三山新新家园地缘热泵项目可行性方案

1、三山新新家园四期商业配套项目地源热泵工程可行性分析派力工程有限公司2015-11-10录第一章 概述3第二章 地源热泵系统简介4一、地源热泵系统概念4二、地埋管地源热泵系统概念5三、地埋管地源热泵系统工作原理6四、地源热泵系统特点6三、建设地埋管地源热泵系统技术可行性9一、浅层地热地质条件9二、项目区建设地埋管地源热泵系统技术可行性10第四章 系统方案设计11一、方案设计说明11二、地埋管地源热泵系统整体设计方案11第五章 初期投资估算12一、投资概况12二、投资估算12第六章 经济效益评价17一、两种系统经济效益分析17二、社会效益分析18第七章 结论19一、结论

2、19二、建议19第一章 概述1、 工程名称：三山新新家园四期商业配套项目地源热泵工程2、 工程概况：三山新新家园四期，包括商业配套、居委会、停车场等，建筑面积约24419平米，制冷制热面积约20000平米3、 设计要求：建筑物要求冬季供暖、夏季制冷，建筑末端采用风机盘管。4、 空调冷热负荷计算：5、 夏季冷负荷和冬季热负荷分别按公式（1）和公式（2）计算：QN=Fq1/1000 （1）QL=Fq2/1000 （2）式中：QN，QL夏季冷负荷，冬季热负荷（kw）；q1，q2冷指标，热指标（w/）；F建筑物面积（）。 设计项目设计场所建筑面积（）热负荷指标(w/m2)热负荷(kw)冷负荷指标(w/

3、m2)冷负荷(kw)商业用房2000010020001002000第二章 地源热泵系统简介一、地源热泵系统概念地源热泵系统是结合地源热泵技术利用可再生地热资源的一种表现形式。根据地源热泵系统冷热源提供装置不同，分为地下水地源热泵系统、地埋管地源热泵系统、地表水地源热泵系统、深层地热地源热泵系统，上述系统均为高效节能的新型暖通系统。地源热泵系统是利用地下岩石、土壤、地下水和地表水作为低温热源，把传统空调器的冷凝器或蒸发器直接埋入地下，使其与大地进行热交换，通过地下循环系统循环，提取或释放大地热能，通过地源热泵机组循环系统将能量转移到建筑物内，从而将低品位能源利用起来。地源热泵机组是一种新型能量转

4、换装置，它可以把不能直接利用的低位能源转换为可以直接利用的高位能源，其工作原理与普通冷水机组工作原理相同，但同时具有制热和制冷双功能。地源热泵系统由地下循环系统、机组循环系统和室内循环系统等三部分组成，具体见下图。图1 地源热泵系统示意图循环介质土壤热交换冷媒循环介质热交换冷媒循环介质热交换热泵机组用户供暖制冷地下循环系统室内循环系统机组循环系统二、地埋管地源热泵系统概念地埋管地源热泵系统由地埋管、地源热泵机组和末端风机盘管组成。简单的讲，用地埋管代替冷却塔，用地源热泵机组代替冷水机组后，普通水冷中央空调制冷系统就变为地埋管地源热泵系统了。地埋管地源热泵系统既能制冷，又能供暖，还能提供生活热水

5、。地埋管是埋于地下的换热装置，其通过封闭的循环管道内介质的循环实现与大地换热的目的，按埋管形式分为水平地埋管和垂直地埋管，目前应用较多的是垂直地埋管。垂直地埋管一般施工于土层之中，孔深一般小于150m。地埋管地源热泵系统组成见下图：图2 地埋管地源热泵系统示意图 水平地埋管地源热泵系统 垂直地埋管地源热泵系统三、地埋管地源热泵系统工作原理地埋管地源热泵系统主要是以富存于浅层地下水和地下土壤中的常温地热能，作为夏季制冷的冷却源、冬季供暖的低温热源。即在冬季，把浅层地下水中的热量“取”出来，供给建筑物室内采暖；夏季，把建筑物室内的热量“取”出来，释放到浅层地下水中去，达到建筑物制冷目的。地埋管地源

6、热泵系统依托埋管内封闭的循环介质间接与地下水和地下土壤进行换热，不接触地下水。如图2，以供暖为例，埋管内循环介质流经地源热泵后，地源热泵机组提取埋管内循环介质热量并释放至建筑物室内以达到供暖目的，被提取热量的埋管一次循环水流出地源热泵机组后与大地进行换热，其温度自然又恢复到接近于初始温度，如此循环，从而达到节能之目的，其节能效果与地下水地源热泵系统之节能效果接近。四、地源热泵系统特点1、高效节能本套系统能量主要来源于大地，只是消耗少部分电能将储存于地下水和地下土壤中的大地能量提取出来，运行费用仅为常规中央空调系统的5070。2、能源可再生地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了45的太阳能量，

7、比人类每年利用能量的500倍还多。因此，本套系统所利用的浅层地温能是近乎无限的可再生能源。3、一机多用本套系统既能供暖，又能制冷，还可以解决生活热水，一套系统可以代替原来的供暖、制冷和生活热水三套系统。4、清洁环保本套系统的运行没有任何污染，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，而且机组的运行噪音很低，绿色环保。5、节省空间传统方式供暖必须另建锅炉房，制冷必须安装冷却塔，影响建筑物的整体美观性，且浪费空间。而本系统不需另建锅炉房，可将热泵机组安装于建筑物的地下室或人防空间，将水源空调井或地埋管换热器建于绿地之下，不仅节省空间，而且更加美观。6、运行简单本套系统采用电脑全程智能自动控制，运行简单，可

8、无人值守。 7、技术成熟本系统所采用的设备主机-热泵，其工作原理与普通水冷机组相似，热泵本身技术不属于高科技，只是所采用的冷、热源为新技术。目前能生产水冷机组的厂家几乎都能生产热泵，而且其稳定性与水冷机组稳定性相同。8、维修简单、使用安全、寿命长传统方式的供暖锅炉必须每供暖季进行大型检修，费时费力;而本系统每季度只须检查循环介质是否充足，磨损部件随坏随换，维修极其简单；传统方式的供暖锅炉存在爆炸或中毒等安全隐患，而本机组不燃烧、不排烟，不存在任何人身安全隐患；传统方式的供暖锅炉达到使用年限（15年）后必须报废，因为存在爆炸等安全隐患，而本系统达到机组使用年限（15年）后不存在安全隐患，仍可延长

9、使用，只需更换损坏部件直至机组彻底不能运行后，逐步更换新机组，大大延长了系统的使用寿命。9、资源不受限制传统方式供暖采用的是常规不可再生资源，受资源紧张限制。如前几年北京市燃气紧缺时，多数单位的燃气锅炉均被限制开启，导致供热紧张。而本系统利用的是近乎无限的地下热能，无论何时都不受限制，可长期稳定的供暖或制冷。三、建设地埋管地源热泵系统技术可行性一、浅层地热地质条件1.1、水文项目区属于北运河水系，附近主要有清河、京密引水渠等水域。1.2、地层条件拟建场区位于北京市顺义区后沙峪镇经济开发区，紧邻裕民大街，拟建场地属温榆河冲积平原，最大勘察深度（20.0m）范围内地基土按沉积年代和成因类型可分为：

10、人工堆积层、新进沉积层和第四纪沉积层。地基土划分为7个大层，如下：1.2.1 人工堆积层第层：砂质粉土、粘质粉土填土；第1层：粉砂填土。1.2.2 新近沉积层第层：细砂；第1层：细砂。1.2.3 一般第四纪沉积层第层：砂质粉土；第1层：粉质粘土。第层：细砂-中砂。第层：粉质粘土。第层：粉质粘土；第1层：粘质粉土。1.3、地下水条件 勘察期间测到三层地下水。 第一层静止水位埋深0.3-3.20m，地下水类型为潜水；第二层静止水位埋深2.90-6.20m，地下水类型为潜水；第三层静止水位埋深8.20-8.90m，地下水类型为潜水；1.4、地下水补给、径流、排泄条件本区第四系地下水的补给方式主要有：

11、大气降水入渗补给、河湖水入渗补给及上游地下水的侧向流入补给。地下水径流：区内地下水的径流方向为自西、西北向东及东南流动，水力梯度1-2。地下水排泄：本区地下水的排泄方式主要有人工开采、地下水向下游的侧向流出等，其中人工开采是主要消耗方式。1.5、地层导热性项目区第四系厚度约为130-160m，主要以粘性土、中粗细砂、砂砾石为主，底层导热系数相对较高，适合建设地埋管地源热泵系统。1.6、地层可钻性项目区第四系沉积物颗粒较小，主要以粘性土、粗中细砂、砂砾石为主，地层可钻性较一般，较适合建设地埋管地源热泵系统。1.7、场地条件经过对项目区现场场地进行调查，并结合项目区建筑物冷热负荷情况，经分析计算表

12、明，在满足冷热负荷时销毁中心基本具备布孔场地条件。1.8、地埋管成孔可行性根据地层情况、富水性、场地空间状况综合分析，银建泗上基地第四系地层沉积颗粒较小，含部分砂砾石，地层可钻性一般，热导率系数较高，具备足够的场地空间条件。项目区浅层地热地质条件较好，具备地埋管成孔条件，因此较适合建设地埋管地源热泵系统。地埋管成孔深度120m,成孔直径150mm，垂直PE管公称直径32mm时，双U型地埋管夏季换热量为55w/m，冬季换热量为40w/m。二、项目区建设地埋管地源热泵系统技术可行性地埋管地源热泵系统技术可行性有两方面，即地埋管成孔可行性和是否具备地埋管布孔的场地条件。地埋管成孔可行性取决于浅层地热

13、地质条件；场地条件取决于建筑冷热负荷和项目单位具备的场地空间大小。银建泗上基地项目区浅层地质条件好，第四系地层沉积颗粒较细，地层可钻性一般，热导率系数较高，基本具备地埋管的成孔条件；而且三山新新家园四期商业配套项目具备足够的地埋管布控空间，为其建筑物提供足够的冷热量。故三山新新家园四期商业配套项目地埋管地源热泵系统工程具有可行性。综上所述，在该项目地建设地埋管地源热泵系统是可行的。第四章 系统方案设计一、方案设计说明因建筑物的还未建好，无竣工建筑图纸，故本方案只进行冷、热源部分的初步设计，末端另行设计。二、地埋管地源热泵系统整体设计方案1、主机选用方案根据三山新新家园四期商业配套项目所处地地质

14、条件、水文地质条件，结合消耗中心冷热负荷和院区场地情况,拟采用地埋管地源热泵系统。根据机房与末端需求80%配置，机组需要总负荷为：制冷总负荷1600KW，建议选用2台PSRHH2201-Y地源热泵机组提供冷热负荷，单台PSRHH2201-Y的制冷量为814.5KW，制热量为816KW；机组制冷工况功率为138.3KW，机组制热工况功率为180.2KW。2台机组的总制热量为1632KW，可以满足该项目供冷供暖需求。2、地埋管孔数确定三山新新家园四期商业配套项目总热负荷为1632KW，(供热总功率360.2KW)。由上一章可知在地埋管成孔深度120m,成孔直径150mm，垂直PE管公称直径25mm

15、时，双U型地埋管竖孔夏季换热量为55w/m，冬季换热量为40w/m。经负荷计算，需双U型地埋管163440米，地埋管单孔深度120m。即需340眼地埋管换热器,外加2眼地埋管监测孔则共需地埋管换热器342个。3、 方案需要用电总负荷 制热热泵机组功率360.2KW,水泵需要功率45KW，总电负荷405.2KW建议给热泵机房预留500KW总负荷。第五章 初期投资估算一、投资概况本投资估算只包括建安工程费，工程建设其他费、预备费，等其他费用甲方另行考虑。1.1、建安工程费建安工程费主要包括冷热源部分、主机房部分、末端部分及送排风部分部分等四部分费用。其中冷热源部分包含地埋管及配套管网、检查井、等主

16、要工程及配套工程；主机房部分包括热泵机组、机房辅助设备及安装等工程；末端部分包括新建风机盘管及室内管线等。1.2、总投资本项目总投资为1373.222万元，其中：机房设备及安装费用386.25万元；末端风机盘管水系统部分安装费用400万元；室外管线工程费用456.972万元；末端新风及地下送排风系统130万元。二、投资估算（一）、建安工程费1、机房设备及安装工程投资估算机房设备价格估算表序号名称型号台数单价（万元）总价（万元）1热泵机组PSRHH2201-Y2 90.00 180.00 2空调末端循环泵KQW125/160-22/243.00 12.00 3地源循环泵KQW125/160-22

17、/24 3.00 12.00 4定压补水系统ZBD-2B2 6.15 12.3 5软化水水箱1.5M32 3.75 7.56自动软水器Q=3M31 4.20 4.20 7分、集水器2 5.00 10.00 8配电柜215 30.00 9监控及配套系统1 8.25 8.25 10电气系统1 303011机房材料及安装费1 808012合计386.25 2、 末端风机盘管工程投资估算空调末端序号名称数量单价（元/）总价(万元)1末端管网系统部分20000.002004003、凿井及室外管线工程投资估算地埋管系统估算表序号名称型号单位数量单价（元）总价（万元）1凿孔深120米眼3428000273.

18、62PE100管材及安装2.1PE100管DN32米1634405.589.8922.2DN40米600030182.3DN63米260037.59.752.4DN90米90045.24.062.5DN125米62066.864.142.6DN160米360104.53.762.7DN200米40161.50.642.8U型管接头个3421505.133.1井室个630000183.2分集水器个650000304合计456.9724、末端新风及送排风系统送排风系统序号名称数量单价（元/）总价(万元)1送排风风道系统5000平米260130第六章 经济效益评价一、两种系统经济效益分析1、两种系统

19、运行成本分析经过运行成本计算地源热泵系统采暖季年运行费用为65.07万元，其中制冷季年运行费用为26.73万元，供暖季运行费用为38.34万元。2、运行费用明细表两种系统运行费用明细表2种系统运行费用比较表地源热泵系统供暖季地源热泵系统制冷季热负荷（KW）1632冷负荷（KW）1629总功率（KW）360.4总功率（KW）276.4每天运行小时12每天运行小时12运行天数120运行天数100热负荷平均系数0.62热负荷平均系数0.63热泵耗电能（KW）321765热泵耗电能（KW）208882.8 水泵功率（KW）45水泵功率（KW）45水泵耗电能（KW）64800水泵耗电能（KW）54000

20、总耗电能（KW）386565总耗电能（KW）262882.8电价1.0电价1.0运行费用（万元）38.65运行费用（万元）26.28建筑面积2000020000平均供暖运行费用(元/)19.3213.14采暖天数：规定的采暖天数为120天。制冷天数：夏季制冷天数为100天。热负荷平均系数：r=（100%10+80%30+60%50+40%20+20%10）/120 =0.62（不同时间，系统运行负荷不同，只有很少的时间系统能达到满负荷运行。通常负荷在100%的时间，有10天；负荷在80%的时间，有30天；负荷在60%的时间，有50天；负荷在40%的时间，有20天；负荷在20%的时间，有10天；

21、）冷负荷平均系数：l= = =0.63北京市的电价实行峰谷电价（高峰：8：0011：00，18：0023：00，0.954元/（KWh）。5：008：00，11：0018：00，0.594元/（KWh），23：005：00，0.257元/（KWh）。）全天加权平均电价： （0.9548+0.5948+0.2578）/24=0.605元/（KWh）。二、社会效益分析2014年是我国实施“十二五”规划的第四年。四年以来，节能降耗成为北京市政府部门和企事业单位工作的重点，目前已取得了较大进展。但是根据北京市相关部门组成的调研组调研结果，北京市现有建筑中的90%仍是高耗能建筑，节能降耗形势依然十分严峻。为顺利完成“十二五”规划节能指标，全面推进建筑节能是必要而紧迫的。纵观我国近期社会经济发展特点，建筑节能特别是新建项目节能和原有项目的节能改造是行业节