【正文】 統(tǒng)室內(nèi)末端設(shè)備的選擇與比較 ??????????????????????????????????????????????????????39第六章 地源熱泵監(jiān)測與控制系統(tǒng) ??????????????????????????????????????????????????????????43 地源熱泵監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????43 地源熱泵自動控制系統(tǒng) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45 運行維護 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48第七章 技術(shù)支持 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????50 40 研究報告概要一、三種方案及其比較XX 建 A 座辦公樓可能備選的采暖制冷方案有如下三種：1. 集中式地埋管地源熱泵系統(tǒng)2. 冷水機組與鍋爐配套3. 冷水機組與城市熱網(wǎng)配套以上三種可備選的方案技術(shù)經(jīng)濟比較詳見表 。表 冷熱源系統(tǒng)技術(shù)性比較方案一 方案二 方案三冷熱源方式及序號項目 地源熱泵冷水機組與燃?xì)忮仩t配套冷水機組與城市熱網(wǎng)配套優(yōu)點性能系數(shù)高、節(jié)能；減少CO2 排放，環(huán)保；無室外機，換熱器地下敷設(shè)，且冷暖兼用、節(jié)省建筑面積；控制靈活方便能分區(qū)分段或按房間供冷暖，可靠性高技術(shù)成熟，初投資少，運行可靠，需要鍋爐房和冷卻塔利用低溫水供熱是比較傳統(tǒng)的空調(diào)冷熱源方式，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛設(shè)備運行可靠性高。 6二、方案的確定該辦公樓采用集中式熱泵機組和集中設(shè)置地埋管地?zé)釗Q熱器相結(jié)合的采暖空調(diào)形式,可行、可靠、高效。其特點是季風(fēng)明顯，四季分明，春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季較為清爽，冬季氣溫低，但無嚴(yán)寒。從地埋管熱泵的工作原理可知該系統(tǒng)在冬冷夏熱的地區(qū)（即全年冷熱負(fù)荷較為均衡的建筑物）可以充分發(fā)揮大地儲能的作用，具有較高的運行效率。2. 建筑物對空調(diào)的需求該工程為高檔住辦公樓，對室內(nèi)空調(diào)要求較高，不僅需要冬季供熱，而且夏季需要供冷。而冷水機組則是在制冷時將室內(nèi)的熱量以廢熱形式排放到室外大氣中，該系 統(tǒng)的性能隨室外空氣溫度升高而顯著降低，機組制冷性能及效率較低，耗能 較高。3. 地源熱泵系統(tǒng)的冷熱平衡 7由負(fù)荷計算結(jié)果知，全年冬季耗熱量遠大于全年夏季耗冷量，耗冷量為2663916kWh。h，冬天需要從地下取熱 3061210kW圖1為地源熱泵系 統(tǒng)運行 20年期間的循環(huán)液進出熱泵的月平均溫度變化曲線。取距離周邊鉆孔10m 遠處的巖土溫度作為鉆孔群所處位置的巖土參考溫度。這說明地埋管在一年的運行周期內(nèi)，向地下的散熱量與從地下的取熱量基本保持平衡，地下巖土溫度在一個采暖與空調(diào)周期后基本回復(fù)到初始溫度，這就保證了系統(tǒng)的高效率運行。20% 以內(nèi)是可以接受的。如果整個地埋管區(qū)域存在緩慢的地下水的滲透流動，則對地溫的恢復(fù)有積極的影響。 8圖1 系統(tǒng)運行20年的月溫度變化模擬曲線由于系統(tǒng)的不平衡率比 較小，可以通 過以下方法來緩解冷熱不平衡。（3）適當(dāng)提高夏季熱泵機組冷卻水的進出水溫度，增大釋熱量。（5）間歇運行，有利于地溫的恢復(fù)4. 建筑中利用可再生能源符合國家建筑節(jié)能政策建筑中應(yīng)用可再生能源，利國、利民、利己。 9三、結(jié)論由于該地區(qū)附近無熱電廠和區(qū)域鍋爐房，根據(jù)各方案的技術(shù)可行性與經(jīng)濟比較， 擬選用方案1，地源熱泵系統(tǒng)既符合當(dāng)前國家的節(jié)能減排的方針政策，運行費用也較低，當(dāng)然每個方案都不是完美的，地源熱泵的初投資較高，但要考慮長期運行費用和長遠的利益，故擬選用方案1，方案2是比 較常用的空調(diào)系統(tǒng)，運行費用也不高，可作為備選方案。 XX 屬于北溫帶季風(fēng)型大陸性氣候,四季變化和季風(fēng)進退都較明顯。 項目概況XX 建辦公樓位于 XX 市歷城區(qū)奧體西路西 側(cè)，南 鄰經(jīng)十路，規(guī)劃總用地為 ㎡。建筑面積為 40355㎡，主樓部分 36975㎡，裙房部分 5680㎡，機房其他 400㎡。圖 1 為建筑平面布置圖。K。(2) 隔 墻：采用 20 厚膠粉聚苯顆粒保溫層，導(dǎo)熱系數(shù)為 W/㎡(3) 窗 戶：外窗采用 鋁合金隔熱斷橋中空玻璃窗（LowE 玻璃或普通玻璃），以提高建筑物的整體節(jié)能效果。K。K 。K。, 經(jīng)度 116176。冬夏季各氣象參數(shù)如下：? 夏季室外計算干球溫度 ℃? 夏季室外計算濕球溫度 ℃? 夏季大氣壓力 99850 Pa? 最熱月室外計算平均濕度 73%? 夏季室外平均風(fēng)速 m/s? 冬季室外采暖計算溫度 7 ℃? 冬季室外空調(diào)計算溫度 10 ℃? 冬季室外相對濕度 54％? 冬季大氣壓力 102020 Pa? 冬季室外平均風(fēng)速 mXX 地區(qū)典型年的室外日平均溫度，極值溫度變化曲線見圖 （數(shù)據(jù)來自建筑負(fù)荷計算軟件 Dest 數(shù)據(jù)庫）。人)客房 24~27 18~22 65 40 50會議室 24~27 18~22 65 40 30~50貴賓休息室 26 22 65 40 30服務(wù)室 25 22 65 40 20辦公室 23~26 20~22 65 40 35~50多功能廳 24 22 65 30 25表 公共建筑 節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) GB501892022公共建筑 房間類型照明功率密度f1 (W/m2)人均占有使用面積 m2/人電氣功率密度f2 (W/m2)普通辦公室 11 4 20高檔辦公室 18 8 13設(shè)計室 18 8 13會議室 11 5走廊 5 50 0辦公建筑其他 11 20 5 建筑負(fù)荷估算建筑的冷、熱負(fù)荷計算是一切空調(diào)工程設(shè)計的基本依據(jù)。由于本工程建筑的節(jié)能設(shè)計已符合山東省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《居住建 15筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中的各項規(guī)定，節(jié)能可達到65% 的要求，考慮一定的安全余量，現(xiàn)估算建筑物的平均熱負(fù)荷指標(biāo)為75W/m 2；冷負(fù)荷指標(biāo)為105W/m2。冬季夏季運行天數(shù)分 別按120天和90天計,對于辦公樓來說冬季采暖空調(diào)系統(tǒng)每天運行時間取10小時；夏天制冷空調(diào)系統(tǒng)每天平均運行時間取8小時。，冬季COP值按4計算?？紤]到該辦公樓的同時使用系數(shù)為 ，則峰值熱負(fù)荷為 KW，峰值冷負(fù)荷為 KW?？紤]到該辦公樓的功用與特性，選用三臺熱泵機組，便于運行調(diào)節(jié)，有利于運行節(jié)能，降低運行費用。根據(jù)建筑物的冷熱負(fù)荷初步估算熱泵機組的容量。冷熱水循環(huán)水泵 流量：290m3/h楊程：28mH2O 4 臺 三用一備地埋管側(cè)循環(huán)水泵 流量：420m3/h楊程：28mH2O 4 臺 三用一備豎直地埋管 120m 孔深，760 個孔 91200m 不包括水平地埋管 及分集水器（3）地埋管方案地埋管初步設(shè)計鉆孔深120m，鉆孔760個，豎直總埋管量為91200m孔深。為使地埋管之間容易達到水力平衡，地埋管換熱器布置結(jié)構(gòu)采用同程和對稱布置形式。 17第三章 地源熱泵空調(diào)技術(shù)的適宜性 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)簡介地源熱泵是一種利用大地作為冷熱源的熱泵，通過熱泵機組對建筑物實現(xiàn)供暖，空調(diào)及提供生活用熱水。從能量守恒的角度看，一個精心設(shè)計的地源熱泵系統(tǒng)其實是以大地作為蓄能器，在夏季通過熱泵機組將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，冷卻建筑物的同時儲存了熱量，以備冬季使用；冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提升溫度后對建筑物供熱，同時將建筑物內(nèi)的冷量儲存在地下，以備夏季使用。圖 地源熱泵系統(tǒng)原理圖 18123465 土 壤 熱 泵 空 調(diào) 機 組2風(fēng) 機 盤 管 4集 、 分 水 器冷 凍 水 泵6冷 卻 水 泵土 壤 熱 泵 加 風(fēng) 機 盤 管 空 調(diào) 系 統(tǒng) 流 程 圖圖 地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)流程圖地源熱泵系統(tǒng)具有如下特點：（1（ 節(jié)能、運行費用低較深的地層中在未受干擾的情況下常年保持恒定的溫度，遠高于冬季的室外溫度，又低于夏季的室外溫度。高效率意味著消耗一次能源少，運行費用少。同時去掉冷卻塔使建筑周邊環(huán)境更加潔凈、優(yōu)美。（3（ 一機多用地源熱泵系統(tǒng)可供熱、空調(diào)，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加制冷機的兩套裝置或系統(tǒng)；機組緊湊，節(jié)省建筑空間，可以靈活安裝在任何地方，末端亦可做多種選擇；（4（ 運行可靠機組的運行情況穩(wěn)定，幾乎不受天氣及環(huán)境、溫度變化的影響，即使在寒冷的冬季制熱量也不會衰減，更無結(jié)霜、除霜之慮；自動化程度高，系統(tǒng)由 電腦控制，能夠根據(jù)室外氣溫和室內(nèi)氣溫自動調(diào)節(jié)運行，運行管理可靠性高；無儲煤、儲油罐等衛(wèi)生及火災(zāi)安全隱患；機組使用壽命長，主要零部件少， 維護費用低，主機運行壽命可達到15 年以上；機組自動控制程度高，可無人值守。地表淺 層 的地?zé)崮苜Y源量大面廣，無處不在，是一種清潔的可再生能源。 地源熱泵在本項目中應(yīng)用的適宜性 地質(zhì)條件XX 地區(qū)屬巖石類水文地 質(zhì)構(gòu)造地區(qū), 基巖硬度較大 ,要用專門的金剛石牙鉆鉆孔, 鉆孔難度較大。 20現(xiàn)場地質(zhì)狀況是現(xiàn)場勘察的主要內(nèi)容之一?，F(xiàn)場勘察的詳細(xì)地質(zhì)資料見附件。 氣候條件XX地處中緯度地帶，由于受太陽輻射、大氣環(huán)流和地理環(huán)境的影響，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候?！?，℃，℃。 建筑負(fù)荷特性辦公樓的負(fù)荷變化一般比較緩慢，在 XX 地區(qū)氣候條件下，辦公建筑的空調(diào)熱負(fù)荷指標(biāo)在 5881W/ m2，冷負(fù)荷指 標(biāo)為 92120 W/ m2 。節(jié)能公共建筑 單位建筑面積設(shè)計 冷熱負(fù)荷相對穩(wěn)定，空調(diào)冷熱負(fù)荷變化緩慢，且全年的累計冷熱負(fù)荷相差不大，非常有利于地源熱泵系統(tǒng)的運行。便于控制系統(tǒng)的初投資，系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。建筑主體周邊可用空地面積 21較多，可以用來埋管。初步估算本項目有足夠空間埋設(shè)地埋管。 地源熱泵系統(tǒng)運行20年期間的循環(huán)液進出熱泵的月平均溫度變化曲線。取距離周邊鉆孔10m 遠處的巖土溫度作為鉆孔群所處位置的巖土參考溫度。這說明地埋管在一年的運行周期內(nèi)，向地下的散熱量與從地下的取熱量基本保持平衡，地下巖土溫度在一個采暖與空調(diào)周期后基本回復(fù)到初始溫度，這就保 證了系統(tǒng)的高效率運行。20% 以內(nèi)是可以接受的。如果整個地埋管區(qū)域存在緩慢的地下水的滲透流動，則對地溫的恢復(fù)有積極的影響。 22 系統(tǒng)運行20年的月溫度變化模擬曲線如上分析，本項目在設(shè)計地源熱泵系統(tǒng)時，地下吸放熱的不平衡程度不大。盡量保證在一個供暖空調(diào)運行周期內(nèi)，地下散熱取熱達到基本平衡。（3）適當(dāng)提高夏季熱泵機組冷卻水的進