广州分离式地源热泵系统方案、实施、更改.doc

广州6544工程招待所分离式地源热泵空调项目建议书 20061226专业空调 量身定制目 录第一部分、原空调系统方案、项目简介、空调系统方案设计、地源热泵空调系统的优势第二部分、空调系统调试结论第三部分、空调系统更改方案第一部分、原空调方案、项目简介1.1 概述广州6544工程项目位于广东省花都地区，地处珠江三角洲北部边缘，基地东邻水库，北靠山体，南面国道，西临池塘多处。建筑物为框架结构，招待所建筑面积约为2900平方米。1.2 设计依据采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-2003地源热泵系统工程技术规范 GB50366-2005简明空调设计手册地源热泵工程技术指南，徐伟译Ground Water Applications Manual,Mammoth Inc.Mammoth Catalogues,Mammoth Inc.简明建筑设备手册建筑工程常用数据系列手册实用供热空调设计手册民用建筑空调设计技术措施现代建筑空调技术丛书业主提供的图纸及资料等。2、 空调系统室内外设计参数室外设计参数：空调室外 计算干球温度空调室外 计算湿球温度空调室外计算相对湿度备注及说明夏季33.527.7/冬季5/70%室内设计参数：房间使用功能夏 季冬 季备注及说明温度相对湿度%温度相对湿度%餐厅/娱乐室24-2730%客房/会议室24-2730%、空调系统方案设计从广州6544部队的地理位置来看，位于珠江三角洲北部边缘，基地东邻水库，西临池塘多处，建议采用地源热泵空调系统，可以非常好的利用该地区的地下热源（土壤）。夏季通过分离式地源热泵机组系统运行，将建筑物大多数余热通过地埋管道与地下土壤进行热量交换，部分热量提供给生活热水机组产生生活热水，以达到节能的目的，剩余热量通过冷却塔挥发到空气中。冬季通过热泵机组运行，将地下土壤中的热能传递转移到需供暖的建筑物内部，满足冬季供暖的要求。地源热泵空调系统即是环保、节能，又是“零”污染、“零”排放的一种空调系统。下面详细介绍该空调系统的特点：节能30%60%该分离式地源热泵机组的能效比(COP)高达4.0以上，是效率最高、节能最多的中央空调系统之一，相比一般中央空调可节能30%60%。冬、夏两用夏季采用常规制冷，冬季采用热泵原理制热，一机冬、夏两用。寿命高达二十五年由于地源热泵机组的运行环境好于风冷热泵，同时在冬季运行时，无需进行除霜运行，这样可以保证地源热泵机组全年处于稳定的运行状态，而传统空调设备，其运行状态随外界大气气候的变化而变化，且冬季的除霜运行对机组是相当不利的。相对于传统中央空调和家用空调，地源热泵的寿命是最长的。制冷制暖随心所欲每台机组可根据环境的变化由用户来决定机组开冷气或开暖气。在过渡季节或在冬季均需开冷气，传统空调一直没有较好的方法来解决这个问题。而地源热泵机组的制冷制暖是随意由用户控制，某些区域不用的时候可以完全切断末端与系统的连接，可以大幅度节约运行费用，其节能效果有时可达到3060。降低投资风险，节省初投资地源热泵空调系统具有的下列特点将降低用户的投资风险及初投资：机组可以根据房屋建筑进度情况分期、分批安装。机组可以分户或分室独立安装，产权可由房屋业主买断。机组的更换可分期、分批进行，业主可以根据资金情况决定更换时间表。机组不须独立机房，节省的机房面积可用于其它用途。一机冬夏两用，可节省另一套供暖设备或可节约城市供暖的增容费。机组运行稳定可靠，操作简单，不须设专人维护或操作，运行维护费用极少。独立操作，独立计费各独立区域或房间均为独立系统，每台热泵机组均能独立控制并决定提供冷气或暖气，而不受传统中央空调只能由一种形式控制的限制。对内部使用功能复杂、使用时段不统一的建筑物尤其适用。 真正做到分户计费，一户一套空调系统可直接把空调费用转变为电费，物业管理简单，无纠纷。完全个性化产品由于每个独立区域均是独立的，用户对空调的开停、温度的调节、供冷及供暖的选择均可随心所欲。可以根据需要加装新风系统，让人倍感如临大自然的健康气息。机组品种、型号繁多，产品型号多达上百种，机组外形及安装形式、可选择件能满足住宅、公用建筑及商业用户多样化的需求，并可与高品质室内装饰配合，更显室内环境的尊贵、豪华。一、 空调负荷计算：招待所房间建筑面积冷负荷指标冷负荷（KW）一层中餐厅8420016.8小餐厅8420016.8娱乐室7220014.4炊事班25.21503.78大堂+走廊39215058.8值班室121301.56单人间1551206.6单人间2451205.4单人间3601207.2标准间1321304.16标准间2321304.16标准间3321304.16标准间4321304.16标准间5321304.16标准间6321304.16二层备餐间11.51501.725宴会大厅16825042会议大厅103.225025.8服务间18.91302.457秘书房21.61302.808卧室551307.15书房451305.85客厅601509前厅+走廊276.313035.919标准间1321304.16标准间2321304.16标准间3321304.16标准间4321304.16双套间客厅321504.8双套间卧室401305.2三层标准间1321504.16标准间2321304.16标准间3321304.16标准间4321304.16双套间客厅321504.8双套间卧室401305.2走廊44.81305.824汇总2225.5130348.11经计算，空调总冷负荷348.11KW，空调总热负荷130.5KW，生活热水负荷95.2KW。 空调及生活热水机组设备夏季用电负荷：120.3KW，冬季用电负荷133.4KW。二、系统设计1 负荷处理本项工程的室外系统部分采用地耦换热方式，夏季通过分离式地源热泵机组系统运行，将建筑物内的大多数余热通过地埋管道与地下土壤进行热量交换，部分热量提供给生活热水机组产生生活热水，以达到节能的目的，剩余热量通过冷却塔挥发到空气中。冬季通过热泵机组运行，将地下土壤中的热能传递转移到需供暖的建筑物内部，满足冬季供暖的要求。系统原理见下面框图。 地源热泵空调系统及生活热水系统原理框图2 地源热泵风系统设计室内各房间均采用分离式地源热泵机组。根据房间大小配置相应的热泵机组。客房、办公、值班室等小房间气流组织采用侧送上回式。3 地源热泵水系统设计室内水系统设计为两管制异程循环管，冷热水供回水温度为7/12和45/40。立管最高点装有自动排气阀。水泵、定压补水装置及补水箱等均安装在地下一层的机房内。生活热水由单独一台地源热泵机组运行，供回水温度为45/40，经过蓄热水箱，通过循环管送至房间内，全天24小时可提供生活热水。4 地源热泵室外冷热源设计根据广州花都地区的土壤特性、气候特点地质结构等特点，结合该项目的具体情况，该项目采用垂直地埋换热器+冷却塔方案，该地埋换热量按冬季供暖热负荷及生活热水负荷计算，即夏季运行时，地埋侧负担系统总负荷的51%，冷却塔负担系统总负荷的49%。该地耦管道系统所要求提供的冷量为64冷吨，地埋管采用DN32规格的专用SDR11高聚乙烯PE管。换热器总长为13660米，根据负荷量计算，埋地换热器长度为12960米,双U型下管。地埋横联管道采用DN50DN110的PE管，系统共需打深度为60米、管径120150mm的垂直管孔54个，孔间距为4.5米。为了达到环路的水利平衡，横埋干管采用同程式布置。该地耦换热器方案包括埋地换热器及附件，循环水泵、补液器、过滤器、回填材料等设备。详见下图：5 自控系统设置：机组设备自控系统：地源热泵机组能根据室内冷热负荷的变化，通过检测室内温度而自动进行能量调节，并自动开、停机。在部分负荷运行工况下节能效果显著。机组设有多重自动保护功能，当出现异常情况能自动停机。III、系统优势比较系统比较分离式地源热泵机组水-水式地源热泵机组风冷热泵机组节能当部分用户使用时，只需启动部分机组和循环水泵，在需要同时供冷和供热时，可实现系统内部能量平衡，减少冷却塔和加热设备的运行时间，以达到高效节能的目的。地下水温常年恒定，机组运行稳定，运行工况比风冷热泵好的多，节省了大量的电能。运行环境较差，受环境影响很大，冬季需增加辅助电加热，并增加融冰除霜处理，浪费很多的电能。运行管理每台机组均为独立系统，由用户控制决定提供制冷、制热，打破了传统的一机开全部开的弊端。真正做到每台机组均可进行单独计量的方式。由一台机组带动多台末端设备，属于半集中式空调系统，运行管理不够灵活，开启一台末端设备，机组就要开启，浪费部分能源。同水-水式地源热泵机组系统控制灵活、方便，制冷、制热随心所欲，独立计量一般一般安装位置安装位置灵活，可安装在走廊或房间内的天花板内，管道布置简便。独立的机房内屋顶或室外预留基础噪音46分贝65分贝74分贝使用寿命25年25年10年运行费用按照机组开启的时间和台数，单台计量，运行费用比水-水式地源热泵机组和风冷热泵机组节省很多。与风铃热泵机组相比较，节省58.6%的运行费用较大占地面积无需设专用的机房，节省占地面积需设独立的机房，占地面积大根据具体项目而定第二部分、空调系统调试结论、调试记录：测量环境温度为28度1、 地埋系统循环水泵开启前水温为27度（自来水），地埋系统循环水泵开启后水温为22度（与地埋管道换热后温度）。地埋系统循环水泵开启后系统水压为0.4MP。2、 开启分体空调主机后1.5小时，机房内回水温度为40度；水泵出口温度为33度；末端温度为45度。3、 开启分体空调主机后3小时，机房内回水温度为42度；水泵出口温度为38度；末端温度为47-50度。空调主机开始出现水温保护，开机率约为70左右。4、 开启冷却塔循环水泵，运行2个小时后，机房回水温度为37度；水泵出口温度为34度；末端温度为41度。空调主机开机率约为80左右，系统水温不再下降。（开启冷却塔循环水泵后系统水压由0.4MP降为0.25MP，部分末端因水压不足造成水流不畅，使空调主机水温过高产生保护停机）、调试结果分析1、 开式冷却塔开启后水温下降主要原因：原系统的冷却塔为开式冷却塔，原地埋管系统与开式系统并联，必然导致系统溢流及总体排热能力、水压不足。2、 冷却塔开启后水压下降原因： 冷却塔侧循环水泵的流量和扬程太小，影响了并联后系统的扬程。3、 生活热水机组开启一段时间，热水机组停机： 广州当地的自来水温度及地温都较高，导致现在系统源水进水温度高于30度，机组停机。4、 招待所三层末端的生活热水供应不足： 生活热水箱和用户间的生活热水循环泵的扬程不足，导致三层末端水流量不足。第三部分、空调系统更改方案、针对现系统存在的问题及应对策略：1、 室外地埋冬季工况能满足系统运行要求，夏季工况不能满足-将原来开式冷却塔换成复合闭式冷却塔100m3/h2、 空调系统循环水泵的流量和扬程不足-将冷却塔侧水泵更换为流量93.5m3/h，扬程28m；2台（1用1备）3、 热水模块机组的进水温度不能超过30度-为此考虑在模块机组的进出水口加一个