毛细管网+地源热泵生态空调方案

PAGE１７第一章设计方案一、工程概况本工程为xxxxxxxxxx项目，总建筑面积约13000㎡，末端采用毛细管网幅射；利用毛细管网＋水源热泵生态空调解决供冷、供暖问题。二、设计思路根据毛细管网＋水源热泵生态空调特点和本工程实际情况，结合清华大学建筑设计院和本公司长期施工的经验，我们确立了本工程的选型思路。总体规划，合理布局。充分体现我院实事求是、科学严谨、一切为用户着想的认真负责态度。进行合理总体规划，既要有效的控制初始投资和运行费用，又要保证空调系统的使用效果，从而达到经济效益和社会效益完美平衡。安全可靠。作为仿生态空调系统，本工程必须可以长期可靠运行。因此，在设计中首要考虑的就是确保本工程的实际使用效果并符合环保要求。认真选型，确保质量。由于毛细管网＋水源热泵生态空调系统使用率较高，因此对设备的性能、质量要求也比较高。在设备选型时应认真分析比较，核心设备坚持“性能、质量为第一位”的选型思路，附属设备合理选用性能价格比较高的产品，从而充分保证贵单位短期利益（初投资）和长期利益（安全可靠、环保节能、寿命长、故障率低）的完美平衡。自动化程度高。为充分体现高技术成果，一方面主机采用微电脑集中控制，可减少操作技术要求，减少误操作带来的损害，降低操作维护成本，使操作变得轻松、便捷、愉快；并可实现集中控制及远程控制，整个水路循环系统采用变流量自动化控制。三、设计依据本工程中央空调系统的方案设计依据如下：1、设计参数：冬季：空调室外计算（干球）温度-21℃2、室内空气计算参数冬季室内温度：18±2毛细管网＋地源热泵生态空调不受室外空气的影响，即使在室外环境温度-40℃3、设计所采用之相关国家标准和规范：《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19－87《室内空调舒适温度》GB5701－83《供水管井技术规范》GB50296-99《实用供热制冷设计手册》（第二版）4、普来福公司产品技术资料5、设计所参考之文献资料：ASHRAE.1992.1992ASHRAEhandbook—HVACsystemsandequipment,Atlanta;AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers,Inc.《地下水源热泵》，清华大学，彦启森GeothermalHeatingandCoolingSystems.AssociationforefficientEnvironmentalEnergySystems.GroundWaterApplicationsManualMammothInc.《地源热泵工程技术指南》，徐伟，中国建筑工业出版社Closed-Loop/Ground-SourceHeatPumpSystemsInstallationGuide,Oklahoma《实用供热制冷设计手册》（第二版）经我方设计人员与工程人员详细测算、对比，我们认为本工程前端采用xxxx水源热泵机组，末端采用毛细管网幅射采暖（供冷）设计方案为最佳方案。综合优势如下：系统选型最佳：在水源热泵系统设计中,主机系统在机组设计、配电设计、附机设计、水井数量上都具有一系列的经济价值。末端采用毛细管网，换热效率极高，使用寿命长。管理更方便：在长达几十年的运行中，在设备维护与管理方面，本设计无论管理费用还是便利程度上都存在较大的优势；投资省：大面积、高互补性建筑共用一套或设多套（根据总面积大小及现场条件而定）空调系统投资最节省；节省面积：水源热泵机房小，大大节省空间；毛细管网也只需要极小的安装空间。节能：热泵运行不受外界恶劣气候的影响，无论是炎热盛夏，还是严寒冬季都不受环境温度影响。毛细管网散热面积大，管壁薄，散热效率极高，因此，毛细管网＋地源热泵生态空调设计冷负荷应低于其他空调设计冷负荷。环保：仅利用地下水的能量，不对地下水资源有任何污染，环保性好。1、设计温度冬季：18±22、设计负荷总需冷负荷：13000×50W/㎡=650kw。总需热负荷：13000×55W/㎡=715kw。3、主机选型：空调主机是整个系统的核心部件，它的选型，直接关系到整个系统能否正常工作、工作效果、运行是否稳定以及长期运行经济性等关键问题。针对本项目，在选择主机时我们重点考虑的是机组的质量、技术先进性和可靠性。并保证机组在运行时可以按实际负荷自动调节开启机组数量。故本工程选用xxxxxxxxxxx型主机1台。主机性能参数表（见样本）机型项目Xxxxx制冷量/输入功率KW651.6/112.2制热量/输入功率KW722.5/155.6压缩机数量台2电源三相五线制，380V,50HZ运行重量Kg4800系统冷水温度℃12/7系统热水温度℃40/45蒸发器型式满液式壳管换热器压力降Kpa≤55流量m³/h112.1水管尺寸DN（mm）150冷凝器型式壳管换热器压力降Kpa≤55流量m³/h124.3水管尺寸DN（mm）150五、运行费用概算按：冬季运行按150天、每天运行16小时；夏季运行按90天、每天运行12小时。平均电费0.5元/KWh计算，地温中央空调综合利用系数通常取0.54。1、系统年运行费用A、主机运行费用制冷时热泵主机不开启，仅开启水处理设备及循环水泵，直接利用地下18度左右的水实现室内的降温。假定水处理设备及循环泵功率为30kw/h，运行费用如下：30kw/h×0.5kwh×12h/天×90天×0.54=8748元制热时主机输入功率约155kw/h，运行费用如下：155kw/h×0.5kwh×16h/天×150天×0.54=10.1万元B、辅机运行费用夏季:8748元；冬季:10.1×35%=3.53万元本工程地温空调系统全年运行费用合计：14.5万元夏季每平米运行费用为：0.67元/季.㎡冬季每平米运行费用为：10.48元/季.㎡第二章地下水循环技术综述人类饮用水一般为地下400米—1200米以下的中、深层地下水，因其为地壳运动过程中的封存水，基本不能再生，因而这部分水资源应限制使用；水源热泵机组用于换热的井水为30-200m的浅表层地下水，仅仅用于换热而不消耗，不会对地下水造成污染，更不会影响人类饮用水。以石家庄地区而言，浅表层地下水会不断地被地表径流和降水补充，其水位是一个动态平衡，而用于机组换热的井水从出水井抽取，又回灌入回水井，不会造成地下水量的减少。水井是地温中央空调的重要设施，因为它是整个系统的能量来源。因各地的地下水分布各不相同，结合当地实际情况进行特殊水井工艺设计，以充分发挥机组的环保、节能、高效、安全可靠的特点。除机组的独特设计之外，在水井的回灌技术、防塌陷设计、井水流量的温度变频控制、水质过滤及净化、防垢除垢及水井的清洗和维护方面都有全面、完善的工艺措施保证。为确保它的使用效果、使用寿命和回灌效果，我公司经过大量、长期的工程实践，在水井施工工艺及水质处理方面都积累了丰富、独有、成熟的经验。工程实践中采取以下措施：一、井水需水量及井深设计：（1）井水需水量及井深设计：本工程总需水量计算如下夏季：（651.6+112.2）×860÷Δt（15）=44×10³公升冬季：（722.5-155.6）×860÷Δt（10）=49×10³公升水井系统：出水量按100T/h,井深为80m,平均每米800元/m计算。共需水井：一出一回一备三口水井。尽管以上数据可作参考，但我们必须在开采第一口水井同时，作出实验报告，确定出水层、动水位、静水位、含沙层等情况。最终确定本工程需出水井及回灌井口数,井径、井深，和出水量。（2）回灌量设计：根据70年代德国相关资料记载，通过水分子同位素跟踪试验，一般地质条件下，回水层井壁截面积应是出水层截面积的四倍，方能保证井水全部自然回灌，即一口出四口回。但这样水井数量较多，为减少数量，在以后20多年间，通过实践又发明了加压回灌和单井回灌方法，通过以上回灌措施，并在成井工艺中减少井水回灌中的渗透阻力，增加通透系数，切实保证井水回灌。（3）使用寿命设计：众所周知，水井越用越活，因此出水井工艺主要解决井水含沙量问题，而回水井不但考虑回灌也要考虑淤积和堵塞，针对这一问题，就使水井兼具出回两种功能，从而在运行过程中实现自动洗井；另外井管采用钢管、滤水管用桥式滤水管、滤网采用80目钢网；这样水井寿命一般可达到30年以上。（4）防泥沙、防塌陷设计：出现泥沙主要原因是水泥管井透水孔太大，机械清洗时将滤网拉破，另一种原因是所用滤网（尼龙网）或棕皮自然破损。农田灌溉井使用时间很短，问题不大。空调用水井是连续性的，水井至少每两年要保养一次，水泥管井的所用机械活塞清洗，极易造成滤网破损。滤网破损大量泥沙流出，无法使用。本项目出水井管建议采用钢管，滤网采用80目尼龙网两层和80目钢网一层，不会出现以上问题。水井之所以会塌陷，是因为回灌不好和上部没有止水。湿陷性、半湿陷性土壤在回灌不好而淤积时容易塌陷，因此水井设计时除了保证回灌也要在水井上部止水，一般采用泥球止水和水泥砂浆止水，使水井上部10—30米既不出水也不回水，在水位保持动态平衡的情况下，确保水井周围建筑物不受影响，即打井位置不受场地所限，一般距建筑物3米以外即可。（5）水质净化设计：因井水要经过机组提供能量，为防止堵塞和腐蚀，采用80目尼龙网两层和80目钢网一层，上部采用井盖密封确保人物的通行。（一）井水回灌的基础条件和基本因素通过水力学、流体力学、地质情况的综合分析，井水能否顺利回灌取决于一个基础条件和三个基本因素：★基础条件项目所在地的地质结构。如果当地的地质结构为岩层或粘土层，这样的结构既不会出水也不会回水；如果当地的地质结构中存在沙层（粗沙、中沙、细沙、粉沙）、裂岩岩隙、鹅卵石等情况中的一种。则这样的地质结构将会满足给水、回灌水的条件。特别是当遇到裂岩岩隙、鹅卵石的地质结构时，出水和回水都将较为畅通。即能取水就可以回灌水。通常靠自然回流：沙层地质结构同一水井的回灌量约为出水量的30%以上，当中沙层居多时同一水井的回灌量可达到出水量的60%以上；裂岩岩隙、鹅卵石的地质结构同一水井的回灌量可达到出水量的90%以上，一般都能100％回灌。因此，解决能否全部回灌只是针对含有沙层地质结构的区域来说的。哈尔滨地区浅层地表水含水层主要为中砂，含水量丰富，且回灌量较大，采取相应措施完全实现100％回灌。★基本因素1、渗透压差没有压差水就不可能从一个区域转移到另一个区域，增加渗透压差可以增加回灌量。2、渗透阻力井壁及填料形成的阻力大小是影响井水回灌的主要因素，减少渗透阻力可以增加回灌量。3、渗透面积没有足够的回灌水流通面积作保证，保证渗透水有足够的通道，水就不可能顺利回灌。因此增大回灌井壁的水流通道，加大渗透面积可以增加回灌量。（二）增加回灌量的具体措施通过上述分析，我们了解到在项目所在地具备从地下取水、回灌水的基本条件，为保证井水100％回灌，在工程实践中我们采取了如下措施，确保地温空调运行中井水全部回灌：1、加压回灌我们在施工中将井口密封，井的上部距地面0—10米2、减少阻力工程实践中，我们将回水井的井壁只包不锈钢纱网，不再包棕；加大回填滤料的直径，增加通透系数；加大回水井的开凿直径，增加纵向通透能力，减少粘土层的通透阻力。3、增加井水的流通面积工程实践中，我们将回水井的井壁除上部止水段及最下部沉淀管采用实管外，其余均采用花管，增加流通面积。4、单井抽灌与群井抽灌相结合工程实践中，我们加大抽水井的开凿深度，采用上抽下回或下抽上回的方法，加大单井及群井的回灌量，使水井处于自洗状态，减少含沙量，增加有效回灌面积，在保证系统运行的条件下，实现井水全部回灌。通过以上措施，哈尔滨地区基本上可以在一口出水井对应二——三口回水井的条件下，实现井水的全部回灌。遇到特殊情况，还有一个非常简单但又非常有效的办法：适当增加回水井的数量，可以保证井水全部回灌。具体工程中采用哪种或哪几种方法视具体情况而定，一般采用几种方法共存，但目的只有一个：最终实现井水全部回灌。纵上所述，无论从理论上还是实践上井水回灌问题已经全面解决。

第四章、投资概算本工程地温中央空调（水源热泵）系统投资概如下：系统报价汇简表（万元）序号项目价格1主机40.12主机房附属设备及安装213外网154水井19.25末端3126机房安装45小计454.3折合每平米349元；（不含税及除湿设备）注：1、出水量按100T/h,井深为80m,平均每米800元/m计算。

第五章、毛细管网＋水源热泵生态空调技术优势说明一、二、xx牌水源热泵机组优、特点分析三、毛细管网生态空调末端优、特点分析毛细管网加工工艺的特殊性在暖通空调或给排水等领域中，塑料管道的应用越来越广泛。传统塑料管道的连接都是端与端的连接，是两根塑料管道的端口通过直通、弯头、三通等连接管件以热熔、胶粘或机械方式连接。毛细管网的加工工艺实现了一根主管通过侧面同时与若干根支管的直接连接。传统塑料管道连接方式的局限性：所用的管件多，连接工艺复杂，容易发生漏水事故。（2）连接方式限制了1根整体的管道与至少3根管道同时连接。（3）管道壁厚受限制。依据现有国家标准《GB10798-89热塑性塑料管材通用壁厚表》和《JBJ地面辐射供暖技术规程B.1.3》规定以热熔方式连接的热塑性塑料管道壁厚不得小于1.9mm，才能保证热熔连接的可靠性，这样就限制了可热熔的塑料管道向小管径和微小管径方向的发展，小管径管道的壁厚会远远超过满足所需压力等级的壁厚要求，不但造成原材料的浪费，壁厚过大也降低了塑料管材的柔韧性，降低了导热性能。毛细管网加工工艺的技术创新：提供了一种塑料管道之间不用加设直通、弯头、三通等传统连接管件直接连接的连接方式。实现了一根整体管道通过侧面开孔方式同时和若干管道直接连接。提供端面连接的小管管道壁厚不受焊接要求的限制，为细小、微小管径的管道的应用提供了可能。1主管，2支管，3加强垫片，11侧面开孔，21支管端面毛细管网的主要特点结构特点：毛细管网是集分水式结构，具有换热面积大、壁薄导热性好、换热均匀、水力损失小的特点，决定了毛细管网是一种高效的换热器。“面大壁薄”是毛细管网用于热交换的核心优点。材料特点：制作毛细管网的原料是PP-R、PE-RT等可热塑性塑料，可热熔成型，绿色环保，同时具有耐高温、耐高压、耐腐蚀的特点，因此有广泛的推广应用领域，是理想的高效换热器。使用特点：毛细管网薄、柔、轻，因此安装方便、覆盖层可以薄，铺装面积可以大，因此可以有效利用低品位能源，实现节能和舒适效果。三、毛细管网的主要用途1、用于热湿独立处理空调系统，辐射供暖制冷，用能品位低，可以提高空调机组的能效，或直接利用可再生能源。2、用于制作呼吸式空调墙（又称重力循环空调），调温调湿，使用方便，受限制条件少。3、用于供暖，可以替代传统散热器或普通地板采暖，安装方便，供热效率高。4、用于农业大棚，利用土壤的蓄热能力，均衡大棚内昼夜及季节的温差，提高大棚的生产效率。5、用于制成毛细管网箱，作为地表水（海水、江、河、湖泊水等）源热泵的前端集热，集热效率高、不受环境的水质影响。这种毛细管网箱也可以收集生活污水、热电厂和炼钢厂等工业废水的余热，高效回收利用可再生能源。6、利用毛细管网的加工工艺和塑料优良的理化性能可以制造各种暖通空调、给排水产品，在农业、工业和民用领域用途广泛。正确设计应用毛细管网倡导节能减排、提升建筑品质是大势所趋，热湿独立处理是空调技术的发展方向，毛细管网是热湿独立处理空调的理想选择。自2005年清华大学节能示范楼引入毛细管网以来，毛细管网已经在很多项目中设计应用，多数案例是成功的，积累了比较丰富的设计和施工经验。国产毛细管网在国家化学建材检验中心和国家空调设备质量监督检验中心的各项测