植(養殖水加熱、室溫、地溫保持均可)。經久耐用: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達國家發展起來,每年都以20%速度遞增,幾十年的應用證明熱泵技術環保節能、成熟可靠。我國在90年代中后期引進該項技術,經8年的推廣應用,在全國已15、建成熱泵項目近千個,總建筑面積幾千萬的建設規模,證明該項技術在我國是可行并安全的。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的設計施工規范,進一步規范和肯定了熱泵系統的安全可靠性。本項目擬采用的熱泵技術已于2000年10月14日獲國家知識產權局授予實用新型專利證書;并通過國家產品質量監督檢驗所的質量檢驗,同時獲得國家建設部新產品的認證?,F國內已有3600多萬平米成功示范項目。3 項目的技術水平與國內外技術發展狀況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集團有限公司提供,該公司與世界16、著名的壓縮機制造商德國比澤爾(Bitzer)公司合作,于1998年成功地研制開發了SSR系列,供熱冷量等不同規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技術。經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品先進水平。其創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:)。先后被認定為:高新技術成果轉化項目和國家建設部重點推廣項目。該項技術已列入17、中國高新技術產品目錄產品;建設部公布首批住宅建設推薦新技術新產品;國家經貿委十五新能源和可再生能源產業發展規劃重點項目;國家經貿委公告第5號:當前國家鼓勵發展的節水設備等。3.2 國內外技術發展狀況國內現狀: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機)。空氣熱泵由于受室外溫度限制(低于零下7度將無法正常工作),很難在三北采暖地區廣泛應用。國外現狀: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,水源熱泵空調系統在北美18、如:美國、加拿大及中、北歐,如:瑞士、瑞典等國家取得了較快的發展。二十世紀七十年代初爆發的石油危機,使熱泵技術得到了迅猛發展。美國1971年熱泵發貨量為8萬臺,到1976年五年間,就猛增到30萬臺,到1979年美國已經有200萬套各種類型的熱泵裝置在運行。如今,熱泵技術已經成為節能環保的技術產品,在世界各工業發達國家正越來越多地得到應用。在瑞士和德國,已經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能的目的。據統計,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 19、項目建設熱力規劃4.1 建設規劃設計依據及氣象條件(1)設計依據:采暖通風和空氣調節設計規范(GBJ50019-2003)地源熱泵工程設計施工規范(GB91970-2006)供水管井設計施工驗收規范公共建筑節能設計標準(GB50189-2005)建筑規劃等專業提供的本工程有關設計資料(2)氣象參數(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域,大陸性氣候顯著。該地區四季分明,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140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20、店市地區:冬季采暖室外計算溫度:-9冬季空調室外計算溫度:-11夏季空氣調節溫度:夏季空氣調節日平均溫度:夏季空氣調節室外計算濕球溫度:年平均溫度:極端最低溫度:冬季平均溫度:最大凍土深度:55cm極端最高溫度:采暖期:120-144天4.2 工程方案設計依據(1)根據建設單位提供的高碑店市上東新城項目一期集中供熱,擬采用地源熱泵地板熱采暖系統的建設使用要求;(2)建設單位提供的建筑規劃平面圖及功能需求;(3)設備廠家產品樣本說明書;(4)現行有關設計、施工規范。4.3 工程設計原則地源熱泵地板熱采暖系統工程是上東新城住宅項目一期工程的配套工程,總建筑面積約萬;要求采暖系統設計與整體工程設計理21、念結合,與土建工程同步進行,以盡快發揮其經濟效益和社會效益。工程方案中應明確的設計原則如下:(1)充分利用土壤中的低品位熱源,采用節能、環保的熱泵技術,做到熱能綜合利用,達到最佳經濟運行狀態。(2)室內溫度設計:冬季18。(3)系統的熱源設備按大連奧德大功率地源熱泵機組設計選用,設集中式供暖機房。(4)室內末端系統設計采用“低溫水地板輻射采暖”系統。本工程設計方案遵循技術先進、投資省、效率高、經濟實用、節省能源,無污染,運行管理簡便的原則。4.4 地源概況本工程現場可利用的地下土壤資源可滿足地源熱泵冬季采暖運行的需要。根據保定地區水文地質資料情況可知,其地下120米以下地層平均初始溫度為。4.22、5 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、室內末端地板熱系統及室外熱力管線系統等設計。(2)工程施工范圍:地源熱泵供熱機房設備、工藝管道安裝、機房內電氣控制安裝,室外土壤埋管換熱器系統安裝、室內末端地板熱系統安裝及室外熱力管線安裝。5 工程方案5.1 熱負荷根據建設單位提供的項目規劃平面圖,確定該住宅小區一期萬m2(因一期工程內各個建筑單體戶型設計、功能不明,這里按照一般住宅區綜合考慮)工程的采暖負荷指標為45W/ m2(含3W/ m2的管網損耗),公建部分萬m2(含5W/ m2的管網損耗),計算如下:住宅 m245W/23、 m20.9=10611kW公建萬m255W/ m20.95=1306kW總采暖期平均熱負荷11917kW采暖期平均熱負荷系數:=tn-tptn -tw式中:tn設計室內計算溫度tp采暖期平均計算溫度tw設計室外計算溫度保定地區=18-(-2.1)18-(-12)=0.65 5.2 地埋管換熱器設計(1)地下土壤換熱量計算根據上述計算的熱負荷,計算該工程冬季的地下換熱量,即冬季從土壤吸收的熱量,計算如下:冬季吸熱:11917kW0.75=8937kW(2)地下熱交換器設計選擇根據該工程所在的地理位置及地質條件可確定地質條件良好,建議鉆設120m的深孔,每個管孔可實現kW左右的熱交換量。根據當地24、地下地質結構及土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1625m2。這樣根據該建筑計算負荷以及可作為埋設地耦管的空地面積數據,評估具備采用垂直式地耦管系統的條件。綜合考慮現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型管并聯同程的形式,管材選用聚乙烯(PE)管材。流程示意圖如下:根據保定地區地質資料,項目所在地鉆設120米深孔,可實現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=Q11000/40式中:L豎25、井埋管總長(m)Q1冬季從土壤吸收的熱量(kW)分母“40”冬季每延米埋管管長吸熱量(W/m)豎井數目及間距:豎井深度按120m計算,間距56米(具體深度及間距依據現場勘探結果而定)N=L/H式中:N豎井總數(口)L豎井埋管總長(m)H豎井深度(m)U型管豎井的水平間距取5m 根據上述換熱量計算該建筑地熱交換器埋管管長及鉆井個數:L=89371000/40=223425m=223425/120=1862考慮系統同時使用率和埋管地溫變化,取井數:1862口(3)室外換熱器施工工藝土壤埋管換熱器的地源熱泵系統是在鉆孔內置入U型管,并在鉆孔內灌注傳熱材料,上部用直徑較大的PE管連接,與地源熱泵機組換26、熱器形成一個密閉的循環管路,與熱泵和室內散熱循環體系組成地源熱泵系統。其施工的工藝流程如下:a、放線、定位根據現場情況,依照設計圖紙及地建地基基礎圖進行施工現場定位,豎孔間距為5m,如遇到自然基礎樁基梁處等應適當的避讓。b、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,一般采用常規的正循環鉆進方法。鉆孔施工完成后孔壁必須保持完整,如果施工區地層土質比較好,可以采用裸孔鉆進;如果是砂層,孔壁容易坍塌,則必須下套管。裸孔鉆進時,要求泥漿的密度在/cm3左右,以保證形成比較穩定的孔壁并逐漸降低泥漿濃度27、(加清水)。成孔時,要求最后上返泥漿的密度/cm3左右,且泥漿中基本不含砂粒。c、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在室內進行,以保證接頭熔接的可靠性。在場地內展開U型管,以方便其進入孔內。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,并作為傳熱介質,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,長度為左右,根據下入PE管的根數決定配筋的數量,一般下入3根PE管配1根筋,下入5根PE管配2根筋。d、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28、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內。在施工過程中,由于孔內情況復雜,下入U型管時可能會遇到很大的阻力(主要來自孔壁對U型管的摩擦阻力),可以采用如下方法進行下管:在PE管上套上粗麻繩,輔以扶正機構,通過加力杠桿作用與粗麻繩上,以便下管。e、灌注注漿是為了填充U型管與鉆孔孔壁間的間隙,使其具有更好的傳熱性能。填充材料的選擇決定了傳熱率的大小,最好是把鉆孔所取的巖土體進行回填,但是這在工程上實現起來比較困難,所以一般選用特殊物質制成的專門的灌注材料。灌注時,要求泥漿泵的泵壓足以使孔底的泥漿上返至地表,當上29、返泥漿密度與灌注材料的密度相等時,認為注漿過程結束。注漿時,必須保證注漿的連續性,否則會降低傳熱效果,影響工程質量。注漿是由與U型管一并下入孔內的注漿管完成的。5.3 設備選擇根據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:地源熱泵選擇為大連奧德生產的大功率地源熱泵機組。該熱泵是大連奧德自主開發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)生產的專為水源熱泵機組配置開發的的半封閉緊湊型螺桿式壓縮機,并且帶有“自動噴液超溫保護裝置”,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30、閥,易損件少,使它具有25萬小時的安全運行周期,它的零件數僅為活塞機的110。據統計在3000小時運轉期間,活塞機的故障是螺桿機的10倍;在12000小時運轉期間,活塞機的故障是螺桿機的4倍。螺桿壓縮機屬于回轉式機型,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越性。該機組的蒸發器、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31、聚乙稀PE管,該管具有極強的耐壓和抗腐蝕性,可長期穩定的服務于采暖系統的需求。該機組已獲中華人民共和國專利,專利號為:。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)是國內獨一無二的。國內熱泵中唯一選用帶自動噴液保護的半封閉螺桿式壓縮機,使機組可在高溫下連續安全運行。機組的“四大件”(壓縮機、蒸發器、冷凝器、制冷元件)和控制系統全為世界一流產品。質優價廉,性價比優良,每瓦熱量價格相比較國內同類產品價格較低。(1)根據上述負荷計算,確定該萬平米住宅區地源熱泵的規格、數量。選擇單臺產熱量為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32、期間可以根據室外天氣氣溫的變化和系統的供回水溫度做相應的能量調節。(2)土壤換熱器系統循環水泵選擇冬季供熱工況最大循環量計算G=1191710000.86310001=3416噸/h根據冬季采暖工況最大循環量選用350/480-110/6(z)型土壤換熱器循環水泵4臺(Q=860T/h,H=28m,N=110kw),冬季運行3臺,備用1臺。(3)采暖系統循環水泵的選擇由于室內系統設計為“低溫水地板輻射采暖系統”按國家規范其采暖系統供水溫度宜大于60,結合熱泵系統能效,本系統設計供熱參數為:4840。G=119170.86811.05=1315噸/h選用:200/31555/4型循環泵4臺,Q=33、400T/h、N=55kw、H=32m,運行3臺,備用1臺。(4)補水泵的選擇系統側補水泵:,2臺,、H=50m(暫定),Q=15T/h,1用1備。地源側補水泵:KQL50/110-3/2,2臺,N=3kw、H=16m(暫定),Q=15T/h,1用1備。5.4 室內系統室內采暖系統設計為低溫水地板敷設采暖系統。水系統采用焊接鋼管,單元立管設在樓梯間或管井內,水平盤管采用PEX膠聯管。為便于運行管理,每戶設鎖閉調節閥門,予留熱計量裝置位置。5.5 室外管網土壤埋管循環管網,設計采用焊接鋼管外纏2布三油防腐,埋地敷設。室外熱力管網采用成品聚氨脂保溫管,支狀布置,直埋敷設。5.6 土建結合暖通專業設34、備選擇的要求,一期工程地源熱泵機房擬設2個集中機房,考慮設在小區地下車庫內,位置相對與一期工程中心,層高米以上。建筑面積約200。要求有獨立供電、水和排水系統。5.7 電氣(1)電氣設計依據根據暖通空調專業提供的電氣設計資料和電氣設計規范進行設計。(2)設計范圍地源熱泵供熱機房的配電、設備控制、接地等。(3)設計內容機房配電及控制。電源:電源采用三相五線制(380V50Hz3F+T+N)配電,由甲方配送至采暖機房內配電柜上端。(4)用電負荷計算:設備名稱設備數量(臺)設備功率(kW)用電負荷(kW)地源熱泵54742370地源側循環水泵4110440系統側高區循環水泵355165系統側低區循環35、水泵355165地源側補水泵236高區系統側補水泵215低區系統側補水泵211其他55安裝容量31775.8 運行人員編制地源熱泵系統自動化程度高,運行管理簡便,機房采暖系統運行維護可實行“兩班制”,總計人員為5人,每班2人,1人替班即可。6 結論6.1 地源熱泵采暖系統運行費用分析地源熱泵冬季采暖運行直接費用分析冬季采暖期設備運行直接費用分析:設備名稱設備數量設備功率運行小時/天采暖天數采暖系數電價電費(元)地源熱泵547424144地源側循環水泵211024144系統側循環水泵25524144系統側循環水泵35524144地源側補水泵1341441系統側補水泵141441系統側補水泵14136、441人工費5人*2000元/月*6個月合計建筑面積(m2)每平米運行費用分析結論:(1)上東新城住宅項目一期地源熱泵集中地板熱采暖系統冬季144天采暖運行直接費用為元/,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/,年可節約或獲得運行收入約230萬元。(2)地源熱泵供熱系統投資約為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費相當、但運行管理自主權大、投資靈活,而且可實現環保零排放,無任何污染,沒有傳統采暖系統所必需的燃料消耗(煤、粉、灰和煙氣)帶來的污染,對美化建筑周邊環境大有益處。通37、過上述分析, 并從“建設規劃設計方案”中可以看出:本方案的建設成功將取得巨大的經濟效益和社會效益。6.2 經濟效益高碑店市上東新城地源熱泵集中供熱系統運行年費用約為:冬季:元/;與單供熱運行費用比較就是集中供熱收費的70%,為自建區域燃煤鍋爐房取暖費用的85%,燃油、燃氣取暖費用的1/3,1/2,電取暖費用的1/4。如果該社區全部采用熱泵技術供熱,年冬合計可節省運行費用近700萬元。6.3 社會效應上東新城地源熱泵城市級示范項目順應了國家“十一五規劃”要求,開發利用地下水中的巨大低位熱能,降低高碑店市能耗水平,提高能源利用率,形成地源熱泵產業鏈,為保定市的經濟平穩、可持續增長提供能源保障。按照38、國家實施新的科學發展觀,高碑店正在致力于不斷地提高技術水平,以降低建筑能耗。地源熱泵系統作為一種環保節能的技術正是順應了這一要求,無論從節能方面或者環保方面都有傳統供熱采暖所不可比擬的優越性。6.4 節能效應地源熱泵采用地下(土壤熱量交換)作為熱源是一種清潔的可再生能源,由于只與地下(土壤)作熱交換,故對地下土壤地質結構不產生影響,地源熱泵與傳統集中供熱,區域鍋爐供熱相比節能在40%左右,與分體空調和傳統中央空調系統相比,夏季節能在15-40%,冬季節能在40-50%。6.5 環保效應高碑店市上東新城使用地源熱泵空調機組在系統中省去了鍋爐房和煤渣場占地,減少了對小區環境的污染影響和設備占地浪費39、資源。采用地源熱泵技術全年可減排SO2 9000噸,減排等效CO2 32萬噸,可將此減排的CO2指標,出售給有減排指標的國家,每年可直接從發達國家獲取1200萬美元費用用于資源綜合利用和環境治理,這不僅為保定地區集中供熱建設中開辟了一條利用國外資金、開展節能和治理污染的新途徑,而且為保定地區加速節約型社會建設,實現國民經濟可持續發展做出重要貢獻。6.6 環境影響分析由于本地源熱泵系統采用了先進的 “土壤源熱泵系統”,確保了地熱資源全利用,井群間距設計合理,不會引發任何地質災害。6.7 市場需求分析上東新城改造工程是高碑店市的重要建設工程之一,隨著城市的建設發展,人們對居住環境品質要求的提高,上東新城改造為滿足城鄉居民搬遷而投資興建,是十分必要和有很大的市場需求潛力的,必將帶動提升整個城市居民的居住檔次。6.8 示范項目推廣前景分析高碑店市上東新城建設改造,采用地源熱泵技術提供采暖,這項新技術在該項目中的成功推廣運用,將會取得很好的社會示范效應,更順應了國家當前的大環境形勢。對高碑店市乃至河北省的節能減排工作,推廣意義巨大,示范成果明顯,并將推廣到整個三北有條件的地區使用。