地源热泵方案说明+以A户型为例-别墅空调及热水初投资及年运行费用的计算比较.doc

地源热泵方案说明：一、预算，详见上次方案。二、桩已打好情况下，地埋管施工的配合事宜因本工程地埋管拟设计在地下室底板下方，地埋管施工中与总包土建单位的配合较多下面介绍一下具体施工的配合事宜1、 施工工艺：地埋管工程施工工艺主要有管材试压、钻孔、下管、竖井回填、竖井试压、水平沟开挖、水平管连接试压、水平沟回填。2、 施工要点：地埋管竖井布置，应避开原有建筑工程桩，间距500mm以上。 地埋管施工的质量，如焊接质量、水压试验、100%保证系统无泄漏、管材连接方法设计、管材承压能力的选择等。3、 施工条件：底板下方埋管：在地下室土方开挖完毕，准备做承台、地梁垫层前，地埋管施工完毕后交给总包方做承台、地梁等地下室的施工。红线内与围护桩之间：地面找平，最后覆土层标高确认后施工。4、 配合要点：工期、工作界面的确定、工作界面相互交付要求、与总包方的沟通。5、 外在因素：天气，因本工程地质上部为淤泥质粘土，施工时天气因素影响大。三、如何保证长期正常使用其实，地源热泵安全性非常高，首先从系统本身的特点分析：1、 系统主机运行工况稳定，结构简单，使用寿命长，故障率低。2、 室内部分与常规的中央空调相周3、 室外冷热源部分，由于地埋管采用垂直埋管，管材采用HDPE管，耐腐蚀、柔韧性强，埋在地下一般不容易被破坏。如为外力因素，如土方开挖、绿化施工等，也可在第一时间找出损坏部位，易于修复。其次，从施工工艺控制分析：室外地埋管部分安全性，主要是漏水、热平衡、管路设计等三个方面。1、 施工时，按规范应分步分次试压，每做一个连接工序均要求试压，且试压的压力为工作压力的1.5倍。2、 管道为PE管道，连接方式为热熔焊接，正如PPR管的连接方式一样，焊接后，焊点与原材料熔为一体，不易漏水。3、 管路设计由有资质的专业设计单位设计，能符合要求4、 热平衡问题同样通过设计来控制。四、特别优势说明对于本项目，采用地源热泵与采用VRV加锅炉相比，还有较为特殊的优势：1同时可申请节能政策财政补助减少初投资。2采用地源热泵可大大提升楼盘的档次和品牌效应。对本建筑的节能系统项目、绿色建筑评比可增加评分。3大大节能运行费用，可在二至三年内收回多投资的费用。4采用地源热泵可在室内区域将末端扩展为地板辐射采暖或顶棚辐射制冷采暖。5会所空调、热水共同采用地源热泵系统，则系统可更加合理，且管理维护方便，一般的物管人员稍加培训即可操作。锅炉需专人维护操作。6机房设置在地下室二层，空间小（比锅炉房小），不用占用屋顶面积，外界无燥声污染和热岛效应。会所和大堂如设置VRV或其它系统，则风冷主机的摆放位置将影响建筑外观。四、以A户型为例，别墅空调及热水初投资及年运行费用的计算比较4.1中央空调年运行费用计算表：4.1.1项目情况：空调使用面积约为280m2，空调总设计负荷：48KW。主机分别采用：日本大金 VRV 中央空调：RHXYQ20PY1 1台, 制冷量：56KW美国美意地源热泵中央空调：MSR-J120WLE 1台, 总制冷量：34.4KW下面对三种空调的年运行费用进行比较：4.1.2理论依据：a.风冷VRV热泵机组在标准功况（即样本参数）下运行时，其输入功率按额定功率计算；在变工况（即与样本上标注的工况不同）运行时，其输入功率按额定功率的115%计算。说明：在中国华东地区，环境工况优于标准工况的时间非常少，此时多为过渡季节，对于建筑物来说一般无需使用空调。而环境工况劣于标准工况的时间却非常多，夏季室外温度大多时间都超过38度，甚至在40度以上，而且机组周围的实际温度比环境温度高3-5度左右。冬季室外温度大多时间都低于5度，甚至在-2度以下，而且机组周围的实际温度比环境温度低2-3度左右。此时机组需超负荷运行，不仅输出达不到额定效率，输入却大大高于额定功率，一般为额定功率的110%-120%。此数据还未考虑机组输出的衰减和机组在冬季除霜时所消耗的大量电量！b.地源热泵机组全年视为标准功况运行，其输入功率按额定功率计算。说明：在中国华东地区，地表2米以下，全年温度恒定在17-18度，而不论室外环境温度高低。因此机组如同常年在标准功况下运行，不仅效率稳定，还能大大提高机组使用寿命。 c.空调主机选型时，地源热泵主机装机容量比风冷水系统和风冷VRV的装机容量小。说明：在主机选型时，须按建筑物的空调负荷在全年之中的最大值来计算，并考虑到各种类型空调主机自身因室外环境、管道安装长度走向分布、主机和末端安装位置高低差等诸多因素所造成的能效衰减而能实际产生的制冷、制热量。风冷热泵（包括水系统和VRV）是通过主机的风扇产生的气流和板式换热器与周围的空气进行热交换从而实现在冬季制热时向外界吸热，夏季制冷时向外界排热。现实存在的巨大矛盾是，环境温度越低越需要制热时，主机就越需要向外界吸收更多的热量；反之，环境温度越高越需要制冷时，主机就越需要向外界排出更多的热量！此时，主机的工作能效是最低的，冷热量的衰减程度也是最大的（但耗电量却是大大增加的）！而地源热泵是通过主机向常年恒定在17-18度的土层中（地表2米以下）吸热或散热的。因此，本案在主机选型时，风冷水系统与风冷VRV的主机装机容量要比地源热泵大得多。4.1.3计算依据：a.空调全年制冷运行时间120天，其中，机组在标准功况下运行60天，在变工况下运行60天。b.空调全年制热运行时间120天，其中，机组在标准功况下运行60天，在变工况下运行60天。c.每天工作8小时，同时使用系数75%。d.电价为0.6元/度4.1.4计算过程：a.大金 VRV 中央空调，机组采用日本大金 RHXYQ20PY1 1台，制冷量：46KW ，制冷输入功率：14.2KW，制热量：50KW，制热输入功率：12.9KW。运行费用计算如下：运行工况运行模式输入功率每天运行小时每年天数同时使用系数总计耗电量每度电费年运行总费用标准工况制冷17.8 8600.75639016390制热16.1 8600.75580515805变工况制冷20.4 8600.757348.517348.5制热18.5 8600.756675.7516675.75全年合计电费26219注：变工况运行时，输入功率按额定功率的115%计算。b.地源热泵中央空调，机组采用美国美意 MSRJ-120 1台，1台总制冷量：35.4KW ，制冷总输入功率：7.38KW，总制热量：42.6KW，制热总输入功率：10.39KW。运行费用计算如下：运行工况运行模式输入功率每天运行小时每年天数同时使用系数总计耗电量每度电费年运行总费用标准工况制冷7.388600.752656.812656.8制热10.398600.753650.413650.4变工况制冷7.388600.752815.212815.2制热10.398600.753650.413650.4全年合计电费12772.8注：变工况运行与标准工况运行实际一致。4.1.5结论：地源热泵比风冷VRV节能51%4.2生活热水年运行费用的计算：4.2.1燃油锅炉运行费用燃油热值：10200 kcal/hkg，效率：0.85，计算得出燃油锅炉实际热效：8670 kcal/hkg季节热水容量L提升温度每日热负荷kcal/h每日耗油量kg燃油单价RMB/kg每日燃油费用年运行天数费用合计夏季100025250002.883.6010.3890.00934春秋季100038380004.383.6015.78180.002840冬季100045450005.193.6018.6990.001682合计54564.2.2燃气锅炉日运行费用燃气热值：8470 kcal/hm3，效率：0.95，计算得出燃气锅炉实际热效：8047 kcal/hm3季节热水容量L提升温度每日热负荷kcal/h每日耗气量m3RMB/m3每日燃气费用年运行天数费用合计夏季100025.00250003.114.07.7790.001118春秋季100038.00380004.724.011.81180.003400冬季100045.00450005.594.013.9890.002012合计65304.2.3电加热日运行费用电力热值：860 kcal/hkw，效率：0.95，计算得出电加热的电力实际热效：817 kcal/hkw季节热水容量L提升温度每日热负荷kcal/h每日耗电量KWHRMB/KWH每日电费用年运行天数费用合计夏季100025.002500030.600.6018.3690.001652春秋季100038.003800046.510.6027.91180.005024冬季100045.004500055.080.6033.0590.002975合计96514.2.4地源热泵效率及运行费用 电力热值：860 kcal/hkw，地源热泵效率：4.4，计算得出地源热泵的电力实际热效：3784 kcal/hkw季节热水容量L提升温度每日热负荷kcal/h每日耗电量KWHRMB/KWH每日电费用年运行天数费用合计夏季100025.00250006.610.603.9790357春秋季100038.003800010.040.606.021801084冬季100045.004500011.890.607.1390642合计20834.3空调和生活热水综合年运行费用说明4.3.2美意地源热泵与风冷热泵VRV系统加锅炉年运行费用比较a.美意地源热泵空调比(风冷热泵VRV系统+燃油锅炉)节省43b.美意地源热泵空调比(风冷热泵VRV系统+燃气锅炉)节省40c.美意地源热泵空调比(风冷热泵VRV系统+电加热热水器)节省51各种空调及供暖系统生活热水制冷制热合计节能率燃油锅炉+风冷热泵中央空调5456209752643143%燃气锅炉+风冷热泵中央空调4083209752505840%电加热+风冷热泵中央空调9651209753062651%美意地源热泵空调及生活热水20831277314856五 初投资比较5.1地源热泵加风机盘管（或空调箱末端）投资：28.3万元（详见前面预算），未考虑节能政策补贴约造价的15%5.3 VRV加燃汽热水锅炉投资：25.5万（详见前面预算）六 综合效益分析系统类别初投资空调运行费用热水运行费用一年后总投资三年后总投资五年后总投资三年后节省投资每年节省运行费用地源热泵加风机盘管283058127732083297914327626357338VRV加 燃汽锅炉2554832621965302882323537304192286189017893说明：以上未考虑国家节能政策补贴对地源热泵初投资的约15%的节省。未考虑地源热泵增加热水功能后，对空调制冷时的效率提高而所节省的电费。5、美意地源热泵与VRV系统的比较美意地源热泵VRV建筑观感主机小巧，并可任意位置布置主机在室外，影响美观制冷效果不受室外气温影响夏季室外气温越高，制冷越差制热效果不受室外气温影响冬季室外气温越低，制热越差，严重时（低于-50C）会使热泵无法正常工作，尤其在冬季为了保持室内需要的室温，往往需要设置辅助电加热装置，增加能耗除霜问题不存在结霜及除霜问题当冬季室外温度在40C左右时，室外换热器会出现结霜，所以要采取除霜措施，这必然会影响到室内热环境品质及多耗能量制冷能效比（节能性）Cop为4.5左右Cop为3.5左右制热能效比Cop为4.0左右Cop为3.5左右运行费用最低一般运行稳定性不受室外气温影响，主机出力十分稳定受室外气温影响，因此主机出力并不十分稳定，并且其出力正好与需求量（冷、热负荷）以及能效比呈反比使用寿命主机不需要四通换向阀。仅通过水路切换，常年在单一工作模式下运行，稳定。地下埋管30年以上由于要进行冬、夏季模式的转换，必须使用四方换向阀，因此其故障率比其它机组大很多。露天放置，寿命较短年维修管理费地埋管不需维护，主机为原装操作方便主机在室外，日晒风吹易损坏，操作简单使用效果土壤温度常年恒温，效果稳定受室外气温影响较大，在高温制冷效果差，冬季易结霜制热效果差使用灵活性可随时开机可随时开机占地没有室外系统，机房占地较少，可随意放置。无机房，但地面需较大面积故障率极低较高噪音全封闭，噪音低主机在室外，噪声较高安全评价可靠一般大金配置表序号楼层房间名称房间面积 m2冷负荷 kW室内机配置数量（台）制冷量kW1A户：地下一层南视听室29.356457FXDP36NMPVC23.62棋牌室19.44850FXDP50MMPVC15.03储藏室7.761396.8FXDP22NMPVC12.24卫生间6.081094.4FXDP22NMPVC12.25洗衣房4.42006A户：一层厨房9.31674FXDP22NMPVC12.27餐厅22.655662.5FXDP56MMPVC15.68客厅43.1210780FXDP56MMPVC25.69卧室21.734780.6FXDP50MMPVC15.010玄关8.151467FXDP22NMPVC12.211卫生间15.791042.2FXDP22NMPVC12.212衣帽间4.370013卫生间23.670014A户：二层主卧34.917680.2FXDP40NMPVC24.015卧室120.624536.4FXDP45NMPVC14.516卧室221.654763FXDP50MMPVC15.017卫生间15.841051.2FXDP22NMPVC12.218卫生间28.141465.2FXDP22NMPVC12.219卫生间33.72669.6FXDP22NMPVC12.220A户：合计280.6759370.11955.9大金预算表序号型号数量冷量单价金额备注1室内机FXDP22NMPVC82.24785382