天津佰豪酒店埋管式地源热泵方案(完全采用地埋管).doc

天津佰豪酒店埋管式地源热泵中央空调系统
空调与采暖方案
一．工程概况：
该项目位于天津宝坻区钰华街道办，总用地面积38963.4㎡。界内使用面积约17185.6㎡，界外处理面积约21777.8㎡。酒店总建筑面积约35581.42㎡，其中A座31353.82 ㎡，B座4227.6㎡。容积率2.82，建筑密度48.53%，绿地率28%，停车位机动车：128辆(189间客房x0.4+567平米办公x1.2/100+非酒店配套ktv2000平米x2/100)，其中地面74辆，停车楼54辆。
二．设计思路：
酒店完全采用埋管式地源热泵中央空调及采暖方式，此方案的设计思路是针对本项目的实际情况，可埋管区域足够大，完全利用埋管式地源热泵方式供冷暖。
原设计思路是用井水做为冷源及热源，根据冷负荷选择机组。单台机组冷负荷为：1690KW，单台机组热负荷为：1880KW。原设计总冷负荷为425.7+2983.5=3409.2KW，总热负荷为1880+223.3=2103.3KW。两台水源热泵机组总冷负荷=1690*2=3380约等于原设计总冷负荷，两台水源热泵机组总热负荷=1880*2=3760远大于2103.3。
但由于本项目的建筑特点，室外打深井审批难度较大，建议完全采用埋管式地源热泵中央空调系统。这样做的好处是：1.室外打孔（100 至150米深）是利用土壤浅层地热能，不收取地热资源费，若打井抽水要收取地热水资源费。2.地热井长时间抽水容易造成地面的沉降。3.回灌井阻塞，造成地热井回灌不完全。4.可能会出现供回井温度短路现象。
三、设计依据
1.《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003
2.《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003
3.《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）
4.《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002
5.《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005
6.《公共建筑节能设计标准》GB50189-2005
7. 《建筑设计防火规范》（GBJ50016-2006）（2005版）

8. 《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-2001）
9. 《实用供热空调设计手册》（第二版）
10. 《低温热水地板辐射供暖技术规程》（DB29-55-2003）
三．建设方案技术经济分析：
前一方案充分分析了A坐关于全部使用埋管式地源热泵系统与埋管式地源热泵+冷却塔系统在投资，运行费用，用电负荷等方面的比较。现在对A座+B座整体用埋管式地源热泵中央空调系统做分析。
方案名称

分析项目
全部采用埋管式地源热泵中央空调系统供冷及供暖方案
总建筑面积
35581.42（其中A座31353.82 ㎡，B座4227.6㎡）
空调、采暖温度，新风量（原设计院设计参数）
（详见设计图纸）
原设计总负荷
根据设计图纸：
A座冷负荷：2983.5KW，A座热负荷：1880KW；
B座冷负荷：425.7KW，B座热负荷：223.3KW；
原设计总冷负荷：3409.2KW；
原设计总热负荷：2103.3KW。
气象及土壤参数

天津地区年平均气温12.6℃，100m深土壤温度约16℃。

主机配置方案
本方案选用2台双螺杆式双机头地源热泵主机
地源热泵主机单台制冷量：1181KW，制冷功率：208KW；（2台）
地源热泵主机单台制热量：1239KW，制热功率：263KW；（2台）
本方案选用1台双螺杆式双机头地源热泵主机
地源热泵主机单台制冷量：1069KW，制冷功率：187KW；（1台）
地源热泵主机单台制热量：1121KW，制热功率：237KW；（1台）
以上共3台地源热泵主机。
详见空调冷热源水系统原理图及机房设备布置图
埋管孔数的确定
制冷埋孔数=314+142=456组
制热埋孔数=368组
由于冬季只需开启两台机组所以制热孔数较小，二者取较大值共计打孔456组。
夏季热泵机组蒸发器进水温度为12℃，蒸发器出水温度为7℃；
夏季热泵机组冷凝器进水温度为30℃，冷凝器出水温度为35℃；
冬季热泵机组蒸发器进水温度为8℃，蒸发器出水温度为4℃；
冬季热泵机组冷凝器进水温度为40℃冷凝器出水温度为45℃；
埋管换热器及冷却塔造价
356万元
地埋管换热器深130米深双U型，高强度聚乙烯管材，共计456组，埋管面积约为456×25=11400平米。详见埋管定位示意图。埋管可布置在距离建筑物外墙3米外的道路，场地，绿化地下2米深处。不会影响地面上的使用功能。而且地下埋管换热器使用寿命可达50年以上。
水泵选择
地源热泵系统用水泵的选择
地埋管侧水泵（3用1备）200-400；水量262立方米/小时；扬程=32米；电机功率=45KW
地埋管循环水系统选择定流量水系统，但是每台机组和其对应的水泵启停实现联动控制
末端侧水泵（3用1备）200-315；水量230立方米/小时；扬程=80米；电机功率=90KW
末端循环水系统采用一次变频泵变水量系统（VFP）。
详见空调冷热源水系统原理图及机房设备布置图
地源热泵机房全部设备及工程安装费用
主要设备：
1. 地源热泵机组3台
2. 末端水泵4台3用1备
3. 地源侧水泵4台，3用1备
4. 末端分集水器二台
5. 冷热源侧水分集水器两台
6. 水处理加药装置1套
7. 末端定压装置1套
8. 快速除污器2个
9. Y型除污器6个
10. 动力配电柜6面
说明：循环水系统定压补水和循环水系统的防垢水处理方案
A、地埋管循环水系统采用膨胀水箱定压方式。因为膨胀水箱定压方法可同时实现系统的补水、膨胀和定压三个功能，方法简单、可靠、水力稳定性好，但膨胀水箱设在系统的最高位置。地埋管循环水系统具备这个条件，在地源热泵机房内架设膨胀水箱，定压点选择在循环水泵吸入口处。
B末端循环水系统采用隔膜式专用定压装置定压。可避免安装高位水箱受到建筑物高度和结构限制的问题。定压装置安装在机房内，实现补水、膨胀、定压三项功能。定压点选择在每个区循环泵入口处，定压点压力按高、低区各自参数设定。
C防垢水处理采用最新的加药防阻垢水处理方式
以前常用的钠离子软化方案工艺复杂，要求操作、化验分析技术高，最大的缺点是对管道设备有腐蚀。因此，国内暖通空调和供热工程已经逐渐淘汰此方式。英国标准已确定：“在任何一个集中供暖系统中都不应该使用经过软水器的供水，除非特别地明确表示已经为此添加了腐蚀抑制剂”。美国在2001年已从限制钠离子交换器的使用过度到禁止使用钠离子交换器。我国经过20多年不懈地科研实践和大量的应用效果证明。使用加药水处理方式对于工业锅炉，工业循环水，空调循环水是最佳的方式。
上海昱真水处理工程有限公司的水处理系列产品YZ型防腐阻垢剂是北京市地方标准DBT01—619—2004《供热采暖系统水质及防腐技术规程》中唯一推荐的药剂，目前处于国内领先地位。北京人民大会堂，国家行政学院，上海兴国宾馆，上海西门子公司、扬子江药业集团等单位的中央空调都使用此药剂，已进入第八年免清洗状态下，无垢、无锈、无菌、无藻运行。
使用加药防腐阻垢水处理方式设备和运行都很便捷。设一个加药水箱，然后由加药泵将药剂加入到循环水系统的膨胀水箱和定压装置内即可。根据循环水系统内水的碱度控制加药量。分析很简单，应用PH试纸检验是否达到设定的碱度范围即可。
合计357万元
设备性能详见：空调冷热源水系统原理图及机房设备布置图
末端设备及安装费用
主要设备包括：风机盘管、吊顶空调器、新风机组、通风机、温控器等
全部末端设备（含局部地板采暖）采购及安装费用：
注：末端循环水泵和末端循环水管道、阀门、管道附件的承压等级均为1.6MPa。
末端循环水系统采用一次变频泵变水量系统（VFP当末端设备的水量随负荷改变时，其两端压差也随之改变，一次泵变频器根据最不利环路的压差信号，改变水泵转速，从而改变系统水流量，以满足末端设备要求，此时机组的水量同步发生变化，回水总管上的流量计监视进机组的水流量。当测得水流量小于机组额定最小值的总和时，旁通管上的旁通电动阀打开，部分供水与回水混合，以保证运行机组流量都大于它们的额定的最小值。
VPF系统的原理图如下：

415万元

工程总造价
356+357+415=1128万元
工程总造价（含税）
1128×1.035%=1167万元
单位面积造价
328元/㎡
最大用电负荷
208×2+187+45×3+90*3+120=1128kw
电价
0.8元/kwh
运行负荷系数
0.5
电费
冬季：(263*2*1.1+45*2+90*2)×0.8×16×0.5×120＝65万元
夏季：1128×0.8×16×0.5×90＝65万元
夏季运行时间按90天计算；冬季运行时间按120天计算。
水费
无
运行费用
（水费+电费）
冬季：65万元
冬季平均单位面积费用：18元/m2
夏季：65万元
夏季平均单位面积费用：18元/m2
全年平均单位面积费用：36元/m2。

天津大地蓝天能源设备工程有限公司
2011-7-7

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地埋管平面布置示意图

系统原理图