2007年_某市XX国际大酒店地源热泵设计方案(docP37).docx

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1、某市XX国际大酒店地源热泵系统方案北京某科技有限公旬20077月关于某国际酒店能源方案的说明某国际大酒店占地103亩，总建筑面积约5.5万n其中酒店部分建筑面积3.8万11别墅部分建筑面积1.7万m2。地埋管地源热泵系统（以下简称地源热泵系统）室外地埋管部分占地近1万小，除去建筑占地，项目有足够的面积用于室外地埋管。一、负荷情况某大酒店供热负荷为5200kw;供冷负荷为4300kw;生活热水负荷为28OOkwo别里部分参考酒店负荷进行估算，总热负荷为2380kw;总冷负荷为1870kw二、对比方案1、“燃油锅炉+冷水机组”系统按冷热需求分系统设计，按照总热负荷800OkW配置燃气锅炉、按照总冷

2、负荷430OkW配置冷水机组及冷却塔，相应配置其它机房设备及室外管线。2、“用燃油锅炉调峰的地源热泵系统”用地源热泵解决基础负荷（总负荷的60%）,用燃油锅炉解决调峰负荷（总负荷的40%）按照酒店热负荷520OkW的60%,三P3120kw配置地源热泵系统，按照酒店热负荷40%,即208OkW配置燃油锅炉。地源热泵系统可承担冷负荷3510kw,酒店冷负荷的其余部分79OkW由冷水机组承担。本项目中别墅部分的供暖及制冷完全由地源热泵系统来解决。三、项目初投资估算“燃油锅炉+冷水机组”的形式总投资840万元；地源热泵系统的总投资为2642万元。室外地埋管部分寿命长达50年，如果按照20年的投资期折

3、算，仅相当于708万元，系统投资相当于1580万元。地源热泵系统中别墅部分考虑了分户供暖的方式，如不考虑分户的问题亦可按调峰方式并入酒店系统，可节约初投资305万元。酒店部分费用表序号工程或费用名称工程费用（万元）燃油锅炉+冷水机组地源热泵+锅炉调峰机房设备5406151燃油锅炉8035热泵机组270冷水机组200552水泵40403机房配套设备1601604电气、控制系统6055室外工程401000地埋管990冷却塔4010ZL、总计5801615四、单位面积造价153tm2425um2果国版R大消店地搦垫需券签偏系统费用表序号工程或费用名称工程费用（万元）燃油锅炉+冷水机组地源热泵机房设备

4、2452471燃油锅炉40热泵机组一135冷水机组902水泵20223机房配套设备70804电气、控制系统2510、室外工程15780地埋管780冷却塔15-ZS、总计2601027四、单位面积造价153元/in?604元/in?四、投资分析1）运行费用表单位（万元）燃油锅炉十冷水机组地源热泵+调峰供冷费用3030供暖费用412168生活热水7051费用总计5122492）从上表可以看出，“地源热泵+调峰”的方案每年比“燃油锅炉+冷水机组”的方案节约运行费用263万元，前者的初投资比后者多1800万元，项目的回收期为6.9年。目录一、项目简介5二、设计依据5三、冷、热负荷估算51、气象参数51

5、）气象参数52）最冷月干球温度63）最热月干球温度74）太阳日总辐射年变化图72、冷、热负荷7四、地源热泵系统介绍8五、设计方案概述101、方案概述102、地埋管系统设计113、设备选型13六、经济性分析131、初投资估算132、能源费用估算141）室外温度变化曲线图142）能源费用15七、污水利用18附录一华清工程业绩19附录二地源热泵系统介绍26一、项目简介本项目位于吉林省白山市，项目包括五星级酒店建筑面积3.8万平米，别墅建筑面积L7万平米，总建筑面积5.5万平米。本方案拟采用绿色环保、高效节能的地源热泵系统作为能源系统，为酒店和别堂冬季采暖、夏季制冷；采用燃油锅炉解决生活热水需求，在夏

6、季通过热泵系统的冷凝热回收技术获得免费的生活热水，春、秋过渡季采用地源热泵系统制取。系统末端均采用风机盘管系统。二、设计依据1、采暖通风与空气调节设计规范GB50019-20032、建筑给水排水设计规范GB50015-20033、通风与空调工程施工质量验收规范GB50243-20024、全国民用建筑工程设计技术措施给水排水5、全国民用建筑工程设计技术措施暖通空调动力6、公共建筑节能设计标准GB50189-20057、甲方提供的相关资料三、冷、热负荷估算1、气象参数1）气象参数下表根据中国建筑热环境分析专用气象数据集给出了吉林临江的设计用室外气象参数，白山市与临江市相距较近，可参考该地气象参数。

7、设计用室外气象参数单位数值采暖室外计算温度-21.3冬季通风室外计算温度-20.3夏季通风室外计算温度27.3夏季通风室外计算相对湿度%61冬季空气调节室外计算温度-24.3冬季空气调节室外计算相对湿度%72夏季空气调节室外计算于球温度30.7夏季空气调节室外计算湿球温度23.5夏季空气调节室外计算日平均温度25.1冬季室外平均风速m/s0.4冬季室外最多风向的平均风速m/s1.6夏季室外平均风速m/s1.1冬季最多风向NNE冬季最多风向的频率%5夏季最多风向N夏季最多风向的频率%16年最多风向N年最多风向的频率%14冬季室外大气压力Pa98560夏季室外大气压力Pa96840冬季日照百分率%

8、60设计计算用采暖期日数0168设计计算用采暖期初日10月23日设计计算用采暖期终日4月8日极端最低温度-33.8极端最高温度37.92）最冷月干球温度-日平均温发（IC）3）最热月干球温度4）太阳日总辐射年变化图太阳日总辐射年度化图2、冷、热负荷2015105建设方提供的酒店总热负荷为5200kw,折合137wm2;总冷负荷为4300kw,折合113wm2;生活热水负荷为2800kw0别墅部分按照酒店负荷进行估算，热负荷指标按照140wn总热负荷为2380kw;冷负荷指标按照IlOW/nA总冷负荷为1870kwo四、地源热泵系统介绍地源热泵系统是以地下岩土体为低温热源，由水源热泵机组、地温采

9、集系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。地源热泵系统设有垂直或水平埋设在岩土体中的地埋管换热器，通过地埋管换热器中传热介质的循环流动与岩土体进行热交换，冬季从地下岩土中吸收热量，由热泵机组提升能量品位后将热量释放到建筑物内，为建筑供暖；夏季将建筑物内的热量释放到地下岩土体中，为建筑物空调供冷。地源热泵系统夏季供冷原理如下图所示：形传产冠界止共群二人有机雄得一奢基保出即眼子挑用盘+;但净出环介愿墨芽奏器的直控它图）夏季供冷原理图冬季供暖原理如下图:骄直网以从上侦下提家感单，比响积的西压于居民期膜介情羁坏聚耕 上北介巩西球-一萨加断环查内重好图2冬季世热原理图地埋管地源热泵系统利用的浅层地温资源。

10、浅层地温资源储存于地下土壤、岩石和地下水中，地下自然情况复杂，资源的产生、形成、储存、开采利用受到其所在区域的地质、水文地质条件的制约，项目实施前须对工程场区的地质、水文地质条件进行勘查。影响地源热泵系统的地质、水文地质条件因素主要有：地层结构、岩土体热物性参数等地层条件；地下水含水层的分布、静水位、流速等水文地质条件；地温、水质等物理化学特性。地源热泵是可再生能源利用技术，具有绿色环保、高效节能、运行稳定可靠、环境效益显著、一机多用、自动运行等优点，被称为21世纪的“绿色空调技术”，是解决建筑供暖系统节能问题的重要技术之一。五、设计方案概述1、方案概述该项目地处山间盆地，第四系较薄，厚度为1

11、0米，下伏泥岩。在该类地层钻凿换热孔成本较高，为了相对准确地确定项目投资规模，需要在项目前期钻凿试验孔以确定单孔换热量和可行的钻凿深度。为了有效降低空调系统的初投资，特别是降低地埋管换热器系统的投资，减少运行费用，本方案设计采用调峰的方案，即用地源热泵系统提供系统所需的基础负荷，燃油锅炉解决大约40%的调峰负荷。地埋管换热器系统设计以基础负荷为依据，冷负荷的不足部分由冷水机组来承担。在本方案的设计中，酒店与别墅分别进行地源热泵系统的设计。1）酒店部分根据冬季热负荷设计室外地埋管系统，并进行热泵机组的配置选型。校核地埋管系统的放热能力后，确定能够解决的夏季冷负荷大小，不足的部分用冷水机组加冷却塔

12、的方式解决。系统末端采用风机盘管，冬季采暖热水供回水温度为4540C;夏季冷冻水供回水温度为7/12。生活热水冬季由燃油锅炉提供，夏季采用冷凝热回收的方式免费获得，春、秋过渡季采用地源热泵系统制取。2）别墅部分别墅群设计统一的地埋管换热器系统，单个别墅室内设置独立的热泵机组。根据冬季热负荷设计室外地埋管系统，并进行热泵机组的配置选型。系统冬季供暖供回水温度为45/40C;夏季制冷供回水温度为7/12。3)地源热泵供暖、制冷的系统原理图如下所示：2、地埋管系统设计冬季热泵效率(COP)取为4,地源热泵承担总热负荷的60%(3120kW),需要从土壤中吸收热量2340kW0根据我公司多年的实际工程

13、经验给出设计孔深和单位孔深的换热量，在实际施工图设计中要以现场的实际勘察数据为计算依据。地埋管吸热量取为50Wm,放热量取为90Wm,以此作为方案计算的依据。其中埋地孔深按150m设计，孔间距按照5mx5m,实际地埋管的敷设根据建筑物周围的绿地，道路等进行调整。地埋管采用高密度聚乙烯管，双U垂直埋设。则冬季埋地换热器与周围土壤的换热情况见下表。1)酒店部分冬季地埋管系统计算表热负荷(kW)从土壤中吸热(kW)单位孔换热量(Wm)孔深(m)孔数(个)孔间距(mm)占用面积(m2)31202340501503125X57800地埋管系统夏季校核计算表孔数(个)孔深(m)孔间距(mm)占用面积(m2)单位孔换热量(W/m)向土壤中放热(kW)可承担冷负荷(kW)31215055780009042123510室外布312个换热孔，占地面积约为780Om2。2)别皇部分冬季地埋管系统计算表热负荷(kW)从土壤中吸热(kW)单位孔换热量(W/m)孔深(m)孔数(个)孔间距(mm)占用面积Gn2)23801785501502405X56000地埋管系统夏季校核计算表孔数(个)孔深(m)孔间距(mm)占用面积(m2)单位孔换热量(W/m)向土壤中放热(kW)可承担冷负荷(kW)2401