应急避难所水源热泵地暖.docx
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应急避难所水源热泵地暖
北京市房山区果各庄公园应急避难所水源热泵地暖
方
案
书
北京正阳兴盛绿色能源科技有限公司
2012.6
总目录
第一章前言1
第二章设计理念4
第三章系统设计方案6
一.工程概况:
6
二.设计依据:
6
三.方案设计7
第四章初投资分析10
第五章结论11
第一章前言
一、项目背景
当前,能源资源问题是关系我国经济社会发展全局的一个重大战略问题。
为了促进可再生能源的开发利用,增加能源供应,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展,国务院于2006年1月1日颁布了《可再生能源法》,随后财政部、建设部于2006年9月25日颁布了《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》,专项资金支持的重点领域为:
(一)与建筑一体化的太阳能供应生活热水、供热制冷、光电转换、照明;
(二)利用土壤源热泵和浅层地下水源热泵技术供热制冷;
(三)地表水丰富地区利用淡水源热泵技术供热制冷;
(四)沿海地区利用海水源热泵技术供热制冷;
(五)利用污水源热泵技术供热制冷;
(六)其他经批准的支持领域。
从本世纪初开始逐步走向市场,并在中央空调行业得以推广应用的水源热泵技术,可以从太阳能热水、土壤、浅层地下水、工业废水尾水、江河湖海水、生活中水等各种水源中提取能量,用于向各类建筑物供冷、供暖供应洗浴热水,不但环保节能、取之不尽用之不竭、而且投资省、运行费用低、冷暖效果好,因此得到国家的大力支持。
本项目所在地具备丰富的地下水资源,采用地下水作为水源热泵的水源,提取其中的能量向建筑物供冷供暖,正符合《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》所规定的补贴资金要求条件。
二、系统工作原理及优势特点
1、水源热泵的工作原理:
制冷时,把建筑物内的热量通过热泵机组转移到地下水中,而制热时,把地下水中的热量通过热泵机组转移到建筑物内。
参看下面的示意图,夏天,通过冷冻水循环泵将用户的热量吸收至机组,机组通过其内部循环将热量传递到井水中,其实质是用地下水代替了冷却塔。
井水从机组中吸收了热量后全部回灌,整个过程对井水无消耗、无污染。
冬季,水源热泵机组将井水热量吸收后,通过内部循环将用户侧水加热,送到建筑物中供暖(也可用于加热洗浴热水)。
井水热量被吸收后回灌至地下。
因为井水温度夏季低于环境空气温度、冬季高于环境温度,且全年基本稳定,因而机组无论制冷或制热,都非常稳定且效率不受气温影响。
水源热泵机组节能表现如下:
在夏季运行时COP达5.5-6.0,制冷效果因不受气温影响,其装机容量可以低于常规冷水机组10-20%;配套设备功率降低20%左右。
冬季制热效率COP为4.5-5.0左右;
根据上述优势,机组在夏季比常规制冷机组节约运行费用20%,冬季比
电、油锅炉节约费用70%,比集中供热节约50%,比燃气锅炉、风源机组节约费用40%。
2、系统优势特点
水源热泵机组在电能的驱动下,将地下取之不尽、循环再生但不可直接利用的低位能量或污水、中水中的能量开发利用,成为可利用的高位能。
一套系统它可以满足冬季供暖、夏季供冷的需要,又能用来制取卫生热水,解决洗澡用水的供应问题,充分显示了其一机三用的优越特性。
水源热泵技术具有以下七大优点:
(1)环保无污染:
省去了锅炉系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染;省去了冷却塔系统,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染,使环境更加洁净优美。
(2)节省投资寿命长:
一套系统解决冷、暖、浴,节省设备、安装等投资费用20-30%,运行寿命达到20年以上。
(3)省地:
一方面省去了锅炉房及与之配套的煤场和渣场,节约了大量的土地资源;另一方面地/水源热泵机组机身体积小、重量轻,安装简单,可安装在地下室或闲置房内。
(4)高效节能:
无论冬季还是夏季,每投入1KW电能均可得到5KW左右的热能或冷能。
能源利用效率远高于其他形式的中央空调系统。
(5)应用范围广:
除了从土壤或地下水提取能量,水源热泵机组还可以从工业废水、污水、中水、海水中提取能量,广泛地应用在民用建筑采暖、冷暖空调、工业企业冷冻、冷藏、冷却、加热等领域,从而节约了大量采暖、供热、供冷能量。
(6)运行稳定:
地源/水源热泵从稳定的地下能源中提取能量,与VRV风源热泵(从温度波动的空气中提取能量)相比,相当于汽车以经济时速在高速公路上行驶,平稳而安全,故障率较低。
(7)节资:
本系统最大特点是充分利用地下免费能源,通过一套系统来实现制冷和采暖,并提供生活热水,节省运行费用,无论冬季还是夏季,只有传统供冷供暖方式的1/3。
同时减少管理人员成本。
鉴于本系统具备上述诸多特点,因而备受世界能源环保组织和发达国家推崇,并被市场广泛接受,自八十年代以来,年增长率一直保持在20%以上。
第二章设计理念
本项目为北京市房山区果各庄公园应急避难所地板采暖项目,总建筑面积约为350㎡。
本工程现拟采用水源热泵机组解决冬季供暖需求问题。
地温空调系统是节能环保型空调系统,它依靠地面30米以下、水温在四季保持基本稳定的浅层水作为能量源,通过电驱动主机的不断提取、积累,转换成可以直接利用的高位能量。
既可以夏季供冷,又可以冬季供暖。
所以,该系统在运行中不产生任何躁声、废气、废渣等,不对环境产生任何污染;运行中采用的大部分是地下无尽的免费低位能源,运行工况优良、稳定,不受气温影响,能效比高,费用低廉。
地温空调工程是一项系统工程,它涉及到系统工艺设计、主机及末端设备选用、水井开凿、工程施工、售后服务等诸多内容及工序。
故本空调系统方案应根据实际图纸、场地条件等情况进行总体规划、合理布置。
既有效的控制初始投资和运行费用,又确保供暖系统的使用效果,从而达到经济效益和社会效益完美平衡。
根据水源热泵机组的特点和本工程实际情况,结合我们长期来的大量水源热泵空调设计经验,我们确立了本工程的基本设计思路:
安全可靠:
作为中央供暖系统,本工程必须要保证长期可靠运行。
因此,在设计中首要考虑的就是确保本工程的实际使用效果和可靠性。
总体规划,综合平衡,合理设计:
充分体现我公司实事求是、科学严谨、一切为用户着想的认真负责态度。
认真选型,确保质量:
设备选型时应认真计算、分析比较,既要能满足需要,又要考虑到使用率的实际情况。
一、科学设计,完美匹配:
在水源热泵中央空调系统中,水源热泵主机与取、回水井是整个系统的核心,但附属设备的选型及系统管网的设计,也都必须认真、科学。
参数过大会使初投资大增,参数过小会导致系统不能正常工作。
二、灵活布置,整齐美观:
充分发挥水源热泵系统的灵活性,充分利用现有条件,以降低配套设施投资和提高建筑物利用率为出发点,合理布置,尽量减小机房占地面积,使系统整体美观并为甲方最大限度的节约成本、创造更大的价值。
三、自动化程度高:
充分体现高技术成果,主机采用微电脑集中自动控制,汉字显示触摸屏操作,一方面可减少操作技术强度要求,减少误操作带来的损害,降低操作维护成本,使操作变得轻松、便捷、愉快;另一方面使系统够达到最佳的运行效果,使系统最大程度地发挥其作用,从而大大提高经济效益。
第三章系统设计方案
作为专业的水源热泵空调设计单位、生产、销售、施工单位,对水源热泵空调产品状况感触最深。
人们认识事物的过程往往是需经过实践—理论—再实践—再总结的多次反复的过程。
这些年来我们在水源热泵空调的设计、施工方面同样经历了上述往复过程,因而使我们在水源热泵领域取得了成熟、稳定的发展。
一.工程概况:
1.1项目名称:
北京市房山区果各庄公园应急避难场所。
1.2建筑面积:
建筑面积约为:
350m2。
1.3设计要求:
冬季供暖
二.设计依据:
(一)、室外气象参数
1、室外气象参数:
冬季采暖计算干球温度:
-12℃;
冬季室外平均风速:
1.3米
冬季大气压:
102.28kPa
(二)、根据国家相关规范中关于民用建筑物室内空调温度要求的规定,本工程达到:
冬季取暖温度18-20℃。
水源热泵采暖不受室外空气的影响,即使在室外环境温度-20℃时也能进行正常制热运转。
并达到室内温度要求。
温度的检测应在系统连续、安全运行24小时后测定。
(三)、本工程设计方案所采用的安装、调试、验收的相关国家标准和规范如下:
(1)《采暖通风与空气调节规范》
(2)《暖通空调设计参数手册》
(3)《太阳能热水系统设计、安装及工程验收技术规范》
(4)《民用建筑太阳能热水系统工程技术手册》
(6)《太阳集热器热性能室内试验方法》
(7)《民用建筑太阳能热水系统应用技术规范》
(8)《建筑给水排水设计规范》
三.方案设计
(一)、设计负荷
本设计方案中,根据工程的具体情况,结合以往工程实例,经计算需求的负荷为:
冬季热负荷:
24.5KW
注:
水源热泵属节能型系统,且运行时其性能不受环境温度影响,输出稳定。
(二)、主机房设计:
1、主机选型:
主机是整个系统的核心部件,它的选型直接关系到整个系统能否正常工作、工作效果、运行是否稳定以及长期运行经济性等关键问题。
根据本工程实际情况总结,建议选用涡旋套管式水源热泵机组SSR25BW2型1台。
根据工程实际情况,我们选用水源热泵常温机组。
因常温机组标准工况进出水温度为40/45℃(最高出水温度为55℃),完全能够满足室内温度要求。
本工程不必选用水源热泵高温机组,因高温机组效率较低,相对来讲大大增加了运行费用及初投资。
建议选择高效节能的常温机组。
机组技术数据说明详见如下:
机型
项目
SSR25BW2
制冷量/输入功率
KW
27.2/5.4
制热量/输入功率
KW
27.6/7.0
压缩机数量
台
2
压缩机类型
涡旋式
机组重量
Kg
250
减震方式
防震垫
蒸发器
水流量
M³/h
2.6
进/出口水温
0C
15/8
冷凝器
水流量
M³/h
4.7
进/出口水温
0C
40/45
机组尺寸
MM
1415*820*1050
2、主机房主要附属设备选型:
主机房主要设备一览表
设备/材料
型号
参数
数量
备注
空调水循环泵
Q=6m3/hH=12m
2台
一用一备
电动阀
DN50
1台
水处理器
1m3/h
1台
补水
旋流型除砂器
DN50
1台
井水侧
电子水处理仪
DN50
1台
井水侧
电子水处理仪
DN50
1台
循环水侧
变频补水系统
1套
补水
补水箱
V=2m3
1台
配电控制柜
1套
3、末端设计
采用地板辐射采暖,地暖管材质选择pex材质,管径¢20。
4、井水系统设计(冬季进出水温差暂定为80C)
本工程井水用水量为:
制热时需水量:
M=4.7吨/小时
因蓄水量较小,可直接选用与避难所相配套建设的水井供给,这样既节省了投资,又减少了工程量,一举两得。
另需配1口回水井,深度根据专业打井队的地质资料决定,保证单井出水量能达到6t/h即可(考虑一定的余量)。
水井是地温中央空调的重要设施,因为它是整个系统主要的能量来源。
本工程具体水井的数量根据当地的地质情况确定。
5、微电脑控制系统机组采用PLC微电脑处理器和高分辨率的大屏幕中文界面液晶触摸屏,可提供手动、自动及远控、联控多种控制功能,可随时查询机组的运行状态和各种故障信息。
还可使用组网控制,实现多台机组群控,自动化程度高,可实现无人值守,并确保机组始终运行在最佳状态,高效节能。
◆控制系统先进可靠 控制器采用先进的高速内嵌式双微处理器技术,抗干扰能力强,控制精确可靠。
用户界面选用大屏幕320*240高分辨率液晶触摸屏,主要参数采用闭环控制,保证系统出水温度恒定,避免机组频繁启停。
有效的保证机组运行的稳定性和经济性。
◆人机界面形象直观
△320*240高分辨率液晶触摸屏显示面板,提供所有运行及控制参数的显示。
对主机起
停进行直接控制或预期设定执行;自动根据预先设置要求进行加载卸载、起停;自动平衡两
个压机之间运行时间。
直观简捷。
操作简单方便。
△机组原理图和日运行温度曲线图显示清晰,生动形象。
△通过菜单式操作提供对所有运行及控制参数如:
水温、压机工况等的快速查询及设置。
◆控制功能完备精确 △具备远程控制接口,可实现本地、远控、联控及组网四种方式控制机组的启停和监控。
△先进的EX型电子膨胀阀,采用严密的逻辑控制和精确闭环控制,控制精度高,大大提高了换热效率,保证机组在满负荷及部分负荷下均能稳定、高效运行。
◆诊断功能强大 △硬件具有自诊断能力,能自动排除硬件故障。
△运行中通过人机界面可随时查询各种设置参数和实际运行参数,监视机组运行,机组出现故障时报警。
△机组可提供100多条显示和报警信息,根据报警信息采取相应的方法,即可排除机组故障。
◆安全保护功能完善 控制系统对系统和压缩机具有多种保护措施:
蒸发器出水温度过低,冷凝器出水温度过高保护;水流开关保护;压缩机油位保护;压差保护,电压过低和过高保护,高压保护,低压保护,压缩机过载、过热及排气温度过高保护,缺相、逆相保护及蒸发器液位限位保护等。
确保机组安全可靠运行。
第四章初投资分析
1、水源热泵部分投资预算单位:
元
名称
型号及规格
单位
数量
单价
总价
备注
1
主机
SSR23BW2
台
1
49800
49800
2
回水井
45m300
孔
1
21400
21400
3
电动执行阀
dn50
台
1
3100
3100
4
循环泵
台
2
3720
7440
5
控制柜
液晶
面
1
18800
18800
6
水处理设备
套
1
9715
9715
7
涡流除砂器
套
1
6650
6650
8
电子水处理仪
台
2
3580
7160
9
变频补水装置
套
1
18500
18500
10
补水箱
1m³
个
1
4500
4500
11
法兰软接
dn50
个
28
180
5040
12
过滤器
dn50
个
20
210
4200
13
波纹管
dn20×20
个
35
38
1330
14
铜闸阀
dn25
个
58
25
1450
15
止回阀
dn50
个
25
115
2875
16
膨胀罐
个
1
2050
2050
17
排气阀
dn20
个
20
48
960
18
压力表
dn15
套
12
183
2196
19
角铁
4#
m
128
14
1792
20
热镀锌钢管
DN50
M
398
35
13930
21
热镀锌弯头
DN50
个
255
15
3825
22
热镀锌管箍
DN50
个
93
10
930
23
热镀锌三通
DN50
个
58
15
870
24
活结
DN50
个
74
25.5
1887
25
保温管
DN50
m
420
11.5
4830
26
电工阻燃管
pvcφ25
m
575
3
1725
27
单股铜线
10m㎡
m
550
13
7150
28
八芯屏蔽线
8×0.75m㎡
m
384
15
5760
29
四芯护套线
4×2.5m㎡
m
295
7
2065
30
安装费
项
18500
1
18500
31
总预算
¥:
230430元
2、室内地暖部分投资预算
序号
项目名称
型号
单位
数量
单价
合计
备注
1
地暖管材(PEX)
φ20×2
平方米
350
29
10150
2
地暖分集水器
dn25
路
14
230
3220
3
过滤器
个
6
80
480
4
温控器
ZK001
个
14
280
3920
5
电动阀
dn20
个
14
264
3696
6
挤塑保温板
20mm
㎡
350
14
4900
7
反射膜
㎡
350
2.5
875
8
泡沫填充剂
罐
10
98
980
9
地暖辅材(含阀门)
平方米
350
18
6300
10
施工安装
平方米
350
21
7350
11
总预算
¥:
41871元
水源热泵地暖系统的总投资为:
水源热泵部分+室内地暖部分=230430元+41871元=272301元
大写:
贰拾柒万贰仟叁佰零壹元整
第五章结论
水、地热作为可再生能源,符合当今社会所提倡的可持续发展战略,对其的提取和利用无需任何的成本,在建筑节能领域的应用发挥着越来越重要的作用。
从大的方面来讲它是解决我国能源和环境问题的重要措施之一;从小的方面来讲它是解决居民在采暖、制冷、制备生活热水问题上的最节能、最环保、最经济的选择。
水、地源源热泵系统凭借其高效的能源利用率,低廉的运行费用,在今后的发展中必将赢得广大客户的认可和信赖。
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- 应急 避难所 水源