水源热泵打井方案设计说明.docx
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水源热泵打井方案设计说明
一、中央空调工程方案设计说明
二、供回水井设计方案
三、空调工程报价一览表
四、机房和末端系统报价表
五、打井工程报价表
六、运行费用分析
七、地源热泵机组简介及配置清单
八、GSHP-660Ⅱ地源热泵机组技术参数表
九、地源热泵机房系统原理图
一十、地源热泵机组销售业绩一览表
一十一、售后服务承诺
一十二、公司资质
中央空调工程方案设计说明
一、工程概况
本工程位于北京市,建筑面积15000平米,建筑物功能为商铺。
二、设计范围
水源热泵机房,打井和末端。
三、设计依据
1.《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)
2.《实用供热空调设计手册》
3.《建筑设计防火规范》GBJ16-87
4.《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002
5.《建设工程设计常用技术措施·暖通》
四、室外设计气象参数
1、地理位置:
北京市
2、台站位置:
北纬39°48′东经北纬116°19′
3、设计室外计算参数
序号
名称
单位
夏季
冬季
1
空调室外计算干球温度
℃
33.8
-12
2
空调室外平均不保证50h的湿球温度
℃
26.5
-
3
空气调节日平均温度
℃
29
-
4
空调室外计算相对湿度
%
77
41
5
通风室外计算干球温度
℃
30
-5
6
通风室外计算相对湿度
%
62
-
7
室外风速
m/s
1.9
3
8
大气压力
mmHg
751
767
9
最大冻土深度
cm
-
85
五、室内设计气象参数
房间功能
夏季
冬季
温度
相对湿度
温度
相对湿度
℃
%
℃
%
空调房间
25~27
65~45
18~22
55~40
六、空调冷热负荷计算
建筑
用途
建筑面积
冷负荷指标
热负荷指标
冷量计算
热量计算
M2
W/M2
W/M2
KW
KW
商铺
15000
88
80
1320
1200
经计算系统总冷负荷为1320KW,总热负荷为1200KW。
七、冷热源设备选型
空调系统工程选用何种设计方案主要从以下几个方面来考虑:
A、能源状况:
考虑工程所在地的环境因素,电力、水资源、城市煤气、天然气等的供应与价格;
B、室外气象参数;
C、建筑物的用途、工艺和使用特点;
D、空调设备质量和运行效果;
E、系统方案的优化设计,整个工程的初投资与运行费用、日常维护等方面的费用减少;
F、鉴于以上原因,我公司在设备的选型设计上考虑采用水源热泵(水源侧为供回水井)。
八、水源热泵中央空调系统的特点
1、高效节能
水源热泵机组利用土壤或水体温度冬季为12-22℃,温度比环境空气温度高,热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高;土壤或水体温度夏季为18-32℃,温度比环境空气温度低,制冷系统冷凝温度降低,使用冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率大大提高,可以节能30-40%的运行费用。
投入1KW的电能可以得到4KW以上的热量或5KW以上的冷量。
2、环境和经济效益显著
地源热泵机组运行时,不能耗水也不能污染水,不需要锅炉、冷却塔,也不需要堆放燃料废物的场地,环保效益显著。
地源热泵机组的电力消耗,与空气源热泵相比可以减少40%以上;与电供暖相比可以减少70%以上,它的制热系统比燃气锅炉的效率平均提高近50%,比燃油锅炉的效率高出75%
3、系统设计简单,机房占地面积小,机组运行稳定可靠,运转噪声低。
九、中央空调机房系统设计说明
1、机房系统说明
根据计算制冷量与制热量,空调系统冷热源选用贝莱特公司生产的GSHP660Ⅱ型地源热泵机组两台,单台制冷量为660KW,单台制热量为838KW,夏季提供7~12℃的空调冷水;冬季提供40~45℃的空调热水。
空调冷热水系统采用一次泵定流量闭式循环系统,选用三台循环水泵,二用一备。
水源水系统采用开式循环,选用潜水泵1台。
系统采用落地式定压罐定压。
为保护机组和系统的正常运行,系统补水应用软化水,拟设计软化水设备一套并软化水箱一个。
为保证水质,在水源水管道上安装旋流除砂器和快速除污器各一台。
2、选用2台GSHP-660Ⅱ机组,系统总的井水需求量为2*62=124t/h。
本工程地点北京市区,在没有钻试验井的情况下,供水井出水量暂时按80t/h考虑,回灌量为50t/h,本工程需要供水井为2口,回水井的数量为3口。
供回水井总数量为5口,供回水井互换使用,不设备用井。
根据地层的情况,井与井的间距一般在20米至40米之间。
井距离建筑物的最小距离一般控制在10米左右,最小为7米。
井水入口加装过滤器。
3、末端系统说明
根据商场的特点,空调末端设备选用卧式暗装风机盘管,空调水系统采用异程闭式机械循环系统形式。
一十、施工说明
(一)材料及保温
1、空调水系统使用管材:
空调供回水管采用焊接钢管,空调凝水管采用镀锌钢管。
2、管道连接方式:
管径小于等于DN32的管道采用螺纹连接,管径大
于DN32管道采用焊接。
3、保温:
室内管道:
管径小于等于DN40保温材料用25mm厚的橡塑保温管;管径大于DN40保温材料用30mm厚的橡塑保温管,外网水管道保温采用50mm厚聚氨脂发泡保温。
4、阀门:
管径大于等于DN40时采用法兰蝶阀,管径小于DN40时采
用螺纹截止阀。
(二)空调系统的控制:
1、开启顺序:
水源水循环泵-空调冷热水循环泵-水源热泵机组
2、关闭顺序:
水源热泵机组-空调冷热水循环泵-水源水循环泵
(三)消声减振
1、所有动力设备均采用消声或隔振措施。
2、水泵采用低噪声型。
3、水泵与水管连接处采用橡胶接头。
供回水井设计方案
考虑工程具体情况,考虑环保要求,拟采用地下水地源热泵系统进行供冷暖。
地下水地源热泵系统是地源热泵系统中的一种,是以地下水作为冷热源的供暖供冷系统。
由于其环保性和节能性,近期在国内外都得到了大力推广和应用。
地下水地源热泵系统的确定
就地下水的运行方式而言,地下水地源热泵系统分为两种,一种为直接式系统,另一种则为间接式系统,它们的区别主要在于地下水是直接引入热泵机组还是地下水不直接进入机组,而是通过板式换热器通过小温差换热的方式运行将热量传递给热泵机组。
直接式系统能让地下水的热量得到充分利用,但地下水的品质直接影响到地源热泵机组的寿命;间接式系统虽然可以用廉价的板式换热器保护了昂贵的地源热泵机组,但由于存在换热温差,不能充分利用地下水热量和温度。
由于当地地下水符合热泵机组的用水要求,在做好除砂过滤等工作的前提下,该系统采用直接式系统。
供、回水井设计方案
(一)水井系统
1、本工程选用2台GSHP-660Ⅱ机组,机组总的井水需求量为2*62=124t/h。
2、本工程所在地为北京市区,在没有钻试验井的情况下,供水井出水量暂按80m3/h考虑,回灌量为50m3/h。
本工程需要供水井为2口,回水井的数量为3口,供回水井总数量为5口,裸径800mm,井深100m,建议供回水井互换使用,不设备用井。
根据地层的情况,井与井的间距一般在20米至40米之间。
井距离建筑物的最小距离一般控制在10米左右,最小为7米。
井水入口加装过滤器。
如果井水含砂量高,可安装除砂器,或除污器。
3、井壁管采用高压氧蒸高强度水泥管,滤水管采用桥式滤管,也可选用钢管或普通水泥管;其优缺点分述详见成井方案。
4、水井滤料采用3-5mm的石英砂,机房内加装旋流除砂器和电子水处理仪,确保达到地源热泵机组的水质要求;
5、水井做好后,在上部做井室,转换阀门设在井室内,一般情况下井室封闭,不影响上部通行。
(二)水井说明
1.单井出水量及水温
出水量:
>80M3/H
水温:
14℃
2.单井回灌量
回灌量:
>50M3/H
3.井孔裸径
裸径ф800mm
4.管径与管材
经过对多家中央空调调查发现,取水井与回灌井多出现下列问题:
(1)井孔出砂;
(2)抽水量及回灌量随时间减少;
(3)回灌量较小或无法回灌;
(4)维修困难或无法维修。
为避免以上情况出现,我们认为使用钢管或高压氧蒸水泥管为好,其优点:
(1)便于维护,如采用化学方法除铁细菌及钙镁胶结物等,而普通水泥管无法进行;
(2)有效防止因出砂而造成的孔报废;
(3)可延长井孔使用寿命3-5倍。
缺点是总体造价较高。
鉴于钢管的综合造价较高,我们认为井管可采用高压氧蒸水泥管,该类型水泥管强度较高,若加以技术性辅助措施也可以满足工程使用。
其具体措施有:
透水层部分采用桥式滤水管,井口封闭段采用钢管等。
管径:
0-50mф325mm。
我们认为普通水泥管难以满足系统的连续多年使用,采用该结构井管其优点是造价较低,但需经常重新打井,采用该结构井管是不科学且不经济的。
5.滤料
抽水孔:
Ф2-4mm天然石英砂
回灌孔:
Ф4-6mm天然石英砂
6.取水深度
40m以上全部封死,40m以下的中粗砂层作为取水段,含水层大概在10米左右。
8.测孔
下管前进行电测判层,准确划分地层,尤其是砂层性质与部位,指导下管、填料与洗井等工艺。
9.洗井:
应采用机械式化学洗井,含砂量不大于1/20万。
浑浊度小于20mg/cm
10.水文实验:
由于在不同地区、不同地段水文地质条件不同,其井孔布置方式和成井工艺也不同,因此为准确获取地下水温地质参数,合理布井,使抽水和回灌达到最佳效果,最佳匹配,在第一口井完工后应立即进行水文地质实验,在第二口井完工后应立即进行抽水、回水灌联合实验,并提出井孔总体布局方案及使用方式。
11.打井的施工程序:
1)查阅工程所在地水文地质资料
2)周边成井调查
3)实地地质勘察
4)当地地质作出设计方案
5)召集省内专家对设计论证
(三)成井工艺、钻井方法及技术要求
1.清水钻进,自然造浆
2.下管前进行电测判层,指导下管
3.滤水管包网60目
4.实管、滤水管采用高密度高压氧蒸水泥焊接管,滤料Ф2-4mm天然石英砂
5.含砂量小于1/20万
6.井孔倾斜<1度
7.裸径:
0—2mФ377*7钢管,1—120mФ350水泥焊接管
(四)抽水井注意事项
1.经常记录水位、水量变化,建立机井卡
2.按要求下泵,防止破坏滤水管
3.每半年同回灌井交替使用一次,达到自然洗井目的
4.每两年对水井进行维保一次,确保水井寿命长于机组寿命
(五)回灌井事项
1.回灌方法
建议采用真空回灌、单井回灌和加压回灌相结合方式
2.回灌注意事项
严禁脏水、脏污灌入井内
管路密封,防止空气进入井内
每半年同抽水井交替使用一次,达到自然洗井目的,并去除井内可能的异味
在回灌井内加入适当漂白粉精处理,防止变臭
定期观测水位、水质、回灌量及水质分析
每两年对水井进行维护与保养一次,确保水井寿命长于机组寿命
运行费用分析
(一)影响因素
1、负荷因素
众所周知,建筑物中央空调负荷主要取决于两个方面的因素:
a、围护结构情况
b、人员数量
c、照明等用电设备
d、其它散热器散湿的设备
2、室外大气的气象条件的变化情况
一般来讲,作为一幢给定的建筑物,给定的建筑基本功能,那么,建筑物的基本情况对负荷影响就基本上可认为是下个稳定的因素,而该建筑物的中央空调日平均负荷取新局面于室外大象条件年变化情况。
建筑物的日平均负荷曲线
根据多年的气象参数的统计和建筑物中央空调负荷的理论及实践研究的万里,建筑物中央空调的平均负荷随大气条件年情况大致可描述如下:
(1)冬季供暖运行起始日为11月15日
冬季供暖运行结束日为3月15日
冬季运行天数为120天,负荷最高日期为1月6、7、8三日
用数学公式表达有
冬季:
Q(t)=(34.4t-0.59t2+0.05t3)/1000
t=0~68(11月1日~1月7日)
Q(t)=[34.4(35-t)]-0.59(135-t)2+0.005(135-t)3)/1000
T=69~135(1月8日~3月15日)
(2)夏季供冷运行起始日为5月15日
夏季供冷运行结束日为8月15日
夏季运行天数为90天
负荷最高日期为7月1、2、3三日
夏季:
Q(t)=(6.7t+.1t-0.03t3)/1000
t=0~75(4月15日~7月1日)
Q(t)=[6.7(150-t)]+0.1(150-t)2-0.03(150-t)3)/1000
T=75~100(7月2日~7月15日)
各负荷比例的天数
根据上述议程,我们可计算出如下结果:
负荷百分数
夏季运行天数
冬季运行天数
0~25%
20
20
25~50%
30
30
50~75%
30
40
75%~100%
10
30
(二)运行费用分析
计算条件:
运行天数为夏季90天,冬季为120天;
机组每天运行时间为8小时;电价按0.8元/度计算
运行费用的计算详见附表
GSHP-660Ⅱ地源热泵机组的技术参数表
机组型号
GSHP-660Ⅱ
制冷量
KW
660
制热量
KW
838
使用电源
3相380V50HZ
能量控制
25%~100%
压缩机
类型
半封闭螺杆压缩机
压缩机台数
台
1
输入功率(制冷、制热)
KW
126.9/187.5
制冷剂
工质
R22
加入量
Kg
132
蒸发器
型式
壳管式换热器
水侧阻力
Kpa
46
污垢系数
M2.℃/KW
0.086
接管规格
mm
DN125
制冷工况时冷水流量
M3/H
113
制热工况时冷水流量
M3/H
62
冷凝器
型式
壳管式换热器
水侧阻力
Kpa
46
污垢系数
M2.℃/KW
0.086
接管规格
mm
DN125
制冷工况时冷却水流量
M3/H
62
制热工况时热水流量
M3/H
113
外形
尺寸
长度
mm
3120
宽度
mm
1350
高度
mm
1910
机组重量
Kg
3750
噪音
Db(A)
73
机组制冷量及压缩机耗功标定工况:
冷却水进水温度18℃,出水温度29℃,冷冻水进水温度12℃,出水温度7℃。
机组制热量及压缩机耗功标定工况:
冷却水进水温度40℃,出水温度45℃,冷冻水进水温度15℃,出水温度8℃。
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