地源热泵进驻北京某高档楼盘空调配套-采暖工程-筑龙暖通空调论坛

引言随着经济的高速发展和人们生活水平的提高，对供热和空调的需求快速增长，对室内外环境质量的要求也不断提高，供热，制冷的方式越来越多样化。从可持续发展的角度看，采暖，空调用能必须提高能源利用效率，努力寻找可以再生的能源。地源热泵就是一种节能环保型的空调冷热源。一、工程概述：本项目位于燕郊开发区，共分两期开发，其中一期占地约2.5万平方米，建筑面积5.05万平方米，由6栋阳光电梯花园洋房和1800平方米商业组成。主要由多层法式风格的建筑组成，建筑风格运用上吸取法兰西情调的浪漫、优雅等特点.。一期项目户型面积83——180平方米不等，户型多样。空调形式采用地埋管水环热泵系统，即冷热源为地下打井埋管，即土壤源偶合热泵的热源形式集中供给冷热源，各户的空调选用分散式地源热泵每户一台，通过酚醛复合材料风道分室送风，此系统空调形式即完全发挥了地源热泵系统运行费用低廉的绝对优势，同时又可实现分户计费，可根据不同的入住及使用情况开启相应比例的机组。二、设计依据GB50019-2003《采暖通风与空气调节设计规范》GB50189-2005及DBJ01-621-2005《公共建筑节能设计标准》GB50045-95(2005版)《高层民用建筑设计防火规范》GB50243-2002《通风与空调工程施工质量验收规范》JGJ75-2003《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》GB50366-2005《地源热泵系统工程技术规范》。三、建筑冷负荷计算1、设计思路该社区的开发步骤为按区域、分阶段逐步开发，空调采暖系统的总体方案设计，应根据开发步骤，考虑建筑功能要求、结合供暖和空调需要的能源配套，以有利于控制投资节奏为出发点，综合考虑。（1）总体能源方案：分户独立地源热泵系统。（2）室内系统方案：完成基本配套，预留功能扩展空间。（3）室内配套标准：供暖制冷设备一体化。（4）运行管理模式：分户计量，独立付费。（5）机组安装位置：考虑建筑层高、结构布局、以有利于室内二次装修为出发点。（6）送回风管道设计：降低噪音、节省空间、有利于楼盘销售为出发点。2、设计标准1）室外空气计算参数

设计用室外气象参数	单位	数值
采暖室外计算温度	℃	-7.5
冬季通风室外计算温度	℃	-7.6
夏季通风室外计算温度	℃	29.9
夏季通风室外计算相对湿度	％	58
冬季空气调节室外计算温度	℃	-9.8
冬季空气调节室外计算相对湿度	％	37
夏季空气调节室外计算干球温度	℃	33.6
夏季空气调节室外计算湿球温度	℃	26.3
夏季空气调节室外计算日平均温度	℃	29.1
冬季室外平均风速	m/s	2.7
冬季室外最多风向的平均风速	m/s	4.5
夏季室外平均风速	m/s	2.2
冬季最多风向	——	NNW
冬季最多风向的频率	％	14
夏季最多风向	——	SE
夏季最多风向的频率	％	12
年最多风向	——	SSW
年最多风向的频率	％	10
冬季室外大气压力	Pa	102573
夏季室外大气压力	Pa	99987
冬季日照百分率	％	57
设计计算用采暖期日数	日	122
设计计算用采暖期初日	——	11月14日
设计计算用采暖期终日	——	3月15日
极端最低温度	℃	-18.3
极端最高温度	℃	41.9

2）最冷月干球温度变化图 3）最热月干球温度变化图 4）室内设计计算参数

区域	夏季		冬季		新风量标准m3／h·人
区域	温度 ℃	相对湿度	温度 ℃	相对湿度	新风量标准m3／h·人
卧室	24~26	50~65 %	20~22（25）		30
起居室	24~26	50~65 %	20~22（25）		50
餐厅	24~26	55~65 %	20~22（25）		20

5）设计负荷计算依据 a. 围护结构负荷：依据《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准（JGJ75-2003）》（从2007 年２月１日起，我国居住建筑第三步节能标准开始执行，在第二步基础上再节能６５％，其平均热负荷指标为１５w/m2,设计热负荷指标达到30w/m2,其空调设计冷负荷达到55w/m2）。 b. 新风负荷：30m3/h人。c. 结论：结合a、b两点，保守设计住宅平均设计冷负荷指标取65w/m2, 平均热负荷指标取55w/m2；综合服务楼平均设计冷负荷指标取80w/m2, 平均热负荷指标取60w/m2。6）建筑冷热负荷计算（略）四、室外地埋管换热系统设计1．设计思路（主要材料选择） a. 拟建土壤换热器区位于三河市燕郊经济开发区，所处地质单元为潮白河冲洪积平原地貌，根据周围钻孔地层资料推测，第四系地层主要为粘土和细沙交互层，含水层厚度较薄。a. 地埋换热管选用PE100HDPE管，成井采用单孔双U设计。b. 初步估计地埋管吸热量取为65W/m，放热量取为85 W/m，以此作为方案计算的依据。c. 但在实践中发现，循环介质中的物理化学沉淀物随着时间的延长对管壁和过滤层会造成堵塞，从而引起患热能力的衰减。为保证使用寿命，循环系统设计必须考虑定期进行正反循环交替使用的措施。
2．设计标准 a. 埋地孔深按100m设计，孔间距按照5m×5m,单孔双U ，管径DN32。 b. 设计地下换热管共需340组，按350组布局，分12组检查井分区。 c. 设计室内热泵设备同时使用率70%。 d. 管内设计循环水流速0.5-0.7m/s。 e. 按井深度延米平均换热效率吸热量取为65W/m，放热量取为85 W/m，现场做热响应试验，测量土壤的热阻及传热系数。 f. 部分地埋管如右图所示：五、室外地源热泵循环干管系统设计1．设计思路参照招标文件提供的市政给排水平面图，可知原设计市政管线均为直埋设计，每个单元设检查井，方便分户管理及维修。本设计方案遵照原设计思路，确定以下设计思路： a. 所有地源热泵循环干管采用直埋设计。 b. 干管与支管连接处设检查井。 c. 考虑整个循环水系统的平衡，循环干管采用同程式设计。 d. 所有干管均采用无缝钢管。阀门材质均采用铸钢阀门，安全可靠。 e. 直埋干管考虑管道热胀冷缩补偿量。 f. 直埋干管考虑管防腐措施。g. 若出现管线交叉问题，循环水干管、给水干管、污水干管布置优先顺序依次为污水干管、循环水干管、给水干管。 2．设计标准循环水温冬季12/7℃，夏季27/22℃；干管循环水流速：0.6 -0.8m/s。六、地源热泵循环设备设计1．设计思路中央水泵站的设计按以下原则设计：a. 所有水泵容量充足，完全满足总流量要求且并联运行。b. 水泵的吸入端应该配备带滤网的空气分离器、泻水排污阀和放气阀，以上措施也可以阻止在设备维修时入侵系统的空气进入地热交换器。 C．注水或补水管路必须设置逆止阀、关断阀、减压阀、隔膜式膨胀灌，并与顶部的空气分离器相连接。 d. 确定由于环路温度变化引起的系统容积的最大变化，并据此进行隔膜式膨胀灌的选型。 e. 在水泵前后各设置一个断阀以确保能够将系统关断，设置逆止阀的目的式防止水锤的产生，并通过标定过的平衡阀/孔板来测量总流量。 f. 确信中央水泵站中的元件和管件能负担系统运行时的预期水压。 2．设计标准根据末端热泵设备的额定流量以及总循环管路长度等参数，对中央循环水泵和辅助设备进行设备选型，结果如下表：

序号	设备名称	规格	单位	数量	备注
1	循环水泵	G=300m3/h,h=40m,n=32.5kw	台	3	1台变频，2台定频
2	补水泵	补水泵G=1.8m3/h,h=40m,n=2.5kw	台	2
3	水箱	1200×1200×1500	台	1
4	集(分)水器		台	2
5	软化水装置		台	1
6	电接点压力表		个	1

七、控制系统n 配电柜为小型壁挂式。n 配电柜中由自动空气开关、DC24V电源、可编程控制器、中间继电器、交流三相接触器、弱电强电接线端子等组成（同时也可以接AC250V单相交流电机）n 器件全部选用施耐德公司，所有配线根据不同的功能全都有线色标记，维护及其方便。n 配电柜是由可编程控制器及相关电器元件组成的智能化综合系统，此系统具有手动自动切换功能，手动功能由人工操作启动停止三台循环水泵；自动功能时由可编程控制根据预先存储的工况程序自动启动停止循环水泵。n 当需要手动运行时可以通过面板上的选择开关选择至手动位置，并分别通过六个自复位式按键操作水泵的起动停止控制。n 当需要自动运行时可以通过面板上的选择开关选择至自动位置，可编程程控制器自动监测水泵运行状态，当系统监测到（n个机组）其中有任何一台机组在工作时,循环水泵自动启动运行，同时可以通过液晶控制面板强制停止水泵，也可以通过设定温差和压差的方法来延时（可以在液晶上任意设定延时时间）停止水泵。n 可编程控制还可以根据用户设定的时间（年月日时分）来自动轮流启动停止循环泵，以达到能让每台循环泵有休息的时间。n 用户可以通过液晶面板监测到循环水泵进出口的压力和温度，全部中文显示并带报警功能（可以设置报警参数的任意范围）。n 在液晶面板上可以监视到其他各台机组的运行状态，并以文字方式显示，当各台机组信号跳变时都有中文提示。n 同时控制器还具备强大的通讯接口（RS485、SR232、TCP/IP），支持宽带、GPRS，CDMA完整的接口可以方便以后扩展用。n 提供简单自由功能强大的二次开发环境。八、总结本工程已全部调试完毕，并部分投入使用，在调试及使用的过程中，得到了用户及经销商一致的好评。九、工程图片