综合能源社会化投资合作项目供冷供暖系统工艺设计流程、系统设计压力、设备布置

工艺流程能源站工艺流程概述（1）本项目南、北区采用“地源热泵+冷水机组+市政热力”多种能源耦合的供冷供暖系统。冷热源设备主要包含地源热泵机组、冷水机组、市政热力板换，并配套地源侧循环泵、冬夏季空调末端循环泵、散热供暖末端循环泵、空调末端补水定压脱气装置、散热器供暖末端补水定压脱气装置、空调末端综合水处理器、散热器供暖末端综合水处理器、冷却水泵、冷却塔、冷却水加药装置、分集水器、软化水装置、软化水箱等设备，南北区能源站工艺流程详见下图。南北区能源站工艺流程图（2）本项目市政热力（高品位）用于高温散热器；地源热泵（低品位）用于低温空调，实现了高能高用，低能低用。通过初末寒期阀门并联运行，最大化地源热泵利用率，显著降低市政热力费用。通过调节夏季冷水机组的运行时长，主动控制向土壤的排热量，有效解决了地埋管系统全年吸放热不平衡的难题，保障系统长期高效稳定。能源站冬季供暖工艺流程（严寒期）（1）空调供暖系统（空调/辐射采暖侧，45/35℃）：热源：由地源热泵机组独立承担。用户侧循环：末端（风机盘管、空调机组、辐射地板等）回水（35℃）进入地源热泵机组的冷凝器，被加热至45℃后，再送至末端散热。地源侧循环：地源热泵机组的蒸发器从地源侧循环水中吸收热量，使其温度降低（从9℃降至4℃）。降温后的水被泵送至垂直地埋管换热器，从土壤中吸热，温度回升至9℃，再返回蒸发器，完成一个取热循环。（2）散热器供暖系统（散热器侧，75/50℃）：热源：由市政热力换热器独立承担。用户侧循环：散热器回水（50℃）进入板式换热器，与来自市政热力管网的一次高温热水进行间接换热，被加热至75℃，然后送至各散热器。能源站冬季供暖工艺流程（初寒期/末寒期）在总热负荷较低时，优先利用高效的地源热泵，减少高品位市政热力的消耗，节约运行费用。通过阀门切换，将原本独立的地源热泵系统与市政热力系统在用户侧并联。地源热泵系统除继续为低温系统供热外，其输出的45℃热水也可作为高温散热器系统的热源。运行模式一（部分承担）：地源热泵与市政热力同时运行，地源热泵提供一部分基础热负荷，市政热力作为调峰和温度保证。运行模式二（完全承担）：在室外温度较高、热负荷很小时，可完全关闭市政热力换热器，由地源热泵系统同时满足低温空调供暖和高温散热器供暖的全部需求。此阶段，地源热泵主要从土壤中取热，有助于“冷量”在土壤中的积累，为夏季供冷做准备，进一步促进了全年土壤热平衡。能源站夏季供冷工艺流程夏季供冷工况为用户提供空调冷水，同时向土壤排放多余热量，为冬季取热做准备；通过调节冷水机组运行时间，平衡全年土壤冷热负荷。能源站地源热泵机组与冷水机组并联运行，共同提供6℃冷水。空调末端（如风机盘管、空调机组）回水（13℃）汇集后，一部分进入地源热泵机组蒸发器被冷却，另一部分进入冷水机组蒸发器被冷却。两组被冷却至6℃的水混合后，通过水泵送至各空调末端，完成供冷。地源侧地源热泵机组的冷凝器将吸收的热量释放到地源侧的循环水中，使其温度升高（从25℃升至30℃）。升温后的热水被泵送至垂直地埋管换热器，在管道内流动，热量通过管壁传递给周围土壤（排热）。完成放热后，水温降至25℃，返回地源热泵机组冷凝器，开始下一个循环。冷水机组的冷凝热通过冷却水系统，由冷却塔排出至大气。南区能源站工艺系统图（详见投标附图）北区能源站工艺系统图（详见投标附图）二级站工艺流程本工程采用分布式二级泵系统，平衡管设置在能源站，即系统的零压差点在能源站，能源站外管线供水水压线压力小于回水水压线压力，二级泵提供的扬程承担室外管网阻力和末端阻力。本项目分布式二级泵系统的水压图详见下图。分布式二级泵系统水压图二级站工艺系统设备主要包含模块化二级泵组，分集水器、补水定压（辐射采暖）、真空脱气机（辐射采暖）、水处理器（辐射采暖）、板式换热机组（辐射采暖）。由于各二级站的面积、负荷、末端形式不同，二级站工艺系统分为5种形式。冬夏空调合用二级泵系统对于冬夏空调系统流量相差不大或二级站面积紧张的地块，采用冬夏合用泵组的形式，详见下图，采用冬夏合用二级泵组的二级站地块为SC1地块、SC2地块、SC3地块、SA2地块、SA1地块、NB2地块、NB1地块。上述地块二级站面积较紧张，故采用合用二级泵组的形式。冬夏空调分用二级泵系统对于冬夏空调系统流量相差较大，且二级站面积较宽松的地块二级站房，采用冬夏分用泵组的形式，详见下图，采用冬夏空调分用二级泵组的二级站地块为SB3地块、SA3地块、NC2地块、NA2地块。负担地板辐射采暖且设置隔压板换的二级泵系统南区能源站空调系统工作压力高为0.9MPa，为防止超压，承担辐射采暖的二级站的辐射采暖系统设置板换机组，为辐射采暖系统供暖。系统流程见下图。采用辐射采暖板换机组的二级站地块为SC1地块、SC2地块、SC3地块、SB3地块、SA1地块、负担地板辐射采暖且二级泵直供的二级泵系统北区能源站空调系统工作压力较低，经核算，地板辐射供暖系统不超压（＜0.8MPa），北区能源站空调管线可通过二级泵直供地板辐射采暖系统，系统流程见下图，采用地板辐射供暖系统二级泵直供的二级站地块为NB2地块、NB1地块。负担散热器供暖二级泵系统经核算供暖系统采用一级泵系统，不满足耗电输热比要求，散热器供暖系统采用二级泵系统。散热器二级泵供暖系统工艺流程见下图。负担散热器供暖二级泵系统的二级站地块为SC1地块、SC3地块、SA2地块、SA3地块、NC2地块、NA2地块。系统设计压力根据招标文件提供图纸，南区空调系统服务最高建筑为SB3-1行政综合楼，建筑高度60m，南区能源站位于SC1-2地下一层-8.5m。定压点设置在空调循环水泵吸入口，压力裕量15kPa。定压点压力70m，空调系统循环泵扬程为20m，工作压力0.9MPa，南区空调系统设计压力为1.0MPa。北区空调系统服务最高建筑为NB2图书馆，建筑高度38.82m，北区能源站位于NC2-1地下一层-8.8m。定压点设置在空调循环水泵吸入口，压力裕量15kPa。定压点压力约50m，空调系统循环泵扬程为20m，工作压力0.7MPa，北区空调系统设计压力为1.0MPa。南区散热器供暖系统服务最高建筑为SA3-2博士宿舍，建筑高度45m，南区能源站位于SC1-2地下一层-8.5m。定压点设置在空调循环水泵吸入口，压力裕量15kPa。定压点压力约55m，供暖系统循环泵扬程为20m，工作压力0.75MPa。南区供暖系统设计压力为1.0MPa。北区散热器供暖系统服务最高建筑为NA2宿舍区，建筑高度44.7m，北区能源站位于NC2-1地下一层-8.8m，定压点设置在空调循环水泵吸入口，压力裕量15kPa。定压点压力约55m，供暖系统循环泵扬程为20m，工作压力0.75MPa，北区供暖系统设计压力为1.0MPa。根据招标文件图纸，存在少量的地板辐射采暖系统及负荷，地板辐射采暖系统设计压力一般最大为0.8MPa。经过计算北区地板辐射采暖系统由空调水系统直供，南区由二级泵房内设置的板换机组经过空调水系统换热后供给。设备布置1.核心设备布置（a）冷热源主机（地源热泵机组、冷水机组）集中布置：地源热泵机组与冷水机组应集中布置在同一区域，便于管道并联连接（夏季供冷）和统一管理。间距要求：机组之间净距≥1.5米，保证检修抽管空间。机组端部与墙或其它设备净距≥1.2米。机组上方应预留≥2.0米的起吊空间。朝向：优先将机组操作面板朝向主要检修通道或控制室方向。（b）市政热力板换独立区域：市政热力换热器宜布置在靠近高温水系统分集水器的区域，并与冷机区域适当分隔，以区分不同热源系统。检修空间：换热器前后应留出不小于换热器长度的空间，用于抽检板片。管道连接：其一次侧（市政热网）管道应简短直接，减少压力损失。（c）水泵布置分区设置：地源侧循环泵：靠近地源热泵机组的地源侧接口布置，连接管道应短直。用户侧一级泵（冷热源泵）：靠近冷热源主机用户侧接口，负责克服主机及机房内主干管阻力。成排布置：同类型水泵宜成排布置，电机端对齐，并留有≥1.0米的检修通道。基础：水泵应设混凝土减振基础，进出口设柔性接头和支吊架。（d）分集水器与平衡管核心枢纽位置：分集水器（或集水器/分水器）是系统水力分配的核心，应布置在交通便利、空间宽敞的中心位置，便于操作和观察。平衡管关键位置：平衡管设置在冷热源机房内，作为一级泵与二级泵的“水力解耦点”。其位置应显眼，并设置压力表，便于监控零压差点状态。（e）管道布置主干管：在设备上方或沿墙敷设，采用架空方式，便于安装和维护。管道之间、管道与墙/梁的净距≥0.3米。管道路由：应短而直，减少弯头，遵循“供回水管道并行”原则，并做好明显标识（颜色、流向、介质）