开题报告污水源热泵空调与采暖系统工程设计.doc

毕业设计（论文）开题报告表课题名称西安市旭景商住公寓污水源热泵空调与采暖系统工程设计课题来源自选项目课题类型工程设计指导教师谷雅秀学生姓名 学 号2903080131专 业建环一课题的意义：城市污水是理想的空调冷热源，开发利用低位清洁可再生能源是暖通空调能源消耗的新模式。可再生性清洁能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能和工业余热、城市废热等等，我们利用其中的部分低位能源作为热泵冷热源为建筑物供热时，按电驱动热泵制热性能系数4.0计算，其系统的一次能源利用率大于1.3，而利用其他矿物燃料供暖时一次能源利用率则在0.7卸0.9之间，城市污水资源化是结合我国水、能源以及环境状况提出的发展国民经济的有效途径，对城市污水进行回用，一定程度上缓解了我国的水资源缺乏问题；城市废热之一的污水因一年四季温度变化较小，数量稳定，具有冬暖夏凉的温度特征，且储存的热量较大，易于通过现有的城市污水管道进行收集等特点，因此低温热源+热泵供暖空调是缓解能源紧张、保护环境的有效途径之一。二国内外发展状况1.国外研究应用进展20 世纪80年代以来， 美国、 日本等国家相继建立了一批大型城市污水源热泵系统。从开始时单机容量仅几兆瓦已发展至今单机容量达30MW，单个项目总装机容量达160MW。以瑞典为例，到1987年已有约100座热泵站投入运行，总供热能力达到1200 MW，已成为世界上应用大型污水源热泵的代表国家之一。大型城市污水源热泵系统在国外已有十几年的运行历程，已形成一套较完备的技术和经验。 2.国内研究应用进展我国目前也已实施多个项目的城市污水源热泵，如北京高碑店污水处理厂、北小河污水处理厂、卢沟桥污水处理厂、秦皇岛海港区污水处理厂利用污水二级出水实施了几个项目，哈尔滨马家沟、哈尔滨望江宾馆、哈尔滨太古商城、大庆恒茂商城等利用原生污水实施了几个项目，均取得了较好的效果。三本课题的研究内容由于该项目工程据西安市第四污水处理厂仅2.5km，因此，污水处理厂处理的二级出水可被空调系统应用，固本设计可考虑污水源热泵系统。本设计将从污水源热泵的原理、机组的设计、技术经济分析等方面作一些研究，以促进水源热泵系统在我国的进一步应用污水源热泵系统所涉及的专业较多，如，给排水，暖通空调、地质等，有些问题需不同专业相互配合来解决。而本课题的主要研究对象是应用于空调中的污水源热泵系统，现有的实际工程设计西安市旭景商住公寓污水源热泵空调与采暖系统工程该建筑为地上二十层，地下二层的商住两用综合楼，总建筑面积50654 m2（其中地上44162 m2，地下6492 m2）。一层为商场和门厅等。二至四层为商场、库房和办公室等。五至二十层为跃层式公寓，共分6种户型。地下一层为车库、超市、空调机房、排风机房、贮藏室等；地下二层为车库、风机房、发电机房和变配电室等。本课题主要任务1.通过大量的文献查阅对水源热泵从原理到机组再到系统的应用进行总的概述，使机组和系统的设计人员以及用户对污水源热泵形成一个完整的概念。统的设计人员以及用户对污水源热泵形成一个完整的概念。2. 西安市旭景商住公寓污水源热泵空调与采暖系统工程设计内容：（1）初步方案设计（2） 空调热（湿）负荷计算（3）空气调节过程设计（4）空气房间气流组织计算（6）送、回风风道系统水力计算（7）空调系统消声减振的设计与计算（8）空调用制冷装置的设计与冷水机组的选择计算（9）空调机房的设计与布置（10）空调系统防火排烟设计（11）空调系统全年运行调节工况的分析和讨论（12）对所设计空调系统作经济概算并求出工程造价，列出空调系统设备明细表（13）.空调系统送、回风平面图（14）.空调调水系统平面图，轴测图（15）.空调机房，制冷机房平、剖面图（16）.制冷机房工艺流程图(17).防排烟系统平面布置图及其系统图(18).设备安装大样图。3. 将现做的污水源热泵通过与其它系统初投资以及运行方案比较对方案进行经济性比较。四：研究方法及手段1. 污水源热泵中央空调机组工作原理：水源热泵技术主要来源为城市污水，污水具备水处理量大，水源稳定，冬暖夏凉等特点。调查表明，城市污水中具有较大的热量，冬天污水温度在10至16，高出日常气温。夏天，污水水温为22至25，又比日常气温低。热泵机组依靠内部制冷剂的物态循环变化，冬季从污水中吸收热量经热泵机组升温后对建筑供热，夏季通过热泵机组把建筑物中的热量传递给污水从而实现供冷的新技术。 2污水源热泵中央空调机组方案选择原因（与其他方案比较的优点）（1）成本分析初投资费用低 此热泵系统可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调或锅炉加换热站的两套装置或系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供,故城市污水源热泵具有初投资低，运行费低的巨大经济优势。运行效果良好，经济效益显著。污水热泵系统的机房面积比其他系统的占地面积要小。系统根据室外温度及室内温度要求自动调节，可做到无人看管，同时也可做到联网监控。污水源热泵系统原理简单，设备的可靠性强，维护量小，平时无设备的维护问题。运行成本低供热比较：现实例来分析城市污水热泵的技术经济效益情况。某工程可能获得的能源形式包括：（1）电热辐射供暖；（2）电热锅炉方式；（3）污水源热泵系统方式；（4）空气源热泵系统方式；（5）燃气壁挂采暖炉。该项目总建筑面积50654 m2，其中地上44162 m2，污水源热泵机组制热时cop值取4 。供暖季为从11月15日到次年的3月15日(共计120天) 。使用城市污水源热泵时该项目单位面积供暖运行成本为：(单位面积热指标负荷系数天数24效率)单位能源价格 =(6510000.66120244)0.56=17.0元/平方，与其它供暖方式运行费用对比如下：几种供热方式运行费用对比项目电力驱动方式市政采暖热泵电热锅炉电热辐射市政热网空气源热泵污水源热泵热指标kw/m2热效率w/w电或天然气价格单位面积运行成本（元/ m2）总费用652.50.5627.2120.12万6540.561775.1万650.950.5673322.4万651.00.5669.2305.6万西安市采暖费用不超过5.8元/月/平方米=23.2102.5万由以上数据可以看出，污水源热泵的运行效率较高，费用较低，与传统的空调制热采暖相比具有明显的优势。 制冷比较：污水源热泵由于冷凝温度低于空气源热泵，故制冷系数高于空气源热泵，则制取等量冷量时，机组耗电量小于空气源热泵，则夏季制冷运行费污水源热泵低于空气源热泵。（2）.环保效益分析污水源热泵是利用了城市废热作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统，污水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠，污水与其他设备或系统不接触，污水密闭循环，不污染环境与其他设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，环境效益显著。以上例对比如下：采暖季污染物排放量g/m3采暖方式城市热网污水热泵电锅炉电热辐射燃气壁炉烟尘SO2NOX34.77326121.7无无无无无无无无无2.95无43.4 (3).节水 污水源热泵无需设冷却塔,节约了大量水资源.(4).运行安全 污水源热泵既可省去打井费用,又不需要抽水与回灌所需动力,也可避免因回灌而引起的水资源破坏的问题. (5).机组运行稳定水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，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。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。 (6).一机多用此热泵系统可供暖、空调，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系统。城市污水热泵空调系统利用城市污水，冬季取热供暖，夏季排热制冷，全年取热供应生活热水，夏季空调季节可实施部分免费生活热水供应。一套系统冬夏两用，实现三联供。3风系统以及水系统的选择本设计中对于一至四层为商场，由于冷负荷密度大，潜热负荷大，故采用全空气系统对空气进行集中处理。水系统采用同程式，冬天供热，夏天供冷。对于五至二十层公寓，由于用于家庭居住，故冬季采用热水地板辐射采暖系统。五任务完成阶段及时间安排进度安排表序号设计工作内容时间（本学期周数）1调研实习、完成译文和开题报告2012.3.194.1 第五、六周2冷，热，湿负荷，各房间送风量计算2012.4.24.8 第七周3确定空气处理方案，确定相应的空气处理设备及冷水机组2012.4.94.15 第八周4确定各空调房间气流组织形式，选择相应的空气分布器2012.4.164.22第九周5选择送、回风机；冷冻水泵、冷却水泵、补水泵等。2012.4.234.29第十周6建筑物各层送、回风平面图和轴测图2012.4.305.6第十一周7空调水系统各层供、回水平面图和轴测图2012.5.55.13第十二周8制冷机房平面布置图、轴测图、流程原理图2012.5.145.20第十三周9空调机组、新风机组、风机盘管接管详图2012.5.215.27第十四周10首页说明（包括空调工程概况、设计参数、施工要求、设备明细表）2012.5.286.3第十五周11整理计算说明书，进行毕业设计小结，准备毕业答辩2012.6.46.10第十六周12毕业答辩阶段2012.6.116.17第十七周六主要参考资料1采暖通风与空气调节设计规范(GB500192003) 2民用建筑热工设计规范(GB5017693) 3民用建筑节能设计标准(采暖居住建筑部分)(JCJ2695) 4公共建筑节能设计标准(GB501892005) 5夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准(JGJl342001) 6建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范(GB502422002) 7通风与空调工程施工质量验收规范(GB502432002) 8暖通空调制图标准(GBT501142001) 9工业锅炉安装施工及验收标准(GB5027398) 10制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范(GB5027498) 11实用供热空调设计手册 12采暖通风设计手册 13空调设计手册 14锅炉房设计手册 15新编供热设计手册 16其他专项建筑设计规范、专门建筑的设计规范 17当地法规、技术标准、规章制度等 18.Cooling Data Centers with Raised Floor PlenumsHeat Piping Air Cond En- g( 美国)7795840 45( 2005 ) 19.Raumkuehlung ueber den Fussboden Lueftung Klima Heig Sanitaer gebaeudetech