人民日报社商务印刷中心地源热泵设计方案 下载本文

泵系统、土壤源热泵系统、污水源热泵系统等。

(四)复合系统设计方案

由于该项目冷热负荷较大,采用地源热泵系统埋管数量较多,同时施工工期也很长,但是考虑到地源热泵的节能减排效果,本工程采用地源热泵系统与燃气锅炉加冷水机组的联合能源方式。地源热泵系统主要负责建筑的基础负荷,而燃气锅炉+冷水机组的作用主要是与用来调节峰值负荷。

本工程设计采用地源热泵系统提供总热负荷的50%,共4928kw(不包括生活热水),其余的热负荷由燃气锅炉机组调峰。地源热泵系统按照冬季工况进行设计,夏季提供建筑的基础冷负荷,利用冷水机组进行调峰。夏季,通过地源热泵系统的热回收免费制取生活热水;冬季,利用地源热泵机组采暖间歇时制取生活热水或燃气锅炉制取,详细的设计方案如下:

1、设计依据

(1)、甲方提供的建筑参数

(2)、热泵机组技术参数及相关配置; (3)、该地区的地质资料、水质报告; (4)、相关规范

《采暖通风与空气调节设计规范》 GB50019-2003 《通风与空调工程施工质量验收规范》 GB50243-2002 《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB50242-2002 《给排水管道工程施工及验收规范》 GB50268-97 《91SB6 通风与空调工程》

《全国民用建筑工程设计技术措施 暖通空调动力》(2003年版) 《公共建筑节能设计标准》 GB50189-2005 《建筑节能工程施工质量验收规范》 GB50411-2007 《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50235-97

《制冷设备、空气分离设备安装工程施工及验收规范》GB50274-98 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》 GB50275-98 《工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》 GB50185-93 《室外给水设计规范》GB50013-2006 《供水管井技术规范》GB50296-99

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《城镇供热管网工程施工及验收规范》CJJ28-2004 《地源热泵工程技术规范》 (5)、室内外设计参数: ①、室内设计计算参数:

序号 1 2 建筑性质 办公 厂房 冬季 温度(℃) 18~22 16~20 相对湿度(%) 温度(℃) 25~27 26~30 夏季 相对湿度(%) <65 (46~48)±2 ②、室外气象参数: 序号 1 2 3 4 项 目 地 名 北纬 台站位置 东经 海拔(m) 冬季 大气压力(kPa) 夏季 年平均温度(℃) 采暖 冬空调 季 通风 室外计算(干球)温通风 度(℃) 空调 夏季 空调日平均 计算日较差 夏季空调室外计算湿球温度(℃) 最热月平均温度(℃) 最冷月月平均 室外计算相对湿度(%) 最热月月平均 冬季平均 室外风速(m/s) 夏季平均 风向 冬季 频率(%) 最多风向及其 频率(%) 风向 夏季 频率(%) 最大冻土深度(cm) 设计计算用采暖期天数(天) 设计计算用采暖期平均温度(℃) 参数 北京 39°48′ 116°28′ 31.2 1020.4 998.6 11.4 -9 -12 -5 30 33.2 28.6 8.8 26.4 25.8 45 78 2.8 1.9 C NNW N 19 13 13 C N 24 9 85 129 -1.6 3

5 6 7 8 9 10 11 12 13

注:室外计算参数取自《采暖通风与空气调节设计规范》GBJ19-87(2003年版)。

2、热泵系统设计 (1)、热泵机组选型

根据建筑物冷、热负荷并结合热泵机组的的特点,选用6台YSSR1000B/2地源热泵机组,满足建筑物的冬季供暖、夏季制冷的需要。

YSSR1000B/2地源热泵机组技术参数表

型号 制冷量 制热量 kW 410kcal/h kW 4YSSR1000B/2 1000 86.0 852 10kcal/h 73.3 控制模式 微电脑全自动控制 机组能量调节范围 % 有级调节/无级调节 3用户侧水循环量 m/h 172 3载冷剂侧水循环量 m/h 204.7 型式 干式蒸发器 蒸 kPa <100 发 水侧压力损失 器 进出口管径 mm DN200 型式 管壳式冷凝器 冷 kPa <70 凝 水侧压力损失 器 进出口管径 mm 2-DN125 电源 380V-3Φ-50HZ 压缩机电机过热、排气高温、压缩机过载、高低压、 保护装置 冷水低温、逆相、欠相、限电压、低油位、 冷水断水、防重复启动 制冷输入功率 kW 189.8 制热输入功率 kW 268.4 型式 半封闭双螺杆压缩机 压 台数 2 缩 机 启动方式 Y/△ 制冷剂 R134a 制冷剂充填量 kg 180 机组重量 kg 5800 外 长 mm 4950 形 宽 mm 1380 尺 高 mm 2350 寸 注: 制冷工况:蒸发器进出水温度12℃/7℃ 冷凝器进出水温度24℃/29℃ 制热工况:蒸发器进出水温度9℃/4℃ 冷凝器进出水温度45℃/50℃ 水侧标准设计压力1.0MPa,污垢系数0.086m2k/kW

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(2)、地埋管换热器部分 ①、地埋管系统概述

能量采集系统是地能热泵系统的重要组成部分,是地能热泵机组能否安全、稳定、可靠、经济运行的根本保证。

根据北京市水文地质资料,以及当地地质情况,地埋管换热器冬季每延米的供热量为50W,夏季每延米的取热量为70W。

②、采用双”U”地埋管的优势

地埋管换热器有水平和竖直两种埋管方式。在没有合适的室外用地时,竖直地埋管换热器还可以利用建筑物的混凝土基桩埋设,即将U型管捆扎在基桩的钢筋混凝网架上,然后浇灌混凝土,使U型管固定在基桩内。

竖直式地热换热器的构造又多种,主要有竖直U型埋管与竖直套管。目前大多数采用竖直U型地埋管的方式。竖直U型地埋管的换热器采用在钻孔中插入U型管的方法,一个钻孔中可设置一组或两组U型管。然后用封井材料把钻孔填实,一尽量减少钻孔中的热阻,并防止地面污水流入地下含水层。钻孔的深度一般为60~150m。管间距过小会影响换热器的效能。考虑到我国人多地少的实际情况,在大多数情况下竖直埋管方式是唯一的选择。

采用竖直地埋管的换热器时,每个钻孔中可设置一组或两组U型管。尽管单U型埋管的钻孔内热阻比双U埋管大30%以上,但实测与计算结果均表明:双U型埋管比单U型埋管可提高15%~20%的换热能力。这是因为钻孔内热阻仅是埋管传热总热阻的一部分。钻孔外的岩土层热阻,对双U型埋管和单U型埋管来说,几乎是一样的。另外采用双U型埋管,也是解决地下埋管空间不足的方法之一。

地热换热器各钻孔之间既可采用串连方式,也可以采用并联方式。并联管路竖直式热交换器与串连式的相比,U型管管径可以更小,从而可以降低管路费用、防冻液费用。

③、竖直地埋管形式

地埋管环路能量采集系统采用双U型管形式,每个竖孔深度为130m、直径为150mm,每个竖孔中安装单根长度130m的高强度PE管4根,组成双U型管结构形式。

竖直地埋管采用聚乙烯管PE100、管材公称压力为1.6Mpa,外径为De32,

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