方案山西住宅商鋪水源熱泵采暖系統設計方案.doc
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2024-11-21
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1、建筑資料下載就在筑龍網XX水源熱泵采暖空調系統方案設計單位:單位地址:聯系電話: 聯系郵箱:建筑資料下載就在筑龍網目 錄一、工程概況31. 項目簡介3二、設計依據3三、室內外氣象參數31. 室外氣象參數3四、負荷概算4五、主要設備選型與估算41. 熱泵機組選型:42. 系統運行模式43. 水井設計計算:5六、機房主要設備選型5七、系統工作原理及熱泵主機介紹51、主機介紹:52、優化設計:63、選件精良: 錯誤!未定義書簽。4、先進的機組控制技術與網絡功能7八、投資概算81、方案設計8九、經濟效益分析91、能源及設備的參數92、系統總能量93、減排效益分析10十、水源熱泵泵系統特點101、屬可再2、生能源利用技術102、屬經濟有效的節能技術113、運行穩定可靠114、壞境效益顯著115、舒適程度高116、一機多用,應用范圍廣117、自動運行11十一、售后服務11建筑資料下載就在筑龍網一、工程概況1. 項目簡介山西省忻州市XX 一期工程,占地面積14萬平方米的采暖工程。(地下有豐富的水 源資源。)2. 設計目的擬利用水源熱泵,岀水溫度能達到50C。末端采用風機盤管為本建筑夏季制冷,室 內溫度在26C左右;冬季制熱,室內溫度在18C以上居民和商鋪供冷暖。特點是新能 源、不增加污染、零排放,適合生態城的需求,以最經濟的初投資及運行費用,降低運 行及管理成本,符合國家節能減排政策。二、設計依據地3、源熱泵系統工程技術規范GB50366-2005地源熱泵系統工程技術規范(GB503662005)通風及空調工程施工質量驗收規范(GB50243-2002)全國民用建筑工程設計技術措施/暖通空調動力2003年版采暖通風與空氣調節設計規范GB50019-2003采暖通風與空氣調節工程質量檢驗與評定標準(GBJ304-88)制冷設備安裝工程施工及驗收規范(GBJ66-84)建筑施工安全檢查標準(JGJ59-99)建筑安裝施工通用圖集91SB6系列圖集三、室內外氣象參數2.室外氣象參數夏季:室外干球溫度32.7C;室外濕球溫度26.2C;大氣壓力:1002. 2hpa;室外平均風速2. 3m/s冬季:4、采曖計算溫度:-ioc;大氣壓力:1023. 4hpa;室外平均風速2.6 m/s;最大凍土深度:150cm四、負荷概算根據山西省氣候條件,負荷數據計算:居民樓:冬季制熱負荷為50W/H12,則總制熱負荷為:50*140000二7000KW,采暖用地暖。1、xx縣冬季可供熱負荷計算Ql= (GX A tXl. 163) / (1+1/C0P2)=(192X38X1. 163) / (1+1/4. 8)=7022. 27KW其中:Q1夏季可供冷負荷,KWG水源水小時流量,m3/ht夏季污水取水溫差,COP?設計工況下水源熱泵機組的制冷系數可供民用住宅采暖面積m二Qr/q二(7022X 1000)5、 /45= 140440m2五、主要設備選型與估算3. 熱泵機組選型:機組選型:擬采用麥克維爾臺大型單螺桿水源熱泵機組WPS390. 2A, 4臺,為小區 居民樓,冬季提供采暖:7022KW;單臺機組制熱量:1508kW,機組輸入功率:284. 1KW, 最大啟動功率:312. 74KW,水源水流量:36. 6L/S,壓縮機形式:半封閉單螺桿壓縮機, 運輸重量:7. 5t;運行重量:8to4. 系統運行模式運行使用模式:本系統4臺水源熱泵,可以根據居民樓和商鋪用能情況來依次開啟主機臺數,商鋪 開的少以及剛進夏季或冬季,氣溫不太熱或冷的情況下,節約用電,節省運行費用,且 全自動控制,無須人員值守6、。水源側水泵和主機做聯動控制系統,室內達到設定溫度, 主機停機,同時地埋側水泵停止運轉。主機啟動,水源側水泵提前2分鐘運轉。以更好的達到節能目的。5. 水井設計計算:水源側根據施工場地實際情況設計,主機設備最大用水流量為:131.76/ho二、機房主要設備選型序號名稱性能參數單位數量備注1水源熱泵主機WPS390.2A)制熱量1508KW臺42水源側循環水泵Q=192m7h H=30mN=11KW臺8(六用倆備)3使用側循環泵Q 二 45m7h H 二 28mN二7. 5KW臺10(八用兩備)4定壓膨脹系統V 總=0. 35m3/S, V 調節二0. 1 m3套4山東友信5軟化水設備處理水量27、 m3/h套4山東友信6補水水泵Q二 1 m3/h H 二 42mN=l. 5KW臺67補水水箱2m3個18機房管道及保溫、 閥門項4國標9配電及控制系統項4機房配電箱到 主機1011電子水處理儀 旋流除砂器50m3 /h50m3/h臺 臺33以上設備及參數只供參考,詳細參數以施工圖紙為準。六、系統工作原理及熱泵主機介紹1、主機介紹:水源熱泵機組是針對大中型建筑開發的可以實現 模塊組合的水-水熱泵機組。可利用地下水、江河湖泊 的水源以及地熱尾水實現供熱和供冷。 機組在產品設計時的技術思路是: 采用成熟的熱泵技術,考慮中國的實際國情,重點放在高出水溫度和寬使用溫差的實現 上,選擇并確定壓縮機工作8、點和工作范圍,本著節水節能的思想,設計大溫差的分段水 換熱器。氟系統的設計采用分系統完全獨立的模塊化思想,系統部件數量少而品質精良。控制系統充分考慮多系統的協調統一控制,并設置多種的安全保護,同時考慮水系統的水泵控 制和遠程的操作。2、優化設計: 完全遵照國際標準,結合中國國情設計,結構緊湊,占地小,安裝簡便。 氟系統的設計采用獨立的模塊化思想,系統部件數量少而品 質精良。“大溫差,小流量”的技術思路。與其他公司的水源熱泵產 品相比,機組換熱器設計溫差大。其他廠家通常采用標準的 進出水溫差,蒸發器和冷凝器均為5CO而我公司的SGHP 機組采用大的進出水溫差,蒸發器為7C,冷凝器為10Co 可為9、用戶最人限度節省寶貴的地下水資源,同時降低運行費 用。能效比高。冬季制熱工況,能效系數COP值(供熱量與輸入 功率的比值)約為3. 75. 1之間;夏季制冷工況,能效系數COP值(制冷量與輸入功 率的比值)約為4. 57. 1之間。計算機輔助最優設計,保證機組在任何工況下均處于最佳運行狀態。干式蒸發器和殼管冷凝器是國內著名專業配套廠商上海環球共同開發研制,專門為水源中央空調機組特殊設計生產。其特點是:兩人換熱器換熱效率高(換熱效率比同 類產品高20-30%),能適應惡劣的水路環境,便于拆洗維護,制冷劑側和水側阻力損失氣密性好,運行安全可小,結構緊湊,筒體采用優質鋼板卷筒焊接而成,承壓能力高, 10、靠、高效。制冷管路配件制冷配件選用世界著名制冷配件制造商ALCO的產品,性能穩 定,可靠性高。(1)平衡式熱力膨脹閥使用范圍廣,安裝方便快速;管道與感溫包之間傳熱良好、熱平衡沖注,功能穩定,結構 緊湊;、釬穆焊接接口: 一體式熱力執行元件、最佳密封效果;激光焊接的不銹鋼感溫元件:保證最佳調節功能、動作迅速、 膜片壽命長、耐壓強度高、耐腐蝕雙平衡閥口設計,寬廣的負荷為蒸發溫度,冷凝溫度范圍提供準確可靠的控制,特別 適合夏季制冷、冬季制熱的水源屮央空調(2)電磁閥ALCO閥體結構緊湊,體積小;直接導通,動作快捷,無須外力引導;工作壓力范圍廣,制冷劑經過該閥時的壓力損失小;性能可靠,使用壽命長。(311、)干燥過濾器一ALCO干燥過濾器選用高效過濾芯,對系統內的水分和酸性物 質具有極強的吸收能力,保證整個系統安全、可靠的運 行。視鏡一準確的水分顯示,采用玻璃整體焊接,不存在泄露問題指示劑對水和酸性物 質具有抗腐蝕性,因此使用壽命長,壓力損失小。4、先進的機組控制技術與網絡功能水源熱泵機組電控部分主要部件均來自國際名牌供應商,性能穩定,可靠性高。例如: 接觸器為法國施耐得,母線式刀熔開關為德國維納爾,接線端子為德國鳳凰電氣。機組 的核心控制部分與意大利CAREL公司聯合開發的水源熱泵專用控制器,其屮硬件部分使 用CAREL公司成熟的PCO系列微電腦控制器,結合自己開發的水源熱泵專用控制程序使 機12、組在智能化和網絡化方面優于其它同類機組。本控制器主要具有以下特點:(1)簡潔清晰的信息顯示:大屏幕液晶顯示屏顯示機組工作狀態自動故障報警機組啟停吋有準確可靠的信號顯示顯示控制器輸入、輸出端口狀態。控制器具有8路模擬量,12路開關量輸入;13路開 關量,2路模擬量輸出。(2)可根據要求配套升級,實現遠程聯網,進行自動化管理。可簡便的接入小區智能監控系統(BMS)o通過控制器的網絡功能可以組成集中控制和遠 程控制系統,實時監視可設備的運行狀態。這些設備可以是木地的也可以是異地的(通 過調制解調器和公共電話交換網)。通過相應的附件可以將這些數據轉換為與大多數的 樓宇控制系統相兼容,從而可方便的接入樓13、宇控制系統。(3)操作簡便、運行安全寧靜:全電腦控制,并有備用手動操作系統全電腦控制狀態下,根據工藝流程自動運行,防止誤操作。手動運行狀態下無任何操作 限制。(4)靈活方便的參數設置八十多個可變內置參數設定可隨時調整機組工作狀態三級口令操作確保機組不會因誤操作而損壞。斷電記憶保護可保持運行狀態的連續性(5)機組安全保護功能:高效的消聲防護措施,使機組運行寧靜機組設置固定式防護裝置并安裝牢固,具備高低壓保護、斷水保護、防凍保護、電動過 載保護。本系統選用機組主要部件配置本系列水源熱泵機組的主要部件配置情況如下表所示:序號名稱品牌產地1螺桿式壓縮機徳國比澤爾 美意中國2蒸發器上海環球中國3冷凝器上14、海環球中國4熱力膨脹閥SP0RLAN美國5電磁閥ALC0/DANF0SS美國/丹麥6視液鏡ALC0/DANF0SS美國/丹麥7干燥過濾器ALC0美國8過濾芯ALC0美國9高低壓控制器鷺宮日本10高低壓表DANF0SS丹麥11截止閥DANF0SS丹麥12安全閥CASTEL意大利13控制器清華同方屮國14接觸器施耐得法國15負荷隔離開關ABB瑞典16母線式刀熔開關唯納爾德國17端子鳳凰電氣德國七、投資概算1、方案設計采用兩臺設備,冬季一用一備,夏季兩臺同吋使用。、 序 號熱泵機房部分名稱規格數 量單 位單價 (元)合計(元)備注1型號:WPS390. 2AQR=1508KW4臺950000380015、000麥克維爾(美 國)2機房附屬設備 及材料8項70000560000包括安裝及機 房電氣合計4360000二、室內安裝部分1名稱規格數量2單價合計備注1樓內地曖鋪設 管道140000m2354900000三、室外水源側安裝部分序數單養名稱規格囂養 單價合計備注1水井到機房管 路系統安裝1項四、室外供暖側安裝部分1名稱規格數量S單價合計備注1機房至末端管 路安裝140000m220028000000合計28000000五、總價總價卷仟渠佰貳拾陸萬元整37260000注:以上報價,不含機房土建費用,不含施工用臨吋用電費用。機房主電源送至機房, 房間動力電送至房間。以及勘測費用不包含在以上報價。16、(由于為勘測地下水資源故以 上報價為包含:豎井到機房費用。)八經濟效益分析1、能源及設備的參數 能源當量熱值類別單位當量熱值 (KJ)折算熱值KJKg標準煤電能Kwh3599. 5119250. 407石 油 制 品汽油Kg43116474221.619柴油45980506391.729煤油43111474221.619重油41855460401. 571渣油37670414361.414燃料油41310454551.551煉制 品天然氣m335530322281. 100焦爐氣17998211790. 723液化石油氣50226552491.886工業煤:kg209002、鍋爐效率及能源費用17、類別燃煤鍋爐燃油鍋爐電鍋爐燃氣鍋爐效率65%85%95%80%能源費用1/kg柴油:5元/Kg0. 8元/KWh2. 6元/立方2、系統總能量為了便于綜合比較,以定量192m3/h水計算,系統基礎水溫按12C,終止水溫按50C, 每天需要耗費的總能量為:Ql= (GX AtXl. 163) / (1+1/C0P2)=(192X38X1. 163) / (1+1/4. 8)二7022.27KW其中:Q1夏季可供冷負荷,KWG污水小時流量,m3/h t夏季污水取水溫差,COP2設計工況下水源熱泵機組的制冷系數3、減排效益分析減排效益 一、冬季采暖燃煤鍋爐耗電量及耗煤量折合標準煤計算1、熱負荷:7018、22KWX860 大卡=6038920 大卡2、折合標準煤:6038920 大卡/h 7000 大卡/kg=862. 702kg/h3、層燃鍋爐的運行熱效率假設為65%,實際煤耗:862. 702kg/h4-65% =1327. 34kg/h4、冬季采暖期按150天計算。煤耗量為:1327. 34kg/hX12hX150 天二2389 噸標準煤 環境效益分析每年實現各種溫室氣體和污染氣體量的減排量為:二氧化碳:節約的標準煤(噸)X2. 5=5972. 552 噸二氧化碳;二氧化硫:節約的標準煤(噸)X0. 0238=56. 8582 噸二氧化硫;氮氧化物:節約的標準煤(噸)X0. 0173=419、1. 33噸氮氧化物;顆粒物:節約的標準煤(噸)X0. 0433=103. 4437 噸顆粒物;排煙量:節約的標準煤(噸)X 1. 351=3227. 539萬立方米排煙量。八、水源熱泵泵系統特點1、屬可再生能源利用技術水/地源熱泵是利用了地球表面淺層地熱資源(通常小于150m深)作為冷熱源,進 行能量轉換的供暖空調系統。地表淺層地熱資源可以成為之為地能(Earth Energy), 是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽能、地熱能而蘊藏的低溫位熱能。地表 淺層是一個巨大的太陽能集熱器,收集了 47%的太陽所散發的到地球上的能量,比人類 每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制,20、真正是量大面廣、無處不在。 這種儲存于地表淺層并類似于一種無限的可再生能源,使得地能也成為清潔的可再生能 源的一種形式。2、屬經濟有效的節能技術地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩定,冬季比環境空氣溫度高,夏季 比環境空氣溫度低,是很好的熱泵冷、熱源,這種溫度特性使得地源熱泵比傳統空調系 統運行效率要高40%,因此要節能和節省運行費用40%左右。另外,低能溫度較恒定的 特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性。據美國環保署(EPA)估計,設計安裝良好的地源熱泵,平均來說可以節約用戶30% 40%的供熱制冷空調的運行費用。3、運行穩定可靠正是由于地層溫度一年四季相對21、穩定,其溫度的范圍遠遠小于空氣的波動,是很好 的冷熱源;同時由于溫度的恒定性,使得系統運行更加可靠、穩定,也保證了系統的高 效性和經濟性。4、環境效益顯著地源熱泵的污染物排放,與空氣源熱泵相比,相當于減少40%以上,與電供暖相比, 相當于減少70%以上,如果結合其他節能措施節能減排量會更明顯。雖然也采用制冷劑, 但比常規空調裝置減少25%的充灌量;展自含式系統,即該裝置能在工廠車間內事先整 裝密封好,因此,制冷劑泄漏機率大為減少。該裝置的運行沒有任何污染,可以建造在 居民區內,沒有燃燒,沒有排煙;也沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場地,且不用 遠距離輸送熱量,可以極大地改善其它空調方式的C0222、的排放。5、舒適程度高由于地源熱泵系統的供冷、供熱更為平穩,降低了停、開機的頻率和空氣過熱和過 冷的峰值。這種系統更容易適應供冷、供熱負荷的分區。6、一機多用,應用范圍廣地源熱泵系統可供暖、空調,還可供牛活熱水,一機多用,一套系統可以替換原來 的鍋爐加空調的2套裝置或系統;可應用于賓館、商場、辦公樓、學校等建筑,更適合 于別墅住宅的采暖、空調。7、自動運行地源熱泵機組由于工況穩定,所以可以設計簡單系統,部件較少,機組運行簡單可 靠,維護費用低;自動控制程度高,可無人值守;此外,機組使用壽命長,均在20年 以上。十一、售后服務安裝指導:我公司免費向用戶提供安裝技術指導,免費派出工程師調試。保修服23、務:提供保修期為竣工驗收合格后12個月,即一個制冷季、一個供暖季。保修 期內任何機組本身故障及工程故障均由我公司負責維修和更換,費用由我公司承擔。保外服務:公司的維修中心將對用戶提供有償的終身維護,所需更換部件以最優惠價格 提供,用戶也可以就近于各地設立的維修中心聯系,公司維修中心將建立用戶的維修保 :養檔案定期向用戶提供咨詢服務。響應吋間:若發生故障,接到用戶保修電話,24小吋內趕到現場。例行維護:我公司提供一年兩次例行巡視,以協助甲方口常維護工作。培訓服務:提供現場培訓(免費)、使用級培訓、維護級培訓、包括:機組使用操作、 日常維護保養、簡單故障的判斷及排除、機組原理等等。十二、成功案例附24、件1部分業績太原市工商銀行金融大廈一一(水環熱泵)該工程位于太原市府酋街,為建筑面積13000平米辦公樓空調系統,采用水環熱泵空調系 統,散熱設備用冷卻塔,輔助熱源為燃煤鍋爐(通過板式換熱器換熱),采用320余套MSR009-052 分離式水源熱泵機組,2005年11月安裝。此項目是山西省最早投入使用的水環熱泵空調系統。 晉城市交警支隊辦公樓一一(水環熱泵)該工程位于晉城市,為建筑面積6500平米辦公樓空調系統,采用水環熱泵空調系統,散 熱設備用冷卻塔,輔助熱源為集中供熱(通過板式換熱器換熱),采用170余套MSR009-027分 離式水源熱泵機組,2006年9月安裝。西山煤電集團西華苑小區熱25、泵制熱水工程一一(自來水水源熱泵)該工程位于太原市西山煤電集團西華苑小區,為熱泵制熱水工程,井水源熱泵系統形式, 通過熱泵系統提取小區居民用自來水熱量,用來加熱從1800米深井中抽出來的30度熱水,最 終將熱水加熱到50度,每天為小區提供200噸50度生活熱水,采用兩臺水源熱泵機組,2007 年6月安裝。晉中市人民檢察院辦公樓一一(土壤源熱泵)該工程位于晉中市榆次區龍虎路,為建筑面積16000平米辦公樓空調系統,采用地埋管形 式地源熱泵系統,共打了 213個80米深孔,采用兩臺地源熱泵機組,2007年9月安裝。此項 目被列為晉中市節能示范項目。太原市楊家堡污水凈化廠辦公樓一一(污水源熱泵)該工26、程位于太原市學府西街,為建筑面積20000平米辦公樓商業樓空調系統,利用污水凈 化廠的污水做為冷熱源,經過熱泵機組提升熱量后產生冷熱水提供全廠辦工室、值班室、門面 房等場所的夏季制冷和冬季采暖,完全取代原來舊鍋爐房系統,采用三臺地源熱泵機組,2007 年10月安裝。民航華北局山西辦公樓一一(水環+土壤源熱泵)該工程位于太原市武宿機場,為建筑面積12000平米辦公樓空調系統,采用地埋管形式地 源熱泵系統,共打了 208個100米深孔,采用340余臺小型水源熱泵機組,2007年12月安裝。是山西目前最早的水壞結合地埋管的土壤源熱泵項目。榆次圣邦液壓機械廠一一(水環+土壤源熱泵)該工程位于晉中市榆次27、區迎賓西街,為建筑面積6600平米的廠房及宿舍,采用地埋管形式地源 熱泵系統,共打了 170個80米深孔,采用50余臺MSR036整體水風式和2臺MWH020模塊水 水式水源熱泵機組,2008年安裝。1年運行經驗表明,釆暖運行費用比同地區集中供熱低80%。 2008年安裝。侯馬青青家園小區一一(水環+土壤源)該工程位于侯馬市北環路,為建筑面積75000平米的住宅,釆用地埋管形式地源熱泵系統,共 打了 1000個80米深孔,采用550余臺MSR019-043整體水風式水源熱泵機組。2010年安裝。 包頭大成科技車間一一(土壤源熱泵)該工程位于包頭市經濟技術開發區,為建筑面積2800平米的車間,采28、用地埋管形式地源熱泵系 統,共打了 68個80米深孔,采用4臺模塊水水式水源熱泵機組和82臺2風機盤管。2009年 安裝。太谷梅苑山莊別墅一一(湖水源熱泵)該工程位于太谷縣范村鎮梅園山莊,為550平米的風景區臨湖別墅,采用湖水沉管式地源熱泵 系統,每個別墅釆用兩臺水水式水源熱泵機組及配套風機盤管,湖水深4米,冬季水溫2.5C, 生動現了 “溫度低不等于熱量少”的淺層低溫地熱應用的優越性。2009年11月安裝。太谷梅園生態園大酒店一一(土壤源熱泵)該工程位于太谷縣范村鎮梅園山莊,為建筑面積51000平米四星級賓館,采用地埋管形式地源 熱泵系統,共打了 600個100米深孔,全部為巖石上鉆孔,雙U29、埋管;系統根據使用功能不同 分兩部分:客房部分采用風機盤管+螺桿機組+地埋管系統;會議、餐飲區采用整體水風式水源 熱泵機組+地埋管+水泵變頻系統;總制冷裝機容量3600KW。采用螺桿機組2臺、整體水風機及風機盤管780臺;這種設計充分考慮了不同空間的舒適度與主機節能、水泵節能、使用節能 的綜合系統節能最佳匹配。2010年9月開始施工。太原市勝利東街回遷安置房(土壤源熱泵)該工程位于太原市勝利東街小棗溝村,為建筑面積150000平米住宅樓空調系統,采用地埋管形 式地源熱泵系統,滿足整個小區集中供熱和制冷需求;共打了 1100個120米深孔,采用高效螺桿式地源熱泵機組。2010年10月開始施工。此30、項H被列為2010年山西省節能示范項目,獲得 政府補貼。偏關縣城市污水處理廠一一(污水源熱泵)該工程位于忻州市學偏關縣城,為建筑血積4000平米辦公樓廠房空調系統,利用污水凈化廠的 污水做為冷熱源,經過熱泵機組提升熱量后產生冷熱水提供全廠辦工室、值班室、實驗室等場 所的夏季制冷和冬季采暖,采用兩臺地源熱泵機組,2010年11月安裝。大同東郊污水處理廠一一(污水源熱泵)該工程位于大同市御河西路,為建筑面積7000平米辦公樓廠房空調系統,利用污水凈化廠 的污水做為冷熱源,經過熱泵機組提升熱量后產生冷熱水提供全廠辦工室、值班室、實驗室等 場所的夏季制冷和冬季采暖,采用兩臺地源熱泵機組,2011年8月安裝。