某寺合十舍利塔地源热泵中央空调施工组织设计.doc

XXXX 寺合十舍利塔项目地源热泵寺合十舍利塔项目地源热泵 中央空调系统国内公开招标中央空调系统国内公开招标 投投 标标 文文 件件 投标文件内容：投标文件技术部分 投 标 人：陕西 XXXX 建筑工程有限公司 法 定 代表人 或授权代表人： 日 期：二零零七年九月二十七日 目目 录录 第一章第一章 埋管式地源热泵系统设计方案埋管式地源热泵系统设计方案 4 4 第二章第二章 地下换热器的设计说明、设计方案地下换热器的设计说明、设计方案 1515 第三章第三章 地下换热器的热工计算书地下换热器的热工计算书 1919 第四章第四章 空调运行模拟工况空调运行模拟工况 3030 第五章第五章 施工组织设计施工组织设计 3737 第一节 工程说明.37 第二节 施工方案及关键部位施工工艺与方法.38 第三节 系统测试与调试.74 第四节 主要施工机械设备与劳动力计划.81 第五节 施工现场平面布置图.85 第六节 工程质量保证措施.87 第七节 工期保证措施.93 第八节 安全文明施工措施.99 第九节 冬雨及工及环境保护等其它管理技术措施106 第十节 售后服务与承诺110 第十一节 技术培训114 第六章第六章 投标方案中所选用主要设备及材料相关资料投标方案中所选用主要设备及材料相关资料 116116 第一节 开利空调主机设备检测报告116 第二节 开利空调主机设备技术标准、检测及测试117 第七章第七章 项目管理机构配置情况项目管理机构配置情况 120120 第一节 项目管理机构配置情况表120 第二节 设计项目经理简历表121 第三节 项目经理简历表122 第四节 项目技术负责人简历表123 第五节 项目管理机构配置情况辅助说明资料124 第八章第八章 设备明细表设备明细表 131131 第九章第九章 投标设备偏差表投标设备偏差表 133133 第一章第一章 埋管式地源热泵系统设计方案埋管式地源热泵系统设计方案 工程概况 本工程为寺庙建筑，位于陕西省 XX 镇，建筑面积约为 70000 平方米， 建筑高度 127 米，地下一层，地上十一层，为钢骨混凝土结构，冷热机房分 别设于南北两侧 16 米夹层内。本建筑空调面积约 35000 平方米，共分为四 个空调系统： 1、地下室及一层大殿：空调总冷负荷为 2610KW，空调总热负荷为 1950KW，配置三台热泵机组； 2、一层接待及办公用房：空调冷负荷为 530KW，空调热负荷为 580KW， 配置一台热泵机组； 3、0.000，24.000，54.000 层地板辐射采暖：热负荷为 960KW， 配置一台热泵机组； 4、24.000 以上层（二十一层）：空调总冷负荷为 1720KW，空调总 热负荷 1460KW，配置二台热泵机组。 设计依据及相关规范 1、 采暖通风与空气调节设计规范 （GB50019-2003） 2、 公共建筑节能设计标准 （GB50189-2005） 3、 地源热泵系统工程技术规范 （GB50366-2005） 4、 高层民用建筑设计防火规范 （GB50045-95） （2005 版） 5、 埋地聚乙烯（PE）给水管道工程技术规程 （CJJ101-2004） 6、 给水用聚乙烯（PE）管材 （GB/T13663） 7、 实用供热空调设计手册 8、 空气调节设计手册 9、 通风与空调工程施工质量验收规范 （GB50243-2002） 西安室外设计参数 冬季空调室外计算干球温度：-8 冬季空调室外计算相对湿度：67% 冬季室外冻土层深度：45cm 夏季空调室外计算干球温度：35.2 夏季空调室外计算湿球温度： 26 一、系统形式一、系统形式 本工程由于周边没有可利用的城市外网等资源，空调冷热源采用了节能 环保的可再生能源系统土壤热泵系统，夏季通过热泵机组将室内的热量 排到地下，冬季通过热泵机组提取地下的热量供给室内空调房间。 空调末端系统分区空调末端系统分区 本工程空调系统按建筑功能和分区，共设置四个空调分区，设 4 个热泵 系统，热泵机组的空调水侧分开为 4 个独立的水循环系统，热泵机组的地源 水侧联合运行。4 个空调系统的负荷情况及设备配置情况见下表： 空调分区空调分区 冷负荷冷负荷 （KWKW） 热负荷热负荷 （KWKW） 设备配置设备配置 地下室及一层大殿 26101950 配置 3 台热泵机组 一层接待及办公用房 530580 配置 1 台热泵机组 地板辐射采暖 960 配置 1 台热泵机组 二十一层 17201460 配置 2 台热泵机组 合计 48604950 空调冷热源热泵系统分区空调冷热源热泵系统分区 4 个分区的空调系统的空调末端分别独立，所配备的 4 个热泵系统分别 位于 16m 高程的南北两个热泵机房内，其中，供地下室及一层大殿和供一层 接待及办公用房的热泵系统位于北区热泵机房，供地板辐射采暖和二十一 层高度空调系统的热泵系统位于南区热泵机房。 各分区地源热泵机组的地源侧环路串联起来，联合运行，地源侧地下换 热器的设计既能满足各个系统独立运行，又能满足同时运行的需要。 各分区地源热泵系统的关系如表所示： 独立的空调末端分区独立的空调末端分区冷热源配置冷热源配置机房位置机房位置地源侧配置地源侧配置 地下室及一层大殿 地源热泵系统， 配置 3 台热泵机 组 一层接待及办公用房 地源热泵系统， 配置 1 台热泵机 组 北区热泵机房 地板辐射采暖 地源热泵系统， 配置 1 台热泵机 组 二十一层 地源热泵系统， 配置 2 台热泵机 组 南区热泵机房 地源侧地下换热 器系统联合运行， 并能满足各分区 独立运行 地下换热器系统配置地下换热器系统配置 4 个热泵系统的地源侧同时运行时，地源侧环路共配置 1098 个地下换热 器，双 U 型，竖直埋设，有效深度 100m，对称布置于塔体的东西两侧，设置 东西 2 个大分区，每个大分区又设置 7 个小的分区。 每台地源热泵机组对应一台地源侧循环水泵，并对应 2 个地下换热器小 分区。在每个大分区的分水器的支管上，即 14 个分区每个分区分水器的总管 加电动开关阀，每个大分区的集水器的支管上，即 14 个分区每个分区集水器 的总管加温度传感器，根据热泵机组开启台数及地下换热器的回水温度控制 分水器支管上电动开关阀的开启。 当 4 个空调系统分区同时运行时，地下换热器全部开启；当单台热泵机 组开启时，夏季优先开启地下换热器回水温度较低的环路，冬季优先开启地 下换热器回水温度较高的环路。当热泵机组增加运行台数时，依次开启较有 利的地下换热器环路。 二、主要设备的选配二、主要设备的选配 4 个热泵系统分设于南北两区的热泵机房内，北区热泵机房内的主要设 备及功能如下： 设备名称数量 制冷量 （KW） 冷冻水供回 水温度（） 制热量 （KW） 热水供回水 温度（） 供空调分区 地源热泵机组3 台 8887/1297845/40 地下室及大 殿 地源热泵机组1 台 5397/1259345/40 一层接待及 办公 南区热泵机房内的主要设备及功能如下： 设备名称数量 制冷量 （KW） 冷冻水供回 水温度（） 制热量 （KW） 热水供回水 温度（） 供空调分区 地源热泵机组1 台 97845/40 地板辐射采 暖 地源热泵机组2 台 8887/1297845/40 二十一层 空调侧循环水泵与热泵机组采用一一对应的配置，并各设一台备用泵。 地源侧循环水泵与热泵机组亦采用一一对应的配置，并各设一台备用泵。 三、热泵机组性能特点三、热泵机组性能特点 本工程热泵机组均选用了美国开利公司生产的美国开利公司生产的 30HXC30HXCHPHP 型螺杆式水型螺杆式水 水热泵水热泵机组。 30HXC-HP 系列螺杆式水-水热泵机组是开利自主研制、开发并在全开利自主研制、开发并在全 球同步推出的最新一代环保型螺杆式机组球同步推出的最新一代环保型螺杆式机组。其冷量范围为 5251548kW，共有 7 种规格。30HXC-HP 机组在压缩机技术、传热技术、节压缩机技术、传热技术、节 流技术等方面都采用了多项开利的专利技术流技术等方面都采用了多项开利的专利技术。机组使用绿色环保型工质 HFC134aHFC134a；多台半封闭压缩机组合运行，对电网要求低，部分负荷效率高； 双回路制冷系统设计，使故障停机的影响降低到最低；机组运行平稳可靠； 机组控制系统功能强大，直观高效；高效压缩机与先进的内外强化换热管使 机组体积更小，重量更轻。 （1 1）机组特点）机组特点 1.多机头、二回路结构，压缩机逐台启动降低启动电流，减小对电网 的冲击；同时具有备机功能。 2.1500 级的电子膨胀阀采用模糊供液控制，充分利用满液式蒸发器的 传热面积，以提高机组效率。采用 PID 控制算法和先进的电子膨胀阀，保 证蒸发器出水温度恒定，避免机组频繁启停，并保证机组在各种工况下都 具有最高效率。 机组配有开利专利设计的电子膨胀阀，微电脑处理器，冷水温度控制 精确，并能充分发挥满液式蒸发器效能，大大提高机组效率，尤其是部分 负荷运行时，多机头压缩机和电子膨胀阀配合进行能量调节使机组效率提 高 20%以上。 3.整机出厂前机内已加注 HFC134aHFC134a 冷剂，连接所有接线，并进行运行 试验，到达现场，只需连接水管和电源，便可投入运行。 4.蒸发器、冷凝器管内侧走水，提高传热效果，又便于清洗。蒸发和 冷凝传热管均采用无氧铜管，便于高效翅片成型，同时有利于减小热阻， 提高强化传热管的抗腐蚀能力。 5.开利独特润滑系统，外置式二级油分离器，油气分离彻底，无故障 隐患；润滑油还经过二级过滤，过滤精度 3m，清洁的润滑油对轴承无任 何摩损，对压缩机有良好的保护作用，延长压缩机使用寿命。 6.经济器采用板式换热器，制冷剂采用一级节流形式，提高机组运行可 靠性。 7.机组宽度为 1015mm，节省机房占用面积，便于安装、使用。 8.一般保养无须抽出冷媒，维修机组时，冷媒可置于冷凝器或蒸发器 中，减少维护保养工作量。 （2 2）压缩机特点）压缩机特点 1. 唯一为 R134aR134a 设计的螺杆压缩机设计的螺杆压缩机，采用了许多先进的技术和压缩机 结构，体现了最新一代螺杆压缩机新一代螺杆压缩机的技术水平。 2. 半封闭电机，消除了轴封泄漏，喷液冷却电机，电机工作温度低， 使用寿命长。 3. 按开利特殊要求制造的高精度、重负荷、低噪声滚动轴承，运转平 稳、使用寿命长。 4. 采用航空增速齿轮，符合美国齿轮制造商协会最高等级美国齿轮制造商协会最高等级 AGMAAGMA 1212 的标准的标准，运转宁静，坚固耐用，大大缩小了压缩机的体积和重量。 5. 螺杆压缩机的加工、装配和测量均达到微米级精度，确保压缩机运 行效率和可靠性。 6. 压缩机内置 3m 油过滤器、止回阀，制冷系统简洁、可靠。 7. 压缩机内置抗性消音器，降低气流噪音，消除排气压力脉动。 8. 开利专利的柱塞阀能量调节机构，彻底杜绝传统螺杆压缩机采用滑 阀调节机构的摩损现象。 （3 3）机组控制系统特点）机组控制系统特点 1. 控制系统操作界面 PRO-DIALOG PLUS 控制系统可以快速检测机组的所有设备，运行中通 过人机界面显示各种设置点参数及实际运行参数，同时监视机组运行。在 故障不足以影响到机组的正常运行，则预报警，机组继续运行；故障足以 影响到机组的正常运行，机组安全停机，根据报警信息，采取相应的措施， 即可消除机组故障。 机组流程图在控制盘上清晰显示，并可指导操作，LED 数码显示参数， 人机界面友善，无语言障碍，操作简便。还设有重要快捷键操作，简便明 了。 2. 电子膨胀阀采用多参数并行控制（排气过热度、电机温度、蒸发温 度和压力、蒸发器冷水温度等参数） ，确保机组经济合理运行，机组还可 以在低压差工况下正常运行。 3. 触摸屏菜单显示操作者指定内容报告、操作者设定、维修设定、维 修测试及诊断、信息储存、信息查阅等。 机组采用 LED 指示灯和液晶显示屏显示运行参数，可以提供下列信息： 冷冻水进出温度，冷却水进出温度，吸气压力和温度，温度设定点，排气 压力和温度，排气过热度，供油压力，油压力差，电机绕组温度，电子膨 胀阀开度，负载百分比，运行时间，运行模式及报警资料等信息。 4. 全电脑控制主要功能： 冷热水出水温度控制、供油电磁阀控制、电机冷却电磁阀控制、能 量调节电磁阀控制、故障诊断显示及报警、冷量需求限制、双回路上载顺 序选择及控制、压缩机起动顺序选择及控制、负载限制、起动过程（预润 滑等）控制、电子膨胀阀调节、高压卸载功能、冷水温度降低速率控制、 机组与水泵联控及防止冷凝压力过低控制、机组节能模式运行、机组和压 缩机累计运行时间、密码设置、自动开停机时间表设置。 5. 主要安全保护功能： 电源的相序及欠相、三相不平衡、电压过高或过低、电机过热、电流 超载、接地电流、起动失效、水流量断流保护、冷水低温、吸气温度及排 气温度保护、冷凝高压、油压过低和油压力差大、油位保护、传感器断路 保护。 6. 机组可以提供 RS 485 接口： 通过 DATAPORT 模块提供 RS232 接口、ASC码便于同用户楼宇控制 BA 系统连接。 四、主要设备参数表四、主要设备参数表 本工程主要设备参数选择表如下： 北区机房北区机房 序号序号设备名称设备名称设备参数设备参数 数数 量量 备注备注 制冷工况下：制冷量 888kw，输入功 率 192kw，冷冻水供回水温度 7/12， 地源侧进出水温度 30/35 1 土壤热泵 机组 1制热工况下：制热量 978kw，输入功 率 241kw，空调供回水温度 45/40， 地源侧进出水温度 10/5 3 台 供地下室及大殿，机 组承压 1.0MPa 制冷工况下：制冷量 539kw，输入功 率 113kw，冷冻水供回水温度 7/12， 地源侧进出水温度 30/35 2 土壤热泵 机组 2制热工况下：制热量 593kw，输入功 率 144kw，空调供回水温度 45/40， 地源侧进出水温度 10/5 1 台 供办公及接待，机组 承压 1.0MPa 3 室内侧水 泵 1 流量 180m3/h，扬程 32m4 台 匹配土壤热泵机组 1，3 用 1 备 4 室内侧水 泵 2 流量 110m3/h，扬程 32m2 台 匹配土壤热泵机组 2，1 用 1 备 5 地源侧水 泵 1 流量 200m3/h，扬程 38m4 台 匹配土壤热泵机组 1，3 用 1 备 6 地源侧水 泵 2 流量 120m3/h，扬程 38m2 台 匹配土壤热泵机组 2，1 用 1 备 7 低区空调 定压装置 补水泵：流量 10m3/h，扬程 28m1 套1 用 1 备 落地式膨胀罐：容积 1.56m3，调节容 积 0.6m3，设计承压 0.6MPa 补水泵：流量 10m3/h，扬程 12m 8 地源侧定 压装置 落地式膨胀罐：容积 1.56m3，调节容 积 0.6m3，设计承压 0.6MPa 1 套1 用 1 备 9 地源侧软 化水箱 尺寸：2600*1800*15001 台 10 空调侧软 化水箱 尺寸：2600*1800*15001 台 11 钠离子交 换器 处理水量 10m3/h1 台 12 综合水处 理器 流量 720m3/h1 台 13 空调分水 器 L1860，DN6001 台 14 空调集水 器 L1860，DN6001 台 15 地源分水 器 L2550，DN6001 台 16 地源集水 器 L2550，DN6001 台 南区机房南区机房 序号序号设备名称设备名称设备参数设备参数 数数 量量 备注备注 1 土壤热泵 机组 3 制热工况下：制热量 978kw，输入功 率 241kw，空调供回水温度 45/40， 地源侧进出水温度 10/5 1 台 供地板辐射采暖，机 组承压 1.0MPa 制冷工况下：制冷量 888kw，输入功 率 192kw，冷冻水供回水温度 7/12， 地源侧进出水温度 30/35 2 土壤热泵 机组 4制热工况下：制热量 978kw，输入功 率 241kw，空调供回水温度 45/40， 地源侧进出水温度 10/5 2 台 供塔楼，机组承压 1.6MPa 3 室内侧水 泵 3 流量 180m3/h，扬程 32m2 台 匹配土壤热泵机组 3，1 用 1 备 4 室内侧水 泵 4 流量 180m3/h，扬程 32m3 台 匹配土壤热泵机组 4，2 用 1 备 5 地源侧水 泵 3 流量 150m3/h，扬程 32m2 台 匹配土壤热泵机组 1，3 用 1 备 6 地源侧水 泵 4 流量 200m3/h，扬程 32m3 台 匹配土壤热泵机组 2，1 用 1 备 补水泵：流量 10m3/h，扬程 100m 7 高区空调 定压装置 落地式膨胀罐：容积 1.56m3，调节容 积 0.6m3，设计承压 0.6MPa 1 套1 用 1 备 补水泵：流量 10m3/h，扬程 45m 8 地板采暖 定压装置 落地式膨胀罐：容积 1.56m3，调节容 积 0.6m3，设计承压 0.6MPa 1 套1 用 1 备 9 空调软化 水箱 尺寸：2600*1800*15001 台 10 钠离子交 换器 处理水量 10m3/h1 台 11 综合水处 理器 流量 600m3/h1 台 12 空调分水 器 L2090，DN6001 台 13 空调集水 器 L2090，DN6001 台 14 地源分水 器 L2365，DN6001 台 15 地源集水 器 L2365，DN6001 台 第二章第二章 地下换热器的设计说明、设计方案地下换热器的设计说明、设计方案 一、地下换热器的设计说明一、地下换热器的设计说明 地下换热器的设计原则是既能满足各个系统独立运行，又能满足同时运 行的需要，地下换热器总数量根据各分区同时运行的总负荷进行设计。 科学地进行地下换热器设计的思路和方法如下： 18 2007-3-13 Base load Peak cool load Peak heat load Year 25 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC Fluid temperature 篊 30 25 20 15 10 5 0 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 Peak min Peak max Base min Base max Year 252015105 Annual min-max fluid temp. 篊 30 25 20 15 10 5 0 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 二二、土土壤壤热热泵泵系系统统的的关关键键地地下下换换热热器器 二、地下换热器的设计方案二、地下换热器的设计方案 1 1、地下换热器的配置、地下换热器的配置 地下换热器的埋设范围：地下换热器的埋设范围：对称埋设于塔的东西两侧，总的占地面积约 4 万平方米，位置见下图； 地下换热器的数量：地下换热器的数量：本工程共布置 1098 个地下换热器； 地下换热器的形式：地下换热器的形式：双 U 型，竖直埋设，矩形布置，平均间距 6m，有效 深度 100m； 地下换热器的管材：地下换热器的管材：本工程地下换热器的管材选择高密度聚乙烯 PE 管， 竖直埋管承压 1.6MPa，水平埋管承压 1.0MPa； 地下地下 100m100m 深的地质：深的地质：本工程地下 100m 深的地质主要为古土壤和粉质粘 土，较适合打孔； 地下换热器的水流量：地下换热器的水流量：地下换热器总的水流量 1320m3/h，每个地下换热 器的水流量约 1.15m3/h，水流速 0.3m/s； 2 2、地下换热器的连接、地下换热器的连接 本工程地下换热器共设 2 个大的分区，分别控制东西两侧，每个大的分 区下再设置 7 个小的分区，其中 6 个分区每个分区连接 80 个地下换热器，另 外 1 个分区连接 69 个地下换热器。每个分区支管的地下换热器同程连接，如 图所示： 每个大分区的分水器支管加电动开关蝶阀，集水器支管加静态流量平衡阀。 3 3、地下换热器的控制、地下换热器的控制 1 1）水力平衡控制：）水力平衡控制：各地下换热器尽量采用同程布置，并在总分区集水器 的各支管加静态流量平衡阀，分水器加电动阀，如图示： 2 2）地下换热器的运行控制：）地下换热器的运行控制：地源侧环路共配置 1098 个地下换热器，对 称布置于塔体的东西两侧，设置东西 2 个大分区，每个大分区又设置 7 个小 的分区，共 14 个小的地下换热器分区。 每台地源热泵机组对应一台地源侧循环水泵，并对应 2 个地下换热器小 分区。在每个大分区的分水器的支管上，即 14 个分区每个分区分水器的总管 加电动开关阀，每个大分区的集水器的支管上，即 14 个分区每个分区集水器 的总管加温度传感器，根据热泵机组开启台数及地下换热器的回水温度控制 分水器支管上电动开关阀的开启。 当当 4 4 个空调系统分区同时运行时，地下换热器全部开启；当单台热泵开个空调系统分区同时运行时，地下换热器全部开启；当单台热泵开 启时，夏季优先开启地下换热器回水温度较低的环路，冬季优先开启地下换启时，夏季优先开启地下换热器回水温度较低的环路，冬季优先开启地下换 热器回水温度较高的环路。热器回水温度较高的环路。当热泵机组增加运行台数时，依次开启较有利的 地下换热器环路。 第三章第三章 地下换热器的热工计算书地下换热器的热工计算书 一、地下换热器承担的负荷计算一、地下换热器承担的负荷计算 根据我公司的工程经验，对本工程全年负荷进行累计，估算出本工程土 壤热泵系统承担的冬季累计热负荷 3703MWH，承担的峰值热负荷 4950KW，承 担的夏季累计冷负荷 3388MWH，承担的峰值冷负荷 4860KW。并对每个月负荷 进行累计，负荷累计结果如下表： 负荷累计负荷累计 月份 累计热负荷 （MWH） 峰值热负荷 （KW） 累计冷负荷 （MWH） 峰值冷负荷 （KW） 一月 1177 4950 二月 823 1463 三月 270 975 四月 五月 六月 707 3950 七月 1069 4860 八月 1083 4860 九月 529 3791 十月 十一月 300 2517 十二月 1133 3840 合计 37033703 33883388 二、地下换热器地下热平衡的计算 1 1、土壤热物性测试、土壤热物性测试 1 1）先进的热工测试装置及分析计算软件）先进的热工测试装置及分析计算软件 我公司从德国引进先进的具有国际先进水平的热工测试装置、热响应分 析计算软件，能够计算出进行地下换热器设计计算所需基本数据地下原 始温度 t0、地下土壤的导热系数 、地下土壤的热容 Cp 热物性参数。 地温测试仪器 地温测试仪器 热响应试验装置 热响应试验分析软件 2 2）热响应试验结果）热响应试验结果 我公司利用从德国进口的具有国际先进水平的热响应试验设备对本工程 地下土壤的热物性进行了测试，并利用德国进口的热响应试验分析软件，对 地下土壤的热物性进行了分析，结果如下： 地下土壤温度随深度的变化曲线 利用热响应试验分析软件输出结果 0 5 10 15 20 25 30 35 40 深度m 4 10 16 22 28 34 40 46 52 58 64 70 76 82 88 94 温度（） 热响应试验分析计算结果如下：地下土壤的原始温度地下土壤的原始温度 t t0 016.216.2，地下，地下 土壤的导热系数土壤的导热系数 1.766w/1.766w/（m*Km*K） ，地下土壤的热容，地下土壤的热容 CpCp2.18MJ/2.18MJ/（m3*Km3*K） 。 2 2、地下换热器热工计算结果、地下换热器热工计算结果 1 1）地下换热器设计计算软件）地下换热器设计计算软件 我公司从德国引进具有世界先进水平的地下换热器计算模拟软件，能够 计算出地下换热器的数量、地下换热器承担的峰值冷热负荷、累计冷热负荷、 地下换热器的热平衡、地下换热器的进出水温度等。 2 2）热工计算结果）热工计算结果 利用我公司从德国引进的专业地下换热器计算软件，对地下换热器进行 热工计算，结果如下： D E S I G N D A T A = GROUND Ground thermal conductivity 1.766 W/m,K Ground heat capacity 2160000 J/m?K Ground surface temperature 16.20 癈 Geothermal heat flux 0.0000 W/m? BOREHOLE - g-function No. 306 Borehole depth 100.00 m Borehole spacing 6.00 m Borehole installation DOUBLE-U Borehole diameter 0.180 m U-pipe diameter 0.032 m U-pipe thickness 0.0030 m U-pipe thermal conductivity 0.420 W/m,K U-pipe shank spacing 0.0700 m Filling thermal conductivity 1.000 W/m,K Contact resistance pipe/filling 0.0000 K/(W/m) THERMAL RESISTANCES Borehole thermal resistances are calculated. Number of multipoles 1 Internal heat transfer between upward and downward channel(s) is considered. HEAT CARRIER FLUID Thermal conductivity 0.572 W/m,K Specific heat capacity 4202 J/kg,K Density 1000 kg/m? Viscosity 0.001520 kg/m,s Freezing point 0.0 癈 Flow rate per borehole 0.000400 m?s BASE LOAD Seasonal performance factor (heating) 3.80 Seasonal performance factor (cooling) 4.50 Number of simulation years 15 First month of operation JUL C A L C U L A T E D V A L U E S = THERMAL RESISTANCES Borehole therm. res. internal 0.3000 K/(W/m) Reynolds number 6444 Thermal resistance fluid/pipe 0.0097 K/(W/m) Thermal resistance pipe material 0.0787 K/(W/m) Contact resistance pipe/filling 0.0000 K/(W/m) Borehole therm. res. fluid/ground 0.1434 K/(W/m) Effective borehole thermal res. 0.1473 K/(W/m) SPECIFIC HEAT EXTRACTION RATE (W/m) Month Base load Peak heat Peak cool JAN 10.81 33.19 -0.00 FEB 7.56 9.81 -0.00 MAR 2.47 6.54 -0.00 APR 0.00 0.00 -0.00 MAY 0.00 0.00 -0.00 JUN -10.77 0.00 -43.94 JUL -16.29 0.00 -54.06 AUG -16.51 0.00 -54.06 SEP -7.03 0.00 -42.17 OCT 0.00 0.00 -0.00 NOV 2.76 16.88 -0.00 DEC 10.41 25.75 -0.00 BASE LOAD: MEAN FLUID TEMPERATURES (at end of month) Month Year 1 Year 2 Year 5 Year 10 Year 15 JAN 16.20 12.12 12.98 14.05 14.75 FEB 16.20 13.09 14.09 15.17 15.85 MAR 16.20 14.94 16.08 17.17 17.85 APR 16.20 15.96 17.30 18.38 19.05 MAY 16.20 16.26 17.53 18.62 19.29 JUN 16.20 21.22 22.37 23.48 24.14 JUL 23.36 24.22 25.24 26.35 27.02 AUG 24.24 24.93 25.80 26.91 27.58 SEP 20.69 21.37 22.15 23.23 23.91 OCT 17.84 18.26 19.02 20.08 20.75 NOV 16.49 16.71 17.53 18.55 19.22 DEC 12.83 13.00 13.89 14.88 15.55 BASE LOAD: YEAR 15 Minimum mean fluid temperature 14.75 癈 at end of JAN Maximum mean fluid temperature 27.58 癈 at end of AUG PEAK HEAT LOAD: MEAN FLUID TEMPERATURES (at end of month) Month Year 1 Year 2 Year 5 Year 10 Year 15 JAN 16.20 6.23 7.09 8.16 8.86 FEB 16.20 12.50 13.50 14.57 15.26 MAR 16.20 13.87 15.01 16.10 16.78 APR 16.20 15.96 17.30 18.38 19.05 MAY 16.20 16.26 17.53 18.62 19.29 JUN 16.20 21.22 22.37 23.48 24.14 JUL 23.36 24.22 25.24 26.35 27.02 AUG 24.24 24.93 25.80 26.91 27.58 SEP 20.69 21.37 22.15 23.23 23.91 OCT 17.84 18.26 19.02 20.08 20.75 NOV 12.78 13.00 13.81 14.83 15.50 DEC 8.79 8.96 9.86 10.84 11.51 PEAK HEAT LOAD: YEAR 15 Minimum mean fluid temperature 8.86 癈 at end of JAN Maximum mean fluid temperature 27.58 癈 at end of AUG PEAK COOL LOAD: MEAN FLUID TEMPERATURES (at end of month) Month Year 1 Year 2 Year 5 Year 10 Year 15 JAN 16.20 12.12 12.98 14.05 14.75 FEB 16.20 13.09 14.09 15.17 15.85 MAR 16.20 14.94 16.08 17.17 17.85 APR 16.20 15.96 17.30 18.38 19.05 MAY 16.20 16.26 17.53 18.62 19.29 JUN 16.20 29.25 30.40 31.51 32.17 JUL 32.50 33.36 34.37 35.49 36.15 AUG 33.32 34.02 34.89 35.99 36.66 SEP 29.19 29.87 30.65 31.73 32.41 OCT 17.84 18.26 19.02 20.08 20.75 NOV 16.49 16.71 17.53 18.55 19.22 DEC 12.83 13.00 13.89 14.88 15.55 PEAK COOL LOAD: YEAR 15 Minimum mean fluid temperature 14.75 癈 at end of JAN Maximum mean fluid temperature 36.66 癈 at end of AUG * END OF FILE * 三、地下换热器的水力计算三、地下换热器的水力计算 经计算，地下换热器系统最不利环路水压降127.85kPa，最不利环路水 力计算表如下： 地埋管最不利环路水力计算地埋管最不利环路水力计算 管段 编号 长度 （m） 流量 （l/min） 流速 （m/s） 管径 （mm） 比摩阻 （Pa/m） 沿程 阻力 （Pa) 局部 阻力 系数 局部阻 力(Pa) 阻力和 (Pa) 0-120110012.4312.818036002.06 5933 9533 1-25110010.9500002.90 1175 1175 2-326015441.6141145377000.95 1216.0 38916.0 3-4315440.5250002.35 293.8 293.8 4-5221930.779.29019802.35 575.8 2555.8 5-6200100.32685170003.52 158.4 17158.4 6-7519.30.434603002.06 164.8 464.8 7-8538.60.540.8904502.35 293.8 743.8 8-9557.90.740.821010501.80 441.0 1491.0 9-10577.20.653.61005002.35 423.0 923.0 10-11596.50.753.61407001.80 441.0 1141.0 11-125115.80.666854252.35 423.0 848.0 12-135135.10.7661155751.80 441.0 1016.0 13-145154.40.8661427101.80 576.0 1286.0 14-155173.70.8661889401.80 576.0 1516.0 15-16221930.779.29019802.35 575.8 2555.8 16-17315440.5250002.35 293.8 293.8 17-1821015441.6141145304500.81 1036.8 31486.8 18-195110010.9500002.90 1175 1175 19-2020110012.4312.818036003.36 9676.8 13276.8 合计 127848127848 地埋管最短环路水力计算地埋管最短环路水力计算 管段编 号 长度 （m ） 流量 （l/min ） 流速 （m/s ） 管径 （mm ） 比摩阻 （Pa/m） 沿程阻 力 （Pa) 局部阻 力系数 局部阻 力(Pa) 阻力和 (Pa) 0-120110012.4312.818036002.06 5933 9533 1-25110010.9500002.90 1175 1175 2-39515441.6141145137750.95 1216.0 14991. 0 3-4315440.5250002.35 293.8 293.8 4-551930.779.2904502.35 575.8 1025.8 5-6200100.32685170003.52 158.4 17158. 4 6-7519.30.434603002.06 164.8 464.8 7-8538.60.540.8904502.35 293.8 743.8 8-9557.90.740.821010501.80 441.0 1491.0 9-10577.20.653.61005002.35 423.0 923.0 10-11596.50.753.61407001.80 441.0 1141.0 11-125115.80.666854252.35 423.0 848.0 12-1347135.10.579.29042302.35 293.8 4523.8 13-14315440.5250002.35 293.8 293.8 14-152815441.614114540600.81 1036.8 5096.8 15-165110010.9500002.90 1175 1175 16-1720110012.4312.818036003.36 9676.8 13276. 8 合计 7415374153 此外，在地下换热器总分区集水器各支管设静态流量平衡阀，平衡各支 路的水力平衡。 第四章第四章 空调运行模拟工况空调运行模拟工况 一、地下换热器运行工况的模拟一、地下换热器运行工况的模拟 对地下换热器系统运行 15 年地下土壤温度进行模拟，模拟结果如下： Peak min Peak max Base min Base max Year 1412108642 Annual min-max fluid temp. 篊 35 30 25 20 15 10 地下换热器运行 15 年温度变化曲线 Base load Peak cool load Peak heat load Year 15 JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC Fluid temperature 篊 35 30 25 20 15 10 地下换热器运行第 15 年温度变化曲线 由以上的模拟结果可以看出：由以上的模拟结果可以看出： 1 1）本工程四个空调系统联合运行地下换热器，在）本工程四个空调系统联合运行地下换热器，在 1515 年的使用年限内，年的使用年限内， 地下换热器基本可以保持热平衡；地下换热器基本可以保持热平衡； 2 2）地下换热器承担的冬季累计热负荷）地下换热器承担的冬季累计热负荷 3703MWH3703MWH，承担的峰值热负荷，承担的峰值热负荷 4950KW4950KW，承担的夏季累计冷负荷，承担的夏季累计冷负荷 3388MWH3388MWH，承担的峰值冷负荷，承担的峰值冷负荷 4860KW4860KW； 3 3）地下换热器运行）地下换热器运行 1515 年，夏季平均运行温度年，夏季平均运行温度 25252828，最高运行温度，最高运行温度 34343636；冬季平均运行温度；冬季平均运行温度 11111515，最低运行温度，最低运行温度 5 51010，因此地下，因此地下 换热器内的流体介质可以为水，不必加防冻液。换热器内的流体介质可以为水，不必加防冻液。 二、热平衡保证不了的补救措施二、热平衡保证不了的补救措施 由于本工程为旅游参观类建筑，空调负荷有较大的随意性，与旅游参观 人数有较大关系，尤其是在夏季旅游高峰期，实际运行中有可能出现与估算 结果有较大偏差，为防止地下换热器系统出现热不平衡的情况，建议地下换 热器系统的进出水管加冷热量计量装置，以便为运行策略提供参考。若本工 程地下换热器系统出现冷热不平衡的情况，推荐利用塔体周围的水池内的水 进行调峰，即利用水池内的水作为夏季热泵机组冷源，以调节地下换热器的 热平衡。 二、系统的控制说明 1 1、控制系统的选择、控制系统的选择 根据本工程机房空调系统的规模及控制