江水源热泵可行性研究报告.doc

精品 感谢下载载 目 录 第一章 工程概况 1 1 1 项目简介 1 1 2 一期建设规模和项目组成 1 1 3 场地概述 2 1 4 总平面布置 2 第二章 建筑节能设计 5 2 1 设计依据 5 2 2 建筑节能 6 第三章 示范目标及主要内容 9 3 1 示范目标 9 3 2 示范主要内容 9 第四章 工程示范技术方案 15 4 1 冷热负荷估算 15 4 2 空调系统方案比较 18 4 3 取水 水处理方案比较 22 4 4 水源热泵用水的一水多用 31 4 5 集中空调系统的智能监控系统 33 4 6 分户计费方案 34 第五章 项目投资估算及增量成本计算 40 5 1 工程项目投资估算 40 5 2 项目增量成本计算 45 第六章 全年运行费用对比及效益分析 46 6 1 与传统集中空调系统对比 46 6 2 与户式空调加热水器对比 54 6 3 一水多用节约费用计算 59 精品 感谢下载载 6 4 投资回收期计算 59 6 5 资金落实情况 61 6 6 单位面积替代量及费效比 61 第七章 项目实施进度 63 第八章 风险分析 64 8 1 技术风险及规避措施 64 8 2 示范效果风险及规避措施 65 8 3 资金风险及规避措施 65 第九章 技术支持 66 9 1 项目执行单位的技术力量描述 66 9 2 技术合作单位介绍 67 第十章 示范推广 72 10 1 项目区域代表性 72 10 2 项目建筑类型代表性 72 10 3 其他资源节约措施 73 10 4 后评估保障措施 75 附件 78 1 主要设备表 2 取水工程工艺流程图及取水工程平面图 3 营业执照及资质证书 4 渗滤取水专利证书 5 XX市建设领域新技术认定证书 6 各部门批文 7 承诺书 8 长江 嘉陵江水文资料 精品 感谢下载载 第一章 工程概况 1 1 项目简介 xxxx 太阳城是由 xxxx 实业有限公司开发建设的集居住及配套的设备 用房 地下车库 附建人防工程 幼儿园和商业服务设施为一体的居住 小区 建设地点位于 xx 市江北区 用地范围 南北向长 240m 东西向宽 360m 呈四方形状 东侧临 黄花园大桥 东 北邻中央电视台 xx 记者站培训楼及住宅 南临江北滨 江路 场地正在土石方平整 拆迁已基本完成 周边道路交通系统已全部 完成 餐饮业发达 本工程在西南角方向有市政供水管 西南角方向有市政污水管 西南 角方向有市政雨水管 天然气管道由西南方向引入 电力管网由北方向引 入 电讯 网络 闭路电视 管网由北方向引入 1 2 一期建设规模和项目组成 表 1 1 建设规模和项目组成一览表 总图 编号 项 目 名 称 建筑性 质 层数 建筑高度 m 建筑面积 m2 工程等 级 备 注 11 号楼商业 3D4941 17二级 21 1 号楼住宅30F 1D90m19862 77一级 31 2 号楼住宅30F 1D90m19922 67一级 41 3 号楼住宅30F 1D90m19922 67一级 52 号楼商业 4D4318 32三级 62 1 号楼住宅30F 2D90m19862 77一级 72 2 号楼住宅30F 2D96m19168 16一级 精品 感谢下载载 83 号楼商业 1D4 5 7 5680 11一级 93 1 号楼住宅32F 1D96m19581 5一级 103 2 号楼综合楼32F 1D96m20096 49一级 11 4 1 4 2 号楼 住宅32F 1D96m36866 26一级 124 3 号楼住宅32F 3D96m19109 48一级 135 号楼住宅31F 1D93m19083 96一级 14 6 1 6 2 号楼 住宅30F 3D90m35604 65一级 15 7 1 7 2 号楼 住宅28F 4D84m45446 88一级 168 号楼综合楼32F96m21414一级 179 号楼 地下车 库 2D8 4m42654 71一级 一期工程总建筑面积为 368536 6m2 其中空调示范面积 307641 81m2 其中住宅面积为 293753 08m2 公建面积为 13888 73m2 1 3 场地概述 1 3 1 本项目位于 xx 江北区滨江路刘家台片区 该片区东临黄花园大 桥 与繁华的渝中半岛商业区隔江相望 交通便利 地势优越 1 3 2 项目用地形状规则 南北长 240m 东西宽 360m 用地面积 77864 3m2 地势呈西北高 东南低 相对较陡的阶梯状 总高差约 50m 最高处 241 82m 最低处 192 39m 1 3 3 项目内原有刘家台正街 场地内多无保留的建 构 筑物 1 4 总平面布置 1 4 1 在平面布局上 根据小区地形北高南低以及南面朝向嘉陵江的 精品 感谢下载载 特点 整体布局采用塔式高层以点状布置的方式 为每一幢住宅留出观江 景观的视线走廊 整个小区倚山就势 拾阶而上 空间上呈现为向上而行 的 S 形 根据商业建筑形式不同 将整个小区分为八个居住组团 共 有 16 个建筑子项及 1 个地下车库 图 1 1 xx 太阳城区位图 图 1 2 一期工程平面图 1 4 2 在功能布局上 根据该地区控规的要求 主要商业步行街布置于 南侧与 A 1 2 区商业相呼应 形成休闲娱乐的整体气氛 其它商业沿用地 四边的城市道路展开 4 3 号楼底层及裙楼设置会所 以满足居民休闲 娱乐和健身等日常生活需要 在 3 1 号楼裙楼设置幼儿园 满足幼儿就近 入园 1 4 3 在空间布局上 通过空间的流动 连通和引导 视线走廊串起 了一个个不同的景点 从而营造出 步移景异 曲径通幽 的格局 通 过对空间有意识地压缩和开放处理 以及对景观路线的精心组织 形成了 峰回路转 豁然开朗 的感觉 通过前排点式建筑的空间以及竖向上 的高层错落使更多的住户具有良好的景观视野 将纵向的高压控制线内的 绿化空间与横向的小区两大公共空间融合为一体 互相延伸和渗透 精品 感谢下载载 1 4 4 竖向布置 1 4 4 1 小区排水方式以路面排水为主 雨水由北向南排出场区 设 计中将场地进行平整 使场地略高于城市道路 并使建筑有良好的视觉形 象 同时为场地内雨水 污水排放提供了便利条件 场地平整设计后最大 高差为 25m 道路最大纵坡为 6 9 最小纵坡为 1 06 室外场地的连 接方式采用平坡式与台阶式相结合 南北高差较大通过设置地下车库来减 少填方量 以道路的绕行来减少挖方量 1 4 4 2 该场地地形复杂 高差较大 竖向布置以结合地形 满足总 体布局 不搞高切坡为原则 场地竖向设计标高考虑与城市道路标高协调 一致 以台地结合自然地形 减少土石工程量投资等因素来确定各组团的 室内外标高 每个组团基本采用同一标高 室内地平标高定在 203 90m 226 60m 之间 精品 感谢下载载 第二章 建筑节能设计 2 1 设计依据 1 国家 节能中长期专项规划 2 建设部 建筑节能工程实施方案 报批稿 3 中华人民共和国 节约能源法 4 中华人民共和国 可再生能源法 5 中华人民共和国 民用建筑节能管理规定 第 143 号部令 6 建设部办公厅 建办科函 2005 656 号 7 xx 市建设委员会 xx 市财政局 关于申请 2007 年度可再生能源 建筑应用示范工程项目的通知 渝建发 2007 8 号 8 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 9 夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准 JGJ134 2001 10 公共建筑节能设计标准 DBJ50 052 2006 11 地源热泵系统工程技术规范 GB50366 2005 12 民用建筑节能设计标准 采暖居住建筑部分 JGJ26 95 13 建筑照明设计标准 GB50034 2004 14 公共建筑节能设计标准 GB50189 2005 15 建筑节能技术及产品标准 规范 16 xx 市居住建筑节能设计标准 DB50 5024 2002 17 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 18 建筑给水排水设计规范 GB50015 2003 19 泵站设计规范 GB T50265 97 20 城市防洪工程设计规范 CJJ50 92 21 防洪标准 GB50201 94 精品 感谢下载载 2 2 建筑节能 2 2 1 总平面设计 尽量减少硬化 混凝土 石板等 地面 增加绿地和水域 建筑群的布置 建筑物的平面布置有利于自然通风 小区 90 以上住宅布置在南偏东 150至偏西 150范围内 2 2 2 建筑单体设计 根据建筑功能要求和当地的气候参数 在建筑单体设计中 科学合理 地确定建筑朝向 平面形状 空间布局 外观体形 间距及层高 将住宅主要活动房间布置在南面 使房间夏天可减少室外热量侵 入 冬天可获得较多的日照 选用合适的外窗尺寸和窗墙比 使其传热系数符合 xx 市居住建 筑节能设计标准 DB50 5024 2002 4 0 4 的规定 门窗洞口的开启位 置有利于自然采光 也有利于自然通风 原则上减少建筑物外表面积 选用合适的建筑体型系数 条式建 筑的体型系数均不超过 0 35 点式建筑的体型系数均不超过 0 40 满足 xx 市居住建筑节能设计标准 DB50 5024 2002 4 0 3 的规定 2 2 3 建筑物外围护墙 改善建筑的保温隔热性能可以直接有效地减少建筑物的冷热负荷 选 用节能型建筑材料 保证建筑外围护结构的保温隔热等热工我是建筑设计 上的首要节能措施 在满足基本的承重 安全围护 防水 防潮功能外 考虑以下几点 采用保温隔热性能好的墙体材料 如烧结岩空心 多孔 砖 加 气混凝土砌块 陶粒混凝土砌块 加保温层的复合墙板等 精品 感谢下载载 对传热性好的墙体或墙体中传热性好的部位 热桥 拟采用外 保温体系 以满足相应建筑节能设计标准的相关规定 对垂直墙面采用外廓 阳台 挑檐等遮阳设施 厨房和卫生间排风口的设置 避免强风时的倒灌现象和油烟等对 周围环境的污染 单面采光房间的进深不宜过大 屋面 外墙表面采用浅色处理 楼梯间采用可开启式外窗 加强楼地面 分户墙的保温隔热处理 2 2 4 门窗 除满足基本的采光 通风和安全围护作用外 还应从以下及各方面来 考虑门窗的节能特性 以满足相应建筑节能设计标准的相关规定 选用塑料 断热铝合金 玻璃钢 铝木复合材料等 窗框型材 采用密闭双层玻璃 中空玻璃 镀膜中空玻璃等 材料 门窗应具有良好的密封性能 住宅外窗气密性七层以下不低于 建筑外窗气密性能分级及其检测方法 GB7107 规定的 3 级 七层及以 上不低于 4 级 公建外窗气密性不低于 建筑外窗气密性能分级及其检测 方法 GB7107 规定的 4 级 透明幕墙的气密性不低于 建筑幕墙物理性 能分级 GB T15225 规定的 3 级 2 2 5 屋面 利用屋顶植草 栽花 种植灌木 形成生态屋面 采用集防水 保温于一体的屋面防水做法 在防水层上设保温层 形成倒置式屋面 在屋面上贮水 形成蓄水屋面 精品 感谢下载载 2 2 6 南向窗设置水平遮阳板 2 2 7 附表 表 2 1 项目主要节能措施选用表 项目名称 1 1 1 2 1 3 2 2 3 1 3 2 4 1 4 2 5 6 6 1 6 2 7 1 7 2 8 号楼 江水源热泵 集中空调系 统 利用项目建址紧临的嘉陵江河床丰富的含水砂卵石层 采用渗滤取水方式 专利技术 采集经砂卵石层天然渗滤的江水 水温比江中水更恒定 夏季约为 22 冬季约为 16 作为水源热泵机组的热交换水源 能效比可达 5 93 屋面主要材 料及厚度 水泥膨胀珍珠岩找坡 2 最薄处 30 密度 1000kg m3 导热系数 0 37 W m K 20 35 厚挤塑聚苯板 密度 40kg m3 导热系数 0 03 W m K 保温 形式 外保 温 外墙主要材 料及厚度 200 厚钢筋混凝土墙或双排六孔水泥陶粒砌块 密度 850kg m3 抗压强度 2 5Mpa 热阻 包括墙体双面各 20 厚抹灰层 0 57 m K w 20 40 厚聚苯乙烯保温板 密度 280kg m3 抗压强度 0 2Mpa 导热系数 0 057 W m K 保温 形式 外保 温 楼地面主要 材料及厚度 35 50 底层架空楼板 厚聚苯颗粒保温砂浆 密度 500kg m3 抗压强 度 0 47Mpa 导热系数 0 11 W m K 分户墙主要 材料及厚度 200 厚钢筋混凝土墙或双排 6 孔页岩砌体 密度 850kg m3 抗压强度 2 5Mpa 热阻 包括墙体双面各 20 厚抹灰层 0 57 m K w 窗玻璃材料中空玻璃中空空气层6 12mm 窗框材料塑料窗框型材 精品 感谢下载载 第三章 示范目标及主要内容 3 1 示范目标 总体目标 将 xxxx 太阳城一期工程项目建设成为 xx 市及国家级可再 生能源建筑应用示范工程 主要技术指标 1 节能 50 以上 2 采用江水源热泵空调系统 3 水源热泵制冷能效比为 5 93 采暖能效比为 4 7 4 江水源热泵冷却水一水多用技术 5 采用渗滤取水技术降低取净水工程运行费用 减少占地面积 3 2 示范主要内容 水源热泵技术在我国进行深入研究的历史并不悠久 主要是从国外引 进技术 该技术使制冷 制热的效率大大提高 值得广泛推广 xx 地处长 江上游 可再生淡水资源丰富 为应用水源热泵技术提供了很有利的自然 条件 3 2 1 水源热泵技术概述 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水 河流和湖泊中吸收 的太阳能和地热能而形成的低温低品位热能资源 并采用热泵原理 通过 少量的高位电能输入 实现低位热能向高位热能转移的一种技术 地球表面浅层水源的温度一般都十分稳定 水源热泵机组工作原理就 是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中 由于水源温度低 所以可以高 效地带走热量 而冬季 则从水源中提取能量 由热泵原理通过空气或水 作为载冷剂提升温度后送到建筑物中 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为 10 22 水体温度比环境 空气温度高 所以热泵循环的蒸发温度提高 能效比也提高 而夏季水体 为 18 30 水体温度比环境空气温度低 所以制冷的冷凝温度降低 精品 感谢下载载 能效比提高 水源热泵系统可供暖 空调 还可供生活热水 一机多用 热泵的特点 1 淡水源热泵是利用地表水资源作为冷源和热源 是再生能源利用 技术 2 属经济有效的节能技术 地能或地表浅层水资源是很好的热泵热源和空调冷源 使得热泵机组 运行更可靠 稳定 也保证了系统的高效性和经济性 3 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染 可以建造在居民区内 没有燃烧 没有 排烟 也没有废物的排放 不需要堆放燃料废物的场地 4 一机多用 应用范围广 水源热泵系统可供暖 供冷 还可以供生活热水 一机多用 一套系 统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或多套系统 可应用于宾馆 商 场 办公楼 住宅小区 学校等建筑 更适合于别墅住宅的采暖 空调 3 2 2 水源热泵工作原理及其系统构成 水源热泵系统的基本工作原理是在夏季将建筑物种的热量转移到水源 中 而冬季通过逆向热力循环 从水源中提取热量 因为水体温度的比较 恒定 使得水源热泵系统运行稳定可靠 不受外界气候变化的影响 高效 节能 且不存在空气源热泵冬季除霜的难点问题 因此 水源热泵系统是 值得积极推广应用的一项以节能和环保 可再生能源利用为特征的先进技 术 这项起始于 1912 年的技术 最近 10 年在欧美工业发达国家取得了 迅速的发展 已成为一项成熟的应用技术 在我国 水源热泵技术的研究 在 20 世纪 90 年代末已成为工程实践并刮起了一股 水源空调 的热潮 热泵的工作原理是从周围环境中吸收热量而传递给被加热的对象 其 工作原理与制冷机相同 按热机的逆循环工作 所不同的只是工作范围不 同 对于热泵来说就是可逆的冷冻循环 正循环时由需要的制冷空间吸热 而将其热排弃到空气或水中 称为制冷工况 逆循环时则向外界的空气或 水中吸热而传递到需要采暖的房间称为制热工况 精品 感谢下载载 1 制冷工况 制冷时恒温控制器启动风机 打开换向阀示制冷方向 此时低温低压的冷媒进入压缩机压缩成高压气体 再经换向阀进入冷媒 水 的散热器 而冷凝成液体 冷媒通过毛细管而进入冷媒 空气的蒸发器 蒸 发成为低温气体 该气体吸收从风机吹过盘管的空气之热而使温度降低 循环不断往复进行制冷 2 采暖供热工况 采暖供热时 冷媒液再经过一个细管而进入冷媒蒸 发器 吸收循环水热能而蒸发为低温气体 低温低压的冷媒气体经过反向 阀进入压缩机入口成为下一循环的开始往复循环采暖供热 对于大型水源热泵机组 也可以不采用制冷剂换向方式 而是采用水 换向的方式 使机组更简化 运行更稳定 但淡水源热泵系统由于水质问 题 采用水换向会使得蒸发器和冷凝器都要进行频繁的清洗 水源热泵工程是一项系统工程 一般由水源系统 水源热泵机房系统 和末端送冷 热 系统三部分组成 其中 水源系统包括水源 取水构筑 物 输水管网和水处理设备等 图 3 1 水源热泵工作原理 精品 感谢下载载 3 2 3 水资源情况及渗滤取水技术概述 xx 市地处两江交汇处 长江与嘉陵江在市区内汇合后穿市而去进入三 峡库区 市区可利用淡水资源异常丰富 据据两江汇合口朝天门下游 7km 的寸滩水文资料统计 长江在 xx 市地区多年平均流量 10930m3 s 常年 洪水水位 181 3m 97 枯水水位 158 9m 根据长江水利委员会水文局长江上游水文水资源勘测局提供的长江 嘉陵江的水文数据 见附件 总结了嘉陵江 长江江水水温和含沙量的 变化曲线图 如图 3 2 图 3 3 2004年3水文站月平均水温变化 0 5 10 15 20 25 30 123456789101112 月份 水温 朱陀 寸滩 北碚 图 3 2 2004 年 3 水文站月平均水温图 2004年3水文站月平均含沙量变化 0 200 400 600 800 1000 1200 123456789101112 月份 含沙量 mg l 朱沱 寸滩 北碚 图 3 3 2004 年 3 水文站月平均含沙量变化图 精品 感谢下载载 从嘉陵江 长江江水水温季节变化曲线图可以看出 1 月份为嘉陵江 长江水温最低点 分别为 9 3 10 3 8 月为嘉陵江 长江水温最高 点 分别为 26 2 24 7 从 3 个水文站月平均含沙量变化图可以看出 江水高含沙量时段出现在 6 10 月洪水期 拟实施项目采用嘉陵江北培断 面水文资料 最高含沙量 2 43kg m3 最低含沙量 0 001kg m3 年均含 沙量 0 4512kg m3 根据以上分析得出嘉陵江水水温适合用于水源热泵冷热源系统 嘉陵 江水的含沙量较高 如采用常规的江中取水方式获取水源 须采取沉淀过 滤等工程技术措施降低含沙量 以满足换热器对水质的要求 而本工程中 拟采用渗滤取水技术 从天然河床的砂卵石层下采集渗滤水 可降低抽取上 来的江水的含沙量 改善水质 江河水通过渗滤床泥膜和砂卵石层的净化过程中将产生一系列物理 化学和生物净化作用 包括滤净作用 除菌作用 吸附溶滤作用 保护作 用 再生作用等 过滤水质得到显著改善 可以大大的降低含沙量 多 项已实施的渗滤取水工程水质检测报告表明 渗滤水完全可以满足水源热 泵机组对水质的要求 以渗滤取水方式直接从天然河床砂卵石层下取水 一方面水温比江中水更稳定 夏季保持在 22 左右 冬季保持在 16 左 右 作为水源热泵机组的热交换水源其品质更高 另一方面 由于其水质 可直接达到机组的使用要求 减少地面净化处理过程中的热源损失 因此 本方案中充分利用 xx 太阳城紧临嘉陵江河段有丰富砂卵石层的有利条件 拟采用渗滤取水与水源热泵机组相结合的方式实施建筑节能示范工程 3 2 4 空调系统的智能监控系统 空调系统的智能监控系统可适时地调节冷却水 冷冻水等参数以达到 充分的节能效果 本工程智能监控系统采用了以下手段 1 空调机组的冷 热 水回水管道安装电动比例调节阀 通过调节 精品 感谢下载载 表冷器的过水量以控制室温 每台风机盘管回水管设电动二通双位阀 2 每台冷水机组出水管设流量衡流阀及电动蝶阀 3 在冷热水供回水总管上设温度传感器 在总供水管上设流量传感 器 根据末端所需负荷来改变冷水机组的运行台数与冷冻水出水温度的设 定值 4 整个空调系统的控制均考虑纳入 BA 系统中 节能运行管理 精品 感谢下载载 第四章 工程示范技术方案 随着世界能源短缺问题越来越严重 建筑节能以及可再生能源的利用 已作为最理想的建设方案 针对 xx 市的地理 气候和资源特点 进行了 广泛的调研和论证 发展淡水源热泵技术的资源条件 技术储备和产业基 础方面均具有较大的优势 发展淡水源热泵是 xx 市因地制宜发展应用可 再生能源的最有效的途径 4 1 冷热负荷估算 4 1 1 室外设计气象参数 台站位置 xx 市 北纬 29 35 东经 106 28 海拔 259 1m 大气压 冬季 991 2hpa 夏季 973 2hpa 冬季室外空调计算干球温度 2 冬季室外空调计算相对湿度 82 夏季室外空调计算干球温度 36 5 夏季室外空调计算湿球温度 27 3 夏季通风室外计算干球温度 33 冬季通风室外计算干球温度 7 冬季室外风速 1 2m s 夏季室外风速 1 4m s 4 1 2 室内设计参数 表 4 1 室内设计参数 室内温度 相对湿度 新风指标噪声 房间名称 夏季冬季夏季冬季 m3 h 人 dB A 备注 住宅24 2621 2245 精品 感谢下载载 商业25 2718 2040 6530 602050 4 1 3 夏季负荷计算 根据建筑物的不同功能与面积 本项目一期的夏季的负荷最大值估算 见下表 表 4 2 一期工程夏季最大负荷估算表 楼号面积 m2 面积指标 W m2 冷负荷 kW 合计 kW 1 1 住宅 19862 771001986 28 1 2 住宅 19922 671001992 27 1 3 住宅 19922 671001992 27 2 1 住宅 19862 771001986 28 2 2 住宅 19168 161001916 82 3 1 住宅 19581 51001958 15 3 2 住宅 18512 811001851 28 4 1 4 2 住宅 35122 191003512 22 4 3 住宅 16221 281001622 13 5 住宅 19083 961001908 40 6 1 6 2 住宅 33767 081003376 71 7 1 7 2 住宅 31311 221003131 12 8 住宅 214141002141 40 住宅合计 293753 08 29375 31 1 商业 4941 17200988 23 精品 感谢下载载 2 商业 3015 02200603 00 3 商业 1347 61200269 52 4 商业 2462 98200492 60 7 商业 2121 95200424 39 商业合计 13888 73 2777 75 住宅取同时使用系数 0 5 住宅总冷负荷 14687 655kW 商业取同 时使用系数 0 9 其总冷负荷 2499 975kW 一期工程总冷负荷 17187 63kW 4 1 3 冬季负荷计算 根据建筑物的不同功能与面积估算出本项目的冬季的负荷最大值见下 表 表 4 3 一期工程冬季最大负荷估算表 楼号面积 m2 面积指标 W m2 热负荷 kW 合计 kW 1 1 住宅 19862 7740794 51 1 2 住宅 19922 6740796 91 1 3 住宅 19922 6740796 91 2 1 住宅 19862 7740794 51 2 2 住宅 19168 1640766 73 3 1 住宅 19581 540783 26 3 2 住宅 18512 8140740 51 4 1 4 2 住宅 35122 19401404 89 4 3 住宅 16221 2840648 85 精品 感谢下载载 5 住宅 19083 9640763 36 6 1 6 2 住宅 33767 08401350 68 7 1 7 2 住宅 31311 22401252 45 8 住宅 2141440856 56 住宅合计 293753 08 11750 12 1 商业 4941 1790444 71 2 商业 3015 0290271 35 3 商业 1347 6190121 28 4 商业 2462 9890221 67 7 商业 2121 9590190 98 商业合计 13888 73 1249 99 住宅取同时使用系数 0 5 住宅总热负荷 5875 06kW 商业取同时使 用系数 0 9 其总热负荷 1124 991kW 一期总热负荷 7000 051kW 4 2 空调系统方案比较 根据 xx 太阳城工程概况 本报告对传统冷却塔 冷水机组 燃气锅炉 系统和淡水源热泵系统进行技术方案比较分析 而与户式空调在初期投资 和运行费用方面的比较则在后面的投资估算和效益分析章节中介绍 4 2 1 方案一 冷却塔 冷水机组 燃气锅炉方案 本方案为传统方式 空调冷冻水系统由冷水机组 一次冷冻水泵 二 次冷冻水泵 末端空调器组成 生活热水系统由燃气锅炉 热水泵 热水 管网组成 冷冻水供回水温度 7 12 空调冷却水系统由冷水机组 冷却 精品 感谢下载载 水泵 冷却塔组成 空调冷却水供回水温度 32 37 该方案技术成熟 夏季用燃气锅炉提供生活热水 用冷水机组制取空调冷冻水 工艺流 程图如下 图 4 1 传统中央空调工艺流程图 冬季用供热燃气锅炉为末端提供空调热水 另用两台燃气锅炉提供生 活热水 空调热水系统由燃气锅炉 热水泵 换热器 二次冷冻水泵 末 端空调器组成 热媒水供回水温度 90 70 热水供回水温度 50 45 设备型号 数量详见附表 设备选型表 4 2 2 方案二 淡水源热泵方案 推荐方案 1 本方案选用节能型水源热泵机组 制冷性能系数达 6 67 空调冷 冻水及热水系统由水源热泵机组 一次冷冻水泵 二次冷冻水泵 末端空 调器 热水水箱 热水泵 热水管网组成 夏季冷冻水供回水温度 7 12 冬季采暖热水供回水温度 50 45 空调冷却水系统由水源热泵 机组 冷却水泵 即变频潜水泵 进行渗滤取水组成 2 一般空调机组冷却水进出水温差为 5 本方案采用渗滤取水方式 后 在技术可靠 经济合理的前提下可加大冷却水的供 回水温差 按 8 温差设计 渗滤取水取水温度为 22 经提升后进入机组的温度为 23 通过水源热泵机组冷凝器后排出的冷却水水温为 31 在此工况 下水流量仅为传统空调机组的 62 5 水泵的功率和水流量成正比 水泵 的功耗一般占整个空调系统的功耗的 20 30 3 利用可再生能源嘉陵江水 作热泵制热时的辅助热源 达到能源 冷却泵 冷冻泵 至空调 末端 冷冻机 冷却塔 精品 感谢下载载 高效利用的目的 4 二次冷冻水泵多台调节及变频调节 系统中的空调机组水路采用电动二通阀控制启闭 循环冷冻水系统中 的冷冻水泵采用多台并联运行 根据水泵进回水压差调节水泵投入台数 亦可达到分台投入的节能目的 辅以变频器调节二次冷冻水泵电机转速 5 一次冷冻水泵多台调节及变频调节 一次冷冻水泵采用多台并联运行 根据水泵进回水温差调节一次冷冻 水泵投入台数 亦可达到分台投入的节能目的 辅以变频器调节一次冷冻 水泵电动机转速 6 冷却泵多台调节及变频调节 冷却水泵采用多台并联运行 根据主机进回水温差调节冷却水泵投入 台数 亦可达到分台投入的节能目的 辅以变频器调节冷却水泵电动机转 速 7 回水水质满足冲厕 浇灌绿地等水质要求 可考虑部份二次利用 部份排放江河 提高利用率 夏季用江水冷却热泵机组 制取空调冷冻水 同时利用冷却水供回水 余热制取生活热水 工艺流程图如下 图 4 2 水源热泵空调制冷工艺流程图 冷却水泵 冷冻泵 至生活热 水末端 引江水 生活热水泵 水源热泵 至空调 末端 回水入江及其他小区用水 引江水 精品 感谢下载载 冬季用热泵机组从江水中吸热 制取空调热水和生活热水 工艺流程 图如下 图 4 3 水源热泵空调制热工艺流程图 由于水源热泵技术利用渗滤取水作为空调机组的冷热源 所以具有以 下优点 1 运行稳定可靠 采用渗滤取水方式抽取的水体温度一年四季相对稳定 其波动的范围 小于普通水体温度的变动 是很好的热泵热源和空调冷源 水体温度较恒 定的特性 使得热泵机组运行更可靠 稳定 也保证了系统的高效性和经 济性 2 节能及环境效益显著 设计良好的水源热泵机组的电力消耗 比普通传统集中空调减少 30 以上 与电供暖相比 相当于减少 70 以上 水源热泵机组的运行 没有任何污染 可以建造在居民区内 没有燃烧 没有排烟 也没有废弃 物 不需要堆放燃料废物的场地 且不用远距离输送热量 3 一机多用 应用范围广 水源热泵系统可供暖 空调 还可供生活热水 一机多用 一套系统 可以替换原来的传统集中空调加常压热水锅炉的两套装置或系统 特别是 对于同时有供热和供冷要求的建筑物 水源热泵有着明显的优点 即将水 生活热水泵 采暖热水泵 冷却水泵 引江水 回水入江及其他小区用水 至生活热 水末端 水源热泵 至空调 末端 精品 感谢下载载 源热泵机组在空调制冷工况下冷凝器排出的高温水 与市政自来水或普通 地表水比 用于生产卫生热水的高温水源热泵机组的冷却水 在利用了 高温冷凝水中能量的同时大幅提高了生产卫生热水的高温水源热泵机组的 能效比 相比用燃气锅炉和热水器生产卫生热水 可节约大量的能源和运 行费用 根据空调负荷估算 空调主要设备选型见附表 末端方案一与方案二 一致 4 2 3 空调系统方案技术经济综合性比较 表 4 4 空调系统方案技术经济综合性比较表 技术特征传统空调方式水源热泵空调方式 正常使用寿命20 30 年20 30 年 技术成熟度及 特点 采用冷却塔制取冷却水 技术成熟 冷水机组技术较成熟 设备运行稳 定可靠 使用较多 技术较成熟 设备运行稳定可靠 使用较多 可以进行全热回收供生活热水 初期投资初期投资比较低 安装简便 初投资比较高 取水较为复杂 安装比较简 便 年运行费运行费用高运行费用比传统方案节约近 50 环保 冷却塔设置对附近有噪声污染 有 军团病菌感染危险 锅炉燃烧排放 烟气中含有 CO2 CO SO2等污 染物 能耗低 对环境影响小 充分利用江水热量 且降低了 CO2 CO SO2 粉尘等污染物的 发生量 减少了大气污染 保护了环境 适用范围电源 燃气供应充足的地区 有江水 湖水等地表水或地下水 且水量能 满足空调负荷的地区 能源利用率机组的 COP 值在 5 左右 充分利用天然冷热资源 COP 值高 能源利 用率高 调节范围 不适合小负荷工况下运行 易出现 喘震现象 适合小负荷工况下运行 且在部分负荷下 COP 值大大提高 系统总体特点 技术成熟 有一定污染 运行费用 较高 技术相对成熟 具有很好的节能性 特别是 热回收的功能更是提高能源利用率 很好地 满足全年供冷供热的要求 经技术经济综合比较 空调系统选择方案二作为工程推荐方案 即水 精品 感谢下载载 源热泵集中空调方式 4 3 取水 水处理方案比较 4 3 1 淡水源热泵的水质要求 淡水源热泵对地表水水质的要求是进入冷凝器的冷却水应该保持澄清 水质稳定 不腐蚀 不滋生微生物或生物 不结垢等 但是 目前对淡水 源热泵所用水源的水质尚无专门规定 表 4 5 为水源热泵用地下水水质参 考标准 表 4 6 为冷却水水质标准的有关规定 可作为本工程水质状况的 参考 表 4 5 地下水地源热泵水质要求 序号名称允许含量值序号名称允许含量值 1含砂量 1 20 万9CaO 200mg L 2浊 度 20NTU10SO42 200mg L 3PH 值6 5 8 511SiO2 50mg L 4硬 度 200mg L12Cu2 0 2mg L 5总碱度 500mg L13矿化度 3g L 6Fe2 1mg L14油 污 5mg L 7Cl 100mg L15游离 CO2 10mg L 8游离氯0 5 1 0mg L16H2S 0 5mg L 注 引自国土资源行业标准 浅层地热勘查评价技术规范 征求意见第二稿 表 4 6 冷却水水质标准的有关规定 序号名称允许含量值序号名称允许含量值 1混浊度 10mg L6氯离子 C1 100mg L 2总矿化度 3000mg L7总铁 Fe2 Fe3 离子 0 5mg L 3硬度 200mg L 4PH 值6 8 9 2 8锰 Mn 0 5mg L 5硫酸根离子 200mg L9硫酸氢 H2S 0 5mg L 含砂量与浑浊度 精品 感谢下载载 2004 年嘉陵江水年平均含沙量 522mg l 江水中泥砂 有机物与胶 体悬浮物 使水变得浑浊 水源含砂量高对机组和管阀会造成磨损 含沙 量和浑浊度高的水也会限制江水源热泵用水的再次利用 一水多用 用 于水源热泵系统的水源 含砂量应 1 20 万 浑浊度 20 mg L 如果 水源热泵系统中装有板式换热器 水源水中固体颗粒物的粒径应 0 5mm 水的化学成分及其它化学性质 自然界中溶有不同离子 分子 化合物和气体 使得水具有酸碱度 硬度 矿化物和腐蚀性等化学性质 对机组材质有一定影响 酸碱度 水的 PH 值小于 7 时呈酸性 反之呈碱性 水源热泵的 PH 值应为 6 5 8 5 硬度 水中 Ca2 Mg3 总量称为总硬度 硬度大 易生垢 水源热泵水源 水中的 CaCo3含量为 200mg L 矿化度 单位容积水中所含各种离子 分子 化合物的总量称为总矿化度 用 于水源热泵系统的水源水的矿化度应 3g L 腐蚀性 水中 C1 游离 CO2等具腐蚀性 溶解氧的 存在加大了对金属管道 的腐蚀破坏作用 应用水源热泵系统时 对腐蚀性 硬度高的水源 应在 系统中加装抗腐蚀的不锈钢换热器或钛板换热器 比较以上对冷却水水质的要求和嘉江水质情况 可以看到嘉陵江水在 酸碱度 矿化度 硬度 腐蚀性等方面都满足水源热泵用水水质要求 只 有浊度不满足要求 需采用有效的净化除砂方法 使水质符合机组要求 4 3 2 淡水源热泵水处理方案 精品 感谢下载载 4 3 2 1 取水工程设计水量 泵站实际提水量根据空调系统的用水量来确定 本工程最高峰冷量为 17187 63kW 故夏季高峰时段需要冷却水量为 3170 94m3 h 取水水量 Q 1 K Q1 式中 Q 取水总水量 m3 h Q1 系统供水量 m3 h 水源热泵系统要求提供江水供水量 为 3170 94m3 h K 损失的水量 取 2 故设计取水量为 Q 1 2 3170 94 3234 38m3 h 则每天 的取水量为 以 12 小时计算 为 38812 36m3 d 4 3 2 2 取水 净水工程方案一 1 设计总扬程 设计最高洪水位为 193 50m 设计最枯水位 保证率为 97 为 158 90m 调节池水面标高为 202 00m 江水处理后由调节池至空调机房 输水管采用 2 根管径 500mm 给水铸铁管 经估算 水泵总扬程在 56 00m 左右 输水管道埋地敷设 2 取水构筑物型式 由于江岸河滩较缓 枯水季节江岸岸边水深不足 采用河床式取水构 筑物 设于尽量靠近 xx 太阳城附近的合适河段的岸边 根据取水量和水源热泵系统运行特点 日变化较大 时变化较大 一期采用 5 用 1 备水泵配置 每台水泵型号均为 250S 65 Q 600m3 h 扬程 H 56m 配电机功率 N 132kW 泵房为矩形 钢筋混凝土取水泵房 3 取水头部型式 在后期设计中 可在进一步明确夏季洪水位的情况下 考虑设置双导 精品 感谢下载载 泵房 夏季利用上层水泵 减少水泵扬程 降低能耗 按现在嘉陵江 xx 段的江水水质情况 洪水季节江水浊度可达 3000 至 6000 度 最大含沙量在 20000mg L 左右 为了简化水处理程序 取 水头部采用斜板型式 4 净水方案 嘉陵江水作为水源热泵系统冷却用水 其水处理的关键在于减少泥砂 含量 降低浊度 其它的水质指标即可满足要求 嘉陵江取水净水工艺工艺流程如下图 斜板取水头 部 旋流除砂器 综合水处理器板式换热器 空调系统 取水泵 原水 图 4 4 取水净水工艺流程图 方案一 斜板取水头部 水库形成以前 江水含砂量较大 取水采用侧向流斜板取水头部 利 用侧向流斜板除砂和利用斗式排砂装置与江河水流速度排砂 减少水中大 颗粒泥沙含量和杂物 一般能去除 0 1mm 砂粒 为保证江水温度要求 取水头部设于枯水位下 2 0m 为保证水质要求 非洪水季节利用管道取河中心水质较好的水 洪水 季节 利用集水井上的进水孔取得上层水质较好的水 旋流除砂器 为节约占地 简化处理工艺 选用旋流除砂器除砂 除砂器进水压力 越大 除砂率越高 而除砂器本身的水头损失 2 0m 并不大 为降低能 耗 提高处理效果 将除砂器置于取水泵房出水管处 充分利用水泵出水 压力 要求原水浊度 300NTU 进水压力为 0 4 12MPa 处理后出水浊度 精品 感谢下载载 小于 10NTU 除砂直径 0 1mm 水头损失小于 2m 一期选用 4 台 每台型号 WD 350 300XS 每台处理量为 250 380m3 h 由于旋流除砂器进水压力越高 除砂率越高 而除砂器本身的水头损 失 2 0m 并不大 为降低能耗 提高处理效果 将除砂器置于取水泵房 出水管处 充分利用水泵出水压力 综合水处理器 为进一步提高水质 利用综合水处理器进行处理 对水中的颗粒状沉 淀 悬浮物及溶解于水中的离子形态采用复合过滤形式 达到净化水质 满足空调系统水质要求 一期选用三台综合水处理器 并联使用 一期每 台型号为 WD 300A1 0ZH A 水处理量为 450 700 m3 h 板式换热器 板式换热器具有抗腐蚀性强 污垢系数低 检修清洗方便 换热效率 高 热损失小的优点 根据国家标准 GB16409 1996 板式换热器 对水质没有定量要求 对高含砂量的水以不同流速进入板换试验 结果证明只要流速控制得当 板换既可正常换热 又不会堵塞 对板换寿命影响也很小 但因流速越低 板换换热性能越差 所以一般综合考虑换热因素 板换中含砂量 1 0kg m3 对系统应是最佳选择 因颗粒太大会堵塞板换 一般要求颗 粒直径小于板间距离的三分之一 要求颗粒直径 1 5mm 此类项目的板换设计需要考虑到很多因素 包括板间距的选择 板片 组合的选择 板间流速的控制 流体流动方向的特殊设计 另外板式换热器又叫可拆式换热器 顾名思义可以反复拆装并清洗 板换拥有经过特殊设计的胶垫及连接方式 并有轴承盒式框架 可一人拆 装并可反复拆装并不影响使用效果 板式换热器可以自由增加板片 所以压力损失完全可以自由控制 通 常压损会控制在 100KPa 以内 如果更小则换热效率很低 导致板片间流 精品 感谢下载载 体的湍流强度变弱 则板片间发生堵塞的概率增加 所以一般压损不能太 小 根据嘉陵江水质 浊度大于 300 度时 在江水和水源热泵机组之间增 设板式换热器 将水源水与机组隔离开 有效地避免水源水对机组产生腐 蚀 4 3 2 3 取水 净水工程方案二 采用渗滤取水工艺 渗滤取水是在江河天然迳流的冲刷和沉积作用下 利用河床底部天然滤床的垂向渗流和滤净功能 将地表江河水转化为河床 下潜流水 再通过建造在河床下的渗滤系统将地下水取出地表的一种取水 技术 是在天然滤床渗流井取水技术基础上发展起来的 适用条件更为广 泛的一种新型反向取水技术 实现了自江河下直接开采地下水先例 渗滤 取水工程包括天然 或人工 滤床和地下构筑体两大部分 其中地下构筑 物主要由集水竖井 江底输水平巷 汇水硐室和在天然滤床底部按照最优 取水面积和间距营造的渗滤系统 渗滤孔群 组成 渗滤取水基本工艺流程图为 嘉陵江水 天然滤床 渗滤孔群 集水控制 汇水硐室 空调机房 自控泵站 集 水 竖 井 江底输水巷道 精品 感谢下载载 图 4 5 取水净水工艺流程图 方案二 竖井 竖井作为水泵机组的安置空间和施工通道 因渗滤取水方式地面建构 筑物占地面积很小 方案考虑将竖井及泵站建在滨江路内侧 xx 太阳城 A1 区西南角高压线下走廊处 即小区车库入口外绿地 泵站占地面积仅 为 160m2 设计最高洪水位为 193 50m 设计最枯水位 保证率为 97 为 158 90m 集水竖井地面标高 191 50m 井底标高 143m 自控泵站地面标高为 202 00m 竖井井筒为圆形 内径 5m 初设井深为 60m 井壁为钢筋混 凝土结构 江底输水巷道 位于河床底部基岩底层中 是连接竖井和天然滤床的通道 同时也是 过水和施工通道 巷道净断面为 2 0 2 0m 为园拱直墙式 拱顶为钢筋 砼预制拱构件 边墙为砼砌块 巷底砼现浇 厚 0 20m 巷底纵坡纵坡率 0 5 其中输水平巷主巷道长 260m 1 号支巷与主巷道夹角 81 长 160 m 2 号支巷与主巷道夹角 59 长 80 m 3 号支巷与主巷道夹角 119 长 80 m 汇水硐室 位于巷道沿途及巷端 有一个或多个组成 为全封闭支衬 使渗滤孔 群的施工空间并起到汇水的作用 设硐室共 8 座 园柱形 内径 4m 硐 室高 3 5m 硐身为砼制砼砌块 厚 0 20m 硐顶为砼钢筋预制梁板 硐 底为 C20 砼现浇 渗滤孔群 从汇水硐室向上钻凿 揭穿基岩地层直达河床下天然滤床底部各预定 精品 感谢下载载 取水点 由空口导管 孔内护壁材料 空身 孔端产水部位专用过滤器组 成 主要布设于硐室内 呈放射状实施对滤床区的控制 设计渗滤孔辐射 控制汇水面积 5 万平方米 共设渗滤孔 585 个 孔端安置特制过滤器 其中集水竖井 江底输水巷道 取水辐射孔为取水构筑物 取送水泵 站 深井潜水泵自井内抽出地表并直接供送至空调机房 为主体构筑物 取水工程的地质描述 xx 太阳城渗滤取水工程水源地拟建于在嘉陵江右岸黄花园大桥上游 400 余米处的砂卵石河滩区域 依据黄花园大桥地质勘察资料 可初步判 断该区域具备良好的渗滤取水条件 采用渗滤取水工艺在 xx 市的长江沿 岸已建有 xx 渝津自来水厂 在嘉陵江岸建有 xx 井口水厂 两厂已经投产 五年 且运行效果良好 a 砂卵石河滩距 xx 太阳城楼盘较近 约 350m 左右 输水隧道距 离较短 有利于本工程的建设与后期的工程维护 场区地质构造形迹简单 基岩地层稳定 滤床区内无明显江底深槽等不良地质现象发育 总体工程 地质条件较好 可进行渗滤取水工程构筑物布设 b 滤床条件较好 天然滤床分布规模大 砂卵石厚度在 3m 左右 可选建区域近十万平米 初步估计赋存地下潜流水静储量约为 10 万吨 日 天然动贮量为 10 15 万吨 日 完全能够满足工程需水量的要求 c 场区发育和赋存有较丰富的松散岩类孔隙水 地下潜流水 和基 岩裂隙水 水质较好 能满足机组对水质的要求 d 在三峡库区 175m 水位运行方案期间 该取水区域的砂卵石层河 滩的冲淤规律变化不大 且砂卵石层的厚度会逐年缓慢增厚 有利于渗滤 取水方式取水 摘自 xx 轨道六号线上新街至江北城段关键节点专题研究 精品 感谢下载载 该取水区域的综合地质勘察工作