地温空调设计方案.doc

1 河南新天科技国际智能仪表产业园 中央空调 项 目 方 案 分 析 2 目目 录录 一 一 系统概述 系统概述3 1 基本情况 基本情况3 2 项目特点 项目特点3 3 多种制冷方式的依据 多种制冷方式的依据3 二 二 设计依据 设计依据3 1 工程现场实际情况 工程现场实际情况3 2 室内环境温度设计 室内环境温度设计4 3 空调负荷 空调负荷4 三 设计方案 三 设计方案 方案方案 1 地源热泵加冷水机组 地源热泵加冷水机组 4 方案方案 2 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 18 四 四 方案设计汇总表 方案设计汇总表18 五 五 地源热泵设计经验值汇总 地源热泵设计经验值汇总20 3 一 一 系统概述 系统概述 1 基本情况 基本情况 工程名称 河南新天科技国际智能仪表产业园 建设地点 河南省郑州市文竹西路与江松路交叉口西北角 工程概况 本工程制冷需求为 2 厂房至 12 厂房 总建筑面积 11 13 万平方 实际采暖面积约为 8 6 万平方米 2 项目特点 项目特点 本空调系统制冷 采暖面积大 负荷高 需要高效 稳定的制 冷 采暖方案 3 多种制冷方式的依据多种制冷方式的依据 根据郑州的水层资料 文竹西路与江松路交叉口地下水位约为 68 米左右 可以采用土壤源热泵机组加冷水机组系统 也可以采用 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 二 二 设计依据 设计依据 本工程中央空调系统的方案设计依据如下 1 工程现场实际情况 工程现场实际情况 室外设计参数表室外设计参数表 冬季夏季 空调计算干球温度 3 8 35 空调计算湿球温度 5 7 27 5 4 2 室内环境温度设计 室内环境温度设计 厂房设计温度为夏季 26 冬季 20 3 空调负荷 空调负荷 2 12 楼夏季冷负荷 100w 合计 8600kw 冬季热负荷 75w 合计 6450kw 三 设计方案 三 设计方案 方案方案 1 地源热泵加冷水机组 地源热泵加冷水机组 因土壤源热泵机组的选取机组时是按照采暖标准选取设备 不 满足制冷的部分 用冷水机组作为补充 本工程在夏季时采用土壤 源热泵机组和冷水机组结合制冷 冬季时用地热源热泵机组制热 土壤换热器的换热量计算 Q 冬 Q 1 6450 1 5047kw 21 1 COP6 4 1 COP1 夏季工况地源热泵机组的制冷效率 取 6 COP2 冬季工况地源热泵机组的制热效率 取 4 6 本次以美的螺杆式地源热泵机组为例 选取 3 台制热量为 1741kw 制冷量 1830kw 的热泵机组 根据公式 Q 夏 Q 1 Q 1 1830 3 11 1 COP16 1 5 推出地源热泵机组负担的冷负荷 Q1 为 4692kw 水冷机组的冷 负荷为 8600kw 4692kw 3908kw 选择制冷量为 3908kw 的离心式冷 水机组 1 台 双机头 配备 3 台 500m 的冷却塔 地埋管计算 根据热负荷 5047kw 计算 地埋管按 40w m 负荷计 算 需要地埋管井 5047 10000 40 126175m 按照井深 100 米考虑 需要打井 1262 个 根据每口井距离 4 米计算 需要打井的面积为 1262 4 4 20192 平方的打井面积 根据实际计算 能够铺设地埋管的位置 1 篮球场 1320 平方 2 网球场 900 平方 3 绿化 1560 平方 4 3 4 5 7 8 9 楼下若埋设地埋管面积约为 14220 平方 以上合计 18000 平方米 其余 2000 平方在绿化带内解决布管 地埋管系统专业施工方案地埋管系统专业施工方案 1 施工依据 施工依据 业主钻孔技术要求 水利水电工程钻探规程 SL291 2003 建筑工程地质钻探技术标准 JGJ87 92 建筑地基处理规程 JGJ79 2002 2 钻孔任务 孔数 钻孔任务 孔数 1262 孔 孔深孔 孔深 100 米 米 3 根据工程项目的类别 实行项目负责人责任制 根据工程项目的类别 实行项目负责人责任制 负责施工现场的人员与机械的指挥调动 负责工程质量的检查 验收与竣工资料 的汇集及工程勘察报告的编写 钻探机组长 班长负责钻孔施工 记录员负责施 工状况的记录 根据本工程的规模与工期要求 拟定投入施工人员 28 名 含暖 通工 4 钻探设备和钻具 钻探设备和钻具 6 钻孔设备潜孔垂钻孔设备潜孔垂 10 部 空压机部 空压机 6 部 并配备相应钻具 根据实际工期要求调整 部 并配备相应钻具 根据实际工期要求调整 潜孔垂 专钻岩石 潜孔垂 专钻岩石 美国原装进口美国原装进口 5 钻孔结构 依据设计要求 钻孔结构 依据设计要求 6 钻孔质量与验收 钻孔质量与验收 钻孔质量与验收依据业主的设计要求和有关规程进行 7 质量保证措施 质量保证措施 7 1 钻探设备安装之后 各机组长必须进行安全等项目的检查 确认安装合格后 报有关部门批准 方可开钻 7 2 合理选用钻进方法 钻具 钻进技术参数及工艺 7 3 严格按钻探规程进行作业 合理掌握回次进尺长度 7 4 在施工过程中 按一定的钻孔深度 使用水平尺校正钻机 7 7 6 调平钻机 用垂直吊线法检验其主轴的垂直度 使其垂直度误差 0 5 L 7 7 孔径 施工前和施工过程中 经常检查钻头直径 磨损超过 5mm 时及时补焊 确保钻头直径达到设计桩径要求 7 8 各记录员认真负责地使用蓝黑钢笔或碳素黑色笔随施工进度情况准确 真实 字迹工整地填写现场记录 7 9 认真做好竣工验收工作 钻孔达到设计孔深后 及时报请有关人员验收签章 8 安全生产 安全生产 8 1 钻井设备安装完毕 机长必须进行安全检查 8 2 竖立和拆卸钻架 必须在机长的统一指挥下进行 8 3 严格按照钻探规程和钻探安全制度进行操作 做到安全施工 9 灌浆技术要求 灌浆技术要求 灌浆材料为岩粉 沙子 孔内灌浆时 保证钻孔灌浆密实 无空腔 否则会降低传热效果 影响工程质量 采取用水冲沙措施 以保证灌浆完全密实 10 具体施工工艺 具体施工工艺 8 1 U 型管的预制 严格控制 PE 管的长度 保证每根管的长度都是垂直孔的设计深 度 将 型管件与 PE 管相熔接并进行压力试验 以确保 型管 的完好 无渗漏 充水并封帽 以免下管和存放过程中的沙土 等污物进入 型管内 绑捆 U 型管的前部 使 U 型管头部有 1m 2m 是直的 以便于下管 垂直管采用 PE100 SDR11 塑料管 材和管件 公称压力为 1 6Mpa 采用双 U 型成品件连接 成品件 如图 2 钻井成井方法 9 利用空压机气循环进行钻进 暂定地下 10m 部分采取跟管措施 3 下管和试压 下管是地源热泵工程中关键之一 因为下管的深度决定采取热量的多少 所 以必须保证下管的深度 为保证下管深度和打井深度能够尽量接进 必须要做到 提完钻杆后不停顿立即下管 此工艺通过测量体上来钻杆的总长度确定打井深度 在下管前通过 PE 管上的标尺核实整个管道的长度 下管后根据留出的管道长度 计算下管深度 此两项工作现场质量检查人员必须严格纪录 下管之前 在下管之前 在 U 型管上每隔型管上每隔 3m 4m 设一固定支卡将两支设一固定支卡将两支 U 型管分开 以提高换型管分开 以提高换 热效果 热效果 下管的方法 人工下管 机械下管和重物下管 因本工程地质为粘土 成孔 后孔壁完整 且孔内没有泥浆等杂物 所以本工程采用人工下管 下管前应将 U 型管与灌浆管捆绑在一起 因成孔后孔壁完整 且孔内没有泥浆等杂物 所以可 根据现场实际情况安排下管 但应做好孔口防护措施 以免杂物落入孔中 下管 时 型管是应长出垂直孔 型管是应长出垂直孔 3 4m 以便于查找和水平集管的连接 以便于查找和水平集管的连接 下管试压 4 回填 回填工序也称为回填封井 正确的回填要达到两个目的 一是要强化埋管与 钻孔壁之间的传热 二是要实现密封的作用 避免地下含水层受到地表水等可能 的污染 回填材料是指用于填充地下换热器与地层之间的填充材料 根据 地源热泵系统 工程技术规范 第 11 页 4 4 9 要求 竖直地埋管换热器灌浆回填料宜采用和细砂 或水泥 的混合浆或专用灌浆材料 回填材料属多孔介质 描述其物理性质的基本参数包括密度 含水率 空隙 10 比 饱和度 导热系数及比热容等 其中 导热系数是决定系统效率高低的关键 因素 原浆加细沙回填 回填方法 人工回填 回填工艺 人工配合水冲沉沙 回填压实过程要均匀 回填料应与管道接触紧密 且不得损伤管道 至此 回填完毕 5 保护措施 a 半成品 成品保护措施 将同一型号预制管 预制件做好标记 归整 并堆放整齐 在施工现场 每天需 有专人对安装好的管路进行巡检 并做好日巡检报告 b 原材料堆放措施 同一型号 PE 管及管件做好标记并按顺序整齐堆放 每天派专人进行巡检 并对材料使用情况进行记录 根据原材料的材质特性做好防水 防潮 防雨 防火等措施 c 预制场地的保护措施 预制场地应平整 无大块石 以防止 U 型管及管件划伤 影响施工质量 11 其它技术要求 其它技术要求 为保证下管深度和打井深度能够尽量接进 必须要做到提完钻杆后不停顿立 即下管 此工艺通过测量体上来钻杆的总长度确定打井深度 在下管前通过 PE 管上的标尺核实整个管道的长度 下管后根据留出的管道长度计算下管深度 此 两项工作现场质量检查人员必须严格纪录 3 集分水器制作安装集分水器制作安装 1 1 制作安装方法 制作安装方法 1 根据设计图确定成品集分水器的位置 并委托土建单位做好浇筑 并同时做好孔洞预 埋 2 集分水器按确定位置就位 并保证安 装在制定的基准面上 3 阀门 以及各支路管段与集分器进行 连接 11 4 做好各支路管道与预埋孔洞的防水措施 4 水平管施工工艺 水平管施工工艺 1 定位放线 定位放线 给水管道工程施工前 应根据施工需要进行调查研究 并应掌 握管道沿线的下列情况和资料 现场地形 地貌 建筑物 各种管 线和其它各专业设计的情况 工程地质和水文地质资料 气象资料 工程用地 交通运输及排水 施工供水 供电等条件 施工测量应符合下列规定 施工前 建设单位应组织有关单位向施工单位进行现场交桩 临时水准点和管道轴线控制桩的设置应便于观测且必须牢固 并应 采取保护措施 开槽辅设管道的沿线临时水准点 每 200m 不宜少 于 1 个 临时水准点 管道轴线控制桩 高程桩 应经过复核方 可使用 并应经常校核 已建管道 构筑物等与本工程衔接的平面位置和高程 开工前应校测 根据图纸 先确定管道变向点 分支点和变坡点 并据此确定管路走向 在 确定的点上打坐标桩 标出管沟中心及挖沟深度 沿桩用线绳拉直 撒上白灰 即为边沿线 根据施工图纸 图纸会审记录 确定管线坐标位置 并会同建设单位 监理 单位 进行现场验线 并会签定位放线记录 坐标及标高数据以建设单位及土建 单位提供的建筑物 道路的坐标及标高为准 并以此为室外管线的施工基础 沟槽开挖必须在定位放线后进行 沟槽开挖完成后 需对管线坐标 标高进行控制定位 管道安装后其偏差必 须符合设计或 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 97 的有关规定 12 2 沟槽开挖 沟槽开挖 沟槽开挖必须在定位放线后进行 管道沟槽底部的开挖宽度和深度按照图纸确定 如果不明确按照下式计算 B D1 2 b1 b2 b3 式中 B 管道沟槽底部的开挖宽度 mm D1 管道结构的外缘宽度 mm b1 管道一侧的工作面宽度 mm 当 D1 500 非金属管道一侧工作面宽度为 400mm b2 管道一侧的支撑厚度 可取 150 200mm b3 现场浇筑混凝土或钢筋砼管渠一侧模板厚度 mm 当地质良好 土质均匀 地下水位低于沟槽底面高程 且开挖深度在 5m 以内 边坡不加支撑时 沟槽边坡最陡坡度应符合规范中的有关规定 当沟槽挖深较大时 应合理确定分层开挖深度 沟槽深超过 3m 时应分层开挖 每层的深度不宜超过 2m 人工开挖多层沟槽的层间留台宽度 放坡开槽时不应 小于 0 8m 直槽时不应小于 0 5m 安装井点设备时不应小于 1 5m 沟槽每侧临时堆土或施加其他荷载时 应符合下列规定 不得影响建筑物 各种管线和其他设施的安全 不得掩埋消火栓 管道闸阀 雨 水口 测量标志以及各种地下管道的井盖 且不得妨碍其正常使用 人工挖槽时 堆土高度不宜超过 1 5m 且距槽口边缘不宜小于 0 8m 当开挖沟槽发现已建的地下各类设施或文物时 应采取保护措施 并及时通知 有关单位处理 沟槽的开挖质量应符合下列规定 不扰动天然地基或地基处理符合设计要求 槽壁平整 边坡坡度符合施工设计的 规定 3 管道基础 管道基础 按设计要求开挖 4 管路安装 管路安装 聚乙烯给水管道严禁在雨污水检查井及排水管渠内穿过 管道与热力管道间 的距离最小不得小于 1 50m 与其他管线交叉敷设时 交叉点净距不应小于 13 0 15m 且按 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 的有关条款采取相应 的技术措施 聚乙烯给水管道穿越路面等设施时应采用不得小于穿越管外径加 100mm 的套 管 且应在设计及建设单位的认可下进行 聚乙烯给水管路在转弯 三通 阀门等部位应采取防推脱的混凝土支敦或金 属卡箍拉杆等技术措施进行固定 管道连接应采用相应的专用连接工具 连接时严禁明火加热 管道的热熔连接 为保证工程质量 63mm 以下的管道均用热熔连接 A 热熔连接原理与特点 所谓热熔连接 就是将热熔管件套在管材 管件上 使用专用热熔焊机 热 熔机套筒内产生的热能加热 熔化热熔管件的内表面和与之承插的管材外表面 使之融为一体 热熔连接能够减少焊接过程中人为因素的影响 通过管件的结构设计和精确 地控制输入功率 优化操作电压或电流和通电时间 可以获得高质量的接头 强度高 寿命长 水密封性好 而且操作简便 施工效率高 B 热熔连接过程 1 准备工作及注意事项 对接管段保证材质一致 对接管段外径 壁厚应一致 误差在许可范围内 待焊 管材和管件的内外表面应光滑平整 无异状 对接管段均应具有与焊机匹配的良 好的加工与焊接性能 a 热熔套管 b 热熔三通 c 热熔弯管 d 热熔钢塑转换管件见上图 2 热熔连接保证遵守以下操作规程 清洁管材连接面上的污物 标出插入深度 刮除其表皮 管材固定在机架上 将热 熔管件套在管材上 校直待连接件 保证在同一轴线上 通电 熔接 冷却 连接时 通电加热时的加热时间选择应符合热熔连接机具生产厂家及管件生产厂 家的规定 热熔连接冷却期间 不得移动连接件或在连接件上施加任何外力 5 管路水压试验 水冲洗 管路水压试验 水冲洗 14 垂直埋地管插入钻孔前 应做第一次水压试验 在试验压力下 稳压至少 15 分钟 观察无明显压力降后 将其密封后插入钻孔 完成灌浆之后做第二次水压 试验 稳压 15 分钟 观察无明显压力降 则认为合格 试验压力以设计要求为 准 埋地管换热器与环路集管装配完成后 回填前应进行第三次水压试验 在试 验压力下 稳压至少 2 小时 观察无明显压力降 则认为合格 环路集管与机房分集水器连接完成后 回填前应进行第四次水压试验 在试 验压力下 稳压至少 2 小时 观察无明显压力降 则认为合格 埋地管换热系统全部安装完毕 且冲洗 排气及回填完成后 应进行第五次 水压试验 在试验压力下 稳压至少 12 小时 观察无明显压力降 则认为合格 水压试验宜采用手动泵缓慢升压 升压过程中应随时观察与检查 不得有渗 漏 管道分段试压合格后应对整条管道进行冲洗 冲洗水应清洁 浊度应小于 5NTU 冲洗流速应大于 1 0m s 直到冲洗水的排 放水与进水的浊度相一致为止 6 沟槽回填 沟槽回填 给水管道施工完毕并经检验合格后 沟槽应及时回填 压力管道水压试验前 除接口外 管道两侧及管顶以上回填高度不应小于 0 5m 水压试验合格后 应及时回填其余部分 回填土时 应符合下列规定 槽底至管顶以上 50cm 范围内 不得含有机物以及大于 50mm 的砖 石等硬块 在抹带接口处 防腐绝缘层或电缆周围 应采用细粒土回填 冬期回填时管顶以 上 50cm 范围以外可均匀掺入冻土 其数量不得超过填土总体积的 15 且冻块 尺寸不得超过 100mm 回填土或其他回填材料运入槽内时不得损伤管节及其接口 管道两侧和管顶 以上 50cm 范围内的回填材料 应由沟槽两侧对称运入槽内 不得直接扔在管道 上 回填其他部位时 应均匀运入槽内 不得集中推入 回填压实不得损伤管道 管道两侧和管顶以上 50cm 范围内 应采用轻夯压实 15 管道两侧压实面的高差不应超过 30cm 同一沟槽中有双排或多排管道但基础底面的高程不同时 应先回填基础较低 的沟槽 当回填至较高基础底面高程后 再接上款规定回填 分段回填压实时 相邻段的接茬应呈接梯形 且不得漏夯 采用木夯 硅式夯等压实工具时 应夯 夯相连 采用压路机时 碾压的重叠度不得小于 20cm 当管道覆土较浅 管道的承载力较低 压实工具的荷载较大 或原土回填达 不到要求的压实度时 可与设计单位协商采用石灰土 砂 砂砾等具有结构强度 或可以达到要求的其他材料回填 7 管道的交叉处理 管道的交叉处理 给水管道施工时若与其他管道交叉 应 按设计规定进行处理 当设计无规定时 应按本节规定处理并通知有关单位 聚乙烯给水管道严禁在雨污水检查井及 排水管渠内穿过 管道与热力管道间的距 离最小不得小于 1 50m 与其他管线交叉敷 设时 交叉点净距不应小于 0 15m 且按 给水排水管道工程施工及验收规范 GB50268 的有关条款采取相应的技术措施 地埋管系统试压地埋管系统试压 地面管系统安装过程中 总共需要经过多次试压 保证了各个焊点的安全可 靠性 试压的过程如下 1 竖直地埋管换热器插入钻孔前 应做第一次水压试验 在试验压力下 稳 压至少 15min 稳压后压力降不应大于 3 且无泄漏现象 将其密封后 在有压状态下插入钻孔 完成灌浆之后保压 1h 水平地埋管换热气放入沟 槽前 应做第一次水压试验 在试验压力下 稳压至少 15min 稳压后压力 降不应大于 3 且无泄漏现象 2 竖直或水平地埋管换热器与环路集管装配完成后 回填前应进行第二次水 压试验 在试验压力下 稳压至少 30min 稳压后压力降不应大于 3 且 无泄漏现象 16 3 环路集管与机房分集水器连接完成后 回填前应进行第三次水压试验 在 试验压力下 稳压至少 2h 且无泄漏现象 4 地埋管换热系统全部安装完毕 且冲洗 排气及回填完成后 进行第四次 水压试验 在试验压力下 稳压至少 12h 稳压后压力降不大于 3 三 质量通病防治 1 管线预埋管线预埋 钢管采用套管连接时 套管长度宜为管径的 1 5 3 倍 管口必须对准 焊 接时 焊缝应牢固严密 连接处的内表面应光滑 平整 薄壁钢管的连接必须 用丝扣连接 严禁采用熔焊连接 采用套管连接预埋于混凝土中的钢管 其连接处应作防漏处理 以防浇注 时灰浆流入堵塞管道 与土建密切配合 按规范施工 及时在管内穿好钢丝并作好管口封堵 以 防杂物进入堵塞管子 对于部分线管较长 弯头较多的管路 应预先穿好钢丝 以方便日后穿线工作的进行 薄壁钢管的管盒连接采用锁紧螺母固定 管螺纹宜外露 2 3 扣 管与管 管与盒连接 应作好接地处理 丝扣连接应采用不小于 6 的圆钢作接地跨接 所有墙内埋管必须采用机械开槽机开墙槽 对不同规格的管开槽应有开槽 宽度 深度施工设计 质量检查员严格按设计要求检查 槽内配管每 1 米内 每弯点 起点 终点处应固定 管线敷设后应由专业泥水工修补 2 压线帽接头处理 电气导线并联接 压线帽接头处理 电气导线并联接 通病 压线帽压接不紧 措施 加强采购计划性 施工工艺应合理 应统 计二线 三线等不同规格导线并接数量 针对提出采购计划 使压线帽与施工 部位配套 当帽较大时 允许并加一根导线充填 不允许硬性压接 压接前应根据压帽内孔长度统一剥皮长度 并进行齐头 拧紧 压接帽应 采购质量好 并具有杭州市准销证 产品合格证 具有良好阻燃性能的产品 3 严格控制渗 漏现象严格控制渗 漏现象 1 地下外墙套管安装由项目质量员检验 2 地下外墙留洞 留管需及时封堵 3 楼板留洞配管后封堵 封堵要制专用模卡具 分二次浇捣 4 钢管要除污迹 UPVC 管要打毛 止水卡或套管 17 5 浇混凝土前洞孔清理或扩充新边并浇水被吸收 20mm 以上 6 浇混凝土后做好护理 7 卫生间补洞水泥掺进防水剂 8 做不低于 80mm 深的盛水试验 24 小时 9 干管 立管阀门 100 压力试验支管阀门 水嘴 25 抽样试压 安 装后 100 检查 有渗 漏者检修或更换 4 工作接地 保护接地 防雷接地中的加强措施工作接地 保护接地 防雷接地中的加强措施 1 除严格规范施工外 本工程扁钢 金属外壳连接时全部采用铜搪锡 并配有弹簧垫 平垫 2 室内插座采用排推式 100 试验检查其程序及接地 接地保护利用测 试仪器 插座测试器 进行 并对有漏电保护器的回路进行漏电动 作试验 3 接地 防雷用扁钢搭接长度为 2 5 倍宽度 采用四边封焊 其中重 点保证材料厚度 大于等于 4mm 5 钢管丝扣连接钢管丝扣连接 1 通病 丝扣伸出管件长 短差距较大 措施 加强规范化施工 2 在套丝面前应有螺纹加工长度表格 直径 mm 1520253240405070 长度 mm 1416182022242427 牙数889910111112 3 加工遍数根据管件与管材具体情况而定 但同一批 同一型号式应 统一 并符合操作规程参数要求 6 膨胀螺栓安装 膨胀螺栓安装 1 通病 螺栓钻孔不规范 紧固后螺栓长短差距较大 2 措施 加强预控和规范化施工 3 钻孔参与数据 18 套管 mm 钻孔 mm 规格直径 mm 外径内径深度直径 M16610354010 5 M8812455012 5 M101014556014 5 M121218657019 4 复核承载参考 GBJ 22 87 有关附表 5 施工时应先清除碎屑 严禁在多孔砖上安装膨胀螺栓 6 同一规格数量较多的钻孔 应在钻头上贴以深度色标 7 大量施工前应小批试验施工 并对其工艺 螺栓伸出螺帽长度定出统一 参数和要求 此种方案优点 既可以制冷又可以制热 免除了与市政外网的 接驳费用 且较为节能 但因制冷 制热面积较大 且经过换算 空闲区域 篮球场 网球场 绿化带等 面积仅为 4000 余平方 与 系统制热需要的 20192 平方差距较大 需要将地埋管设置于 3 4 5 7 8 9 的建筑物下才能勉强满足制热需要面积 但将地埋管设置于建筑物下也有很大的隐患 建筑物土建施工前要 将地埋管安装完毕 在土建施工中可能破坏管道 即便是施工完毕 后能正常使用 也存在建筑物沉降造成的管道损坏 地埋管堵塞后 无法维修的问题 方案方案 2 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 选取两台制冷量 4300kw 的冷水机组 5 台 500 立方的冷却塔 3 台 换热量为 2500kw 的换热器 19 四 四 方案设计 方案设计汇总表汇总表 序 号 设备名称 规格 参数 详见设备参数表 数 量 功能范围 品牌 方案方案 1 地源热泵加冷水机组主要设备 地源热泵加冷水机组主要设备 1 土壤源热 泵机组 单台制冷量 1830kw 单台制冷量 1741kw 3 台 负责所有厂房冬季制热 夏季部分制冷 2 离心式制 冷机组单台制冷量 3908kw 1 台 负责夏季除地源热泵之 外的制冷 3 方型横流 冷却塔 冷却水量 500m3 h 输入功率 7 5kw 2 2 台 配套离心式制冷机组 4 水泵6 台 配套地源侧 空调侧 水冷侧循环泵 优点 既能制热又能制冷 免除了与市政接驳的费用 运行费用低 优点 既能制热又能制冷 免除了与市政接驳的费用 运行费用低 缺点 设置地埋管的公共空间太小 需要占据楼房地基 施工难 维护难 缺点 设置地埋管的公共空间太小 需要占据楼房地基 施工难 维护难 不可预测性较多 不可预测性较多 20 五 五 地源热泵设计经验值汇总 地源热泵设计经验值汇总 注明 a 以下文档是计算地源热泵经验值及计算方法 其中关于管长的计 算与上文的计算方式不同 下文的单位负荷较大 上文的负荷取的 较小 增加了富余量 上文计算的是井深负荷 下文计算的是管 长负荷 b 以下文档设计前提是公共面积较大 以保证夏季冷负荷为前提 上文的计算是以先满足冬季制热为前提选地埋管 然后不满足制冷 方案方案 2 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 冷水机组制冷 市政热力接换热器制热 1 离心式制 冷机组 单台制冷量 4300kw2 台 负责所有厂房的夏季制 冷 2 换热器制热量 2500kw3 台 负责所有厂房的冬季制 热 3 方型横流 冷却塔 冷却水量 500m3 h 输入功率 7 5kw 2 5 台 配套离心式制冷机组 4 冷却水泵3 台 配套冷却水系统 冷冻水泵3 台 配套冷冻水系统 优点 技术成熟 系统运行稳定 易于施工 维护 优点 技术成熟 系统运行稳定 易于施工 维护 缺点 运行费用较方案缺点 运行费用较方案 1 1 稍高 稍高 21 的 用冷水机组予以补充 1 地埋管形式选择 垂直埋管中的单垂直埋管中的单 U 型管型管地下换热器 同时 为保持环路之间 的水力平衡 采用同程式系统 同程式系统 U形管 是在钻孔的管井内安装 一般管井直径为100 150mm 井 深10 200m U形管直径一般在50mm以下 埋管越深 换热性能越 好 由于其施工简单 换热性能较好等原因 目前应用最多 2 地下换热器埋管管材及管径 本别墅地埋管管材选用聚乙烯聚乙烯 PE100 这种材料耐腐蚀而 且可以弯曲或热熔形成更牢固的形状 可以保证使用 50 年以上 选 取埋管管径管径 DN32DN32 3 冬夏季地下换热量的确定 冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土 壤吸收的热量 可以由下述公式计算 式中 Q1 夏季向土壤排放的热量 kW Q1 夏季设计总冷负荷 kW Q2 冬季从土壤吸收的热量 kW Q2 冬季设计总热负荷 kW 22 COP1 设计工况下水源热泵机组的制冷系数 COP2 设计工况下水源热泵机组的供热系数 COP在小机组制冷时可取4 5 5 0 制热时取3 2 3 5 在大机组制冷时可取5 0 5 6 制热时取3 3 3 8 根据上式计算得Q1 53 68 KW Q2 26 42KW 取夏季地下换热量取夏季地下换热量Q1 53 68KW进行计算 进行计算 4 竖井埋管管长的确定 在实际工程中 可以利用管材 换热能力 来计算管长 换热能 力即单位垂直埋管深度或单位管长的换热量 一般垂直埋管为 70 110W m 井深 或35 55W m 管长 水平埋管为 20 40W m 管长 左右 设计时可取换热能力的下限值 即 35W m 管长 具体计算公式如下 L Q1 35 式中 L 竖井埋管总长 m Q1 夏季向土壤排放的热量 kW 分母 35 是夏季每m管长散热量 W m 根据上式计算得L 1533m 5 竖井数目的确定 国外 竖井深度多数采用 50 100m 设计者可以在此范围内 选择一个竖井深度 H 代入下式计算竖井数目 N L 2 H 式中 N 竖井总数 个 23 L 竖井埋管总长 m H 竖井深度 m 分母 2 是考虑到竖井内埋管的管长约等于竖井深度的2倍 取竖井深度H 50m 根据上式计算得N 15 3 然后对计算结果进行圆整 若计算结果偏大 可以增加竖井深 度 但不能太深 否则钻孔和安装成本将大大增加 确定竖井数目为竖井数目为1 16 6 竖井间距的确定 关于竖井间距有资料指出 U型管竖井的水平间距一般为 4 5m 也有实例中提到DN25的U型管 其竖井水平间距为6m 而 DN20的U型管 其竖井水平间距为3m 若采用串联连接方式 可采 用三角