水源熱泵系統(tǒng)洗浴中心空調(diào)及熱水設(shè)計方案含報價及運行分析

1、目 錄第一章項目設(shè)計概況分析4一、項目概況41.建筑概況介紹42.建筑形態(tài)分布43.建筑功能說明44.建筑環(huán)境概況4二、系統(tǒng)設(shè)計思路51.地下水系統(tǒng)設(shè)計52.機房系統(tǒng)設(shè)計53.末端系統(tǒng)設(shè)計5三、地源熱泵系統(tǒng)簡介61.地源熱泵的工作原理62.地源熱泵系統(tǒng)構(gòu)成73.地源熱泵效益分析8第二章中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計10一、設(shè)計依據(jù)10二、室外設(shè)計參數(shù)10三、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)11四、末端負荷計算111. 洗浴中心空調(diào)系統(tǒng)112洗浴中心熱水系統(tǒng)11五、水源側(cè)系統(tǒng)設(shè)計121.水源側(cè)系統(tǒng)選定122.水源水量確定13六、機房系統(tǒng)設(shè)計141.主機選型方法142.主機選型方法143.機房輔助設(shè)備的選型配置144.機房設(shè)備匯總

2、表16第三章地源熱泵系統(tǒng)初投資估算17一、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)初投資估算171. 空調(diào)系統(tǒng)172. 熱水系統(tǒng)18第四章系統(tǒng)運行費用19一、計算參數(shù)19二、設(shè)備電功率191. 空調(diào)系統(tǒng)192. 熱水系統(tǒng)19三、運行費用分析：201.空調(diào)系統(tǒng)202.熱水系統(tǒng)20摘要：XX洗浴中心工程，建筑面積1.5萬平方米，通過咨詢及理論分析，建議采用的空調(diào)形式為地下水地源熱泵系統(tǒng)，初步估算投資為XX，經(jīng)分析計算空調(diào)系統(tǒng)夏季運行費用為9.83元/平方米，冬季運行費用為14.88元/平方米。第一章項目設(shè)計概況分析一、項目概況1. 建筑概況介紹xx洗浴中心項目位于白山市。 2. 建筑形態(tài)分布樓體：洗浴中心；層數(shù)：共五

3、層（地上三層地下兩層）；總建筑面積：15000.00 ；3. 建筑功能說明一層（浴室及大廳）三層（包房）二層（休息大廳及包房）地下二層（車庫、設(shè)備間、水池）地下一層（車庫、餐廳、庫房）4. 建筑環(huán)境概況4.1氣候環(huán)境白山市位于吉林長白山西側(cè)，東經(jīng)126°7'至128°18',北緯41°21'至42°48'。根據(jù)氣候條件可知該地區(qū)冬季采暖時間較長，空氣濕度較小，在空調(diào)設(shè)計時，需著重考慮采暖情況下的熱負荷需求。4.2水文地質(zhì)根據(jù)本公司對白山的初步了解， 項目地點的地下水水源可供熱泵機組使用。（最終以項目的水質(zhì)勘查報告為準）二、

4、系統(tǒng)設(shè)計思路1. 地下水系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)目前地下水系統(tǒng)的主要設(shè)計參數(shù)要求，結(jié)合本工程實際情況，并按照相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范對地下水系統(tǒng)進行設(shè)計，夏季空調(diào)的排熱量為1196.2，熱水系統(tǒng)吸熱量為538.65，冬季總的吸熱量為1245.21kW，室外要進行抽水量和回灌量、水溫和水質(zhì)試驗。地下水換熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)水源水質(zhì)條件采用直接或間接系統(tǒng)；2. 機房系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)已經(jīng)確定的關(guān)鍵設(shè)備性能參數(shù)以及地下水式地源熱泵系統(tǒng)的主要設(shè)計要素，計算系統(tǒng)內(nèi)其他配套設(shè)備的性能參數(shù)，待方案確定后我公司會提供相關(guān)的圖紙，進行深化設(shè)計，主旨在于提高機房內(nèi)設(shè)備布置和管線連接的美觀度、機房內(nèi)各專業(yè)管線安裝的合理性、便利性等。3. 末端系統(tǒng)設(shè)

5、計根據(jù)建筑物的功能特點，末端采用風機盤管系統(tǒng)，采用溫控器對每個空調(diào)房間進行獨立控制。在水路設(shè)計過程中必須經(jīng)過水力計算，采用同程管路連接方式，確保各支路水力平衡。三、地源熱泵系統(tǒng)簡介1. 地源熱泵的工作原理“熱泵”這一術(shù)語是借鑒“水泵”一詞得來。在自然環(huán)境中，水往低處流動，熱向低溫位傳遞。而地表土壤是一個所含能量極其巨大的蓄能體，在土壤中因吸收太陽能以及其他形式的能量交換而儲存了大量的低品位能源。可以通過“熱泵”對土壤中所含能量進行品位提升，滿足制冷供熱等建筑物環(huán)境控制要求。水泵將水從低處送到高處利用。而熱泵可將低溫位熱能“泵送” （交換傳遞）到高溫位提供利用。其工作原理是，由電能驅(qū)動壓縮機，使

6、工質(zhì)（如 R22）循環(huán)運動反復(fù)發(fā)生物理相變過程，分別在蒸發(fā)器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱，使熱量不斷得到交換傳遞，并通過閥門切換使機組實現(xiàn)制熱（或制冷）功能。 在此過程中，熱泵的壓縮機需要一定量的高位電能驅(qū)動，其蒸發(fā)器吸收的是低位熱能，但熱泵輸出的熱量是可利用的高位熱能，在數(shù)量上是其所消耗的高位熱能和所吸收低位熱能的總和。任何能源系統(tǒng)的設(shè)計均由建筑系統(tǒng)的需求決定。經(jīng)分析，本系統(tǒng)的需求包括夏季供冷、冬季供熱。在地源熱泵系統(tǒng)中， 水源熱泵機組承擔著夏季供冷以及冬季供熱的任務(wù)。 水源熱泵機組是本系統(tǒng)的核心設(shè)備，其各項性能參數(shù)決定了系統(tǒng)其它設(shè)備的配置方法。2. 地源熱泵系統(tǒng)構(gòu)成上圖說明了地源熱泵系統(tǒng)

7、實現(xiàn)地能利用的具體流程，不同類型的地源熱泵系統(tǒng)在此方面基本相同。根據(jù)地能交換系統(tǒng)型式的不同，地源熱泵系統(tǒng)分為地埋管地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)、地表水地源熱泵系統(tǒng)。根據(jù)本項目的實際情況，其地能采集、利用系統(tǒng)采用了地下水地源熱泵系統(tǒng)，與之相應(yīng)的地源熱泵系統(tǒng)則主要由地下水井（實現(xiàn)地能采集）、水源熱泵機組（實現(xiàn)地能品位提升）和水水換熱設(shè)備（末端）組成。3. 地源熱泵效益分析3.1、可再生能源利用技術(shù)可再生能源利用技術(shù)地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了46的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。它不受地域、資源等限制，真正是量大面廣、無處不在。這種儲存于地表淺層近乎無限的可再生能源，使

8、得地能也成為清潔的可再生能源的一種形式。3.2、經(jīng)濟有效的節(jié)能技術(shù)地能或地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高， 夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的夏季冷源和冬季熱源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運行效率要高40%，因此要節(jié)能和節(jié)省運行費用40%左右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。3.3、 環(huán)境效益顯著地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當于減少 40以上（發(fā)電污染物排放），與有機燃料供暖相比，相當于減少 80以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會更明顯。該裝置的運行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有

9、燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場地，且不用遠距離輸送熱量。3.4、一機多用，應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于別墅、住宅。第二章中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計依據(jù)采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GB50019-2003民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范 GB50736-2012公共建筑節(jié)能設(shè)計標準GB50189-2005地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范GB50366-2009供水管井技術(shù)規(guī)范GB50296-99建筑給水排水設(shè)計規(guī)范GB50015-2003通風與空調(diào)工程

10、施工質(zhì)量驗收規(guī)范GB50243-2002建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范 GB50242-2002埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程CJJ101-2004夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準JGJ134-2010公共浴室給水排水設(shè)計規(guī)程CECS 108-2000地源熱泵工程技術(shù)指南徐偉譯實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊第二版全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施節(jié)能專篇暖通空調(diào)·動力業(yè)主提供的資料二、室外設(shè)計參數(shù)參數(shù)名稱夏季參數(shù)冬季參數(shù)大氣壓力 KPa97.6299.35平均相對濕度 %7868夏季空調(diào)計算干球溫度 30.5夏季空調(diào)計算濕球溫度 24.2夏季空調(diào)計算日平均溫度 25.9冬季采暖計算溫度 -2

11、3冬季通風計算溫度 -16冬季空調(diào)計算溫度 -26三、室內(nèi)設(shè)計參數(shù)民用建筑供暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GB50736-2012規(guī)定如下：房間夏 季冬 季備注溫度風速m/s相對濕度%溫度風速m/s相對濕度%24-280.250.340%60%18-240.230%四、末端負荷計算1. 洗浴中心空調(diào)系統(tǒng)建筑物總空調(diào)冷、熱負荷：建筑面積：15000總冷負荷：（1200×85%）=1020KW總熱負荷：（1050×85%）=892.5KW 備注：考慮空調(diào)面積占建筑面積的比例為70%(住宅酒店類85%，辦公商業(yè)80%)，故機組選型及地下水井計算按照（1200×85%）=102

12、0KW 計算。根據(jù)夏季制冷量及修正系數(shù)選取機組型號： 1200制冷量=額定制冷量1032.2×修正系數(shù)1.05915=1093.24 （kW）機組EER=1032.2/178.18=5.79 ；機組COP=1182.0/246.28=4.82洗浴中心熱水系統(tǒng)最高日熱水量:Qr=300 m3/d (甲方提供)根據(jù)CECS 108-2000 公共浴室給水排水設(shè)計規(guī)程 核算用水量:Qr'=用水定額×小時系數(shù)×碰頭數(shù)量×耗熱持續(xù)時間300 m3/d最高日平均秒耗熱量:Qd=Qr·C·r·tr-tL24×3600=5

13、67 ( kW )式中：Qd最高日平均秒耗熱量（kW） Qr最高日熱水量(m3/d) C 水的比熱4.187（kJkg·） tr熱水設(shè)計溫度（ ）=50 tL冷水設(shè)計溫度（ ）=11熱泵機組的制熱量:Qg=24×k1·QdT1式中：Qg熱泵機組設(shè)計小時平均秒供熱量（kW） T1熱泵機組設(shè)計工作時間（h）。T1應(yīng)根據(jù)用水規(guī)律，低溫熱源情況和系統(tǒng)經(jīng)濟性等因素綜合考慮確定，全日供水時，建議取1120（h），定時供水時，由設(shè)計人員定。 k1安全系數(shù)，可取1.051.10。考慮到建筑內(nèi)部有大容量蓄水池，因此按安全系數(shù)1.05及機組工作時間21小時計算得Qg=680.4 (k

14、W) ；由以上數(shù)據(jù)選取機組： 700機組COP=4.8設(shè)備性能修正（地下水制熱式）：使用側(cè)出水溫度50，熱源側(cè)進水溫度11。修正得：制熱量參數(shù)0.86758，輸入功率參數(shù)1.07688。五、水源側(cè)系統(tǒng)設(shè)計（注：應(yīng)甲方要求，本部分內(nèi)容只提供系統(tǒng)水量要求）1. 水源側(cè)系統(tǒng)選定地下水換熱系統(tǒng)是指與地下水進行熱交換的地熱能交換系統(tǒng)，分為直接地下水換熱系統(tǒng)和間接地下水換熱系統(tǒng)。直接地下水換熱系統(tǒng)是由抽水井取出的地下水，經(jīng)處理后直接流經(jīng)水源熱泵機組熱交換后返回地下同一含水層的地下水換熱系統(tǒng)。間接地下水換熱系統(tǒng)是由抽水井取出的地下水經(jīng)中間換熱器熱交換后返回地下同一含水層的地下水換熱系統(tǒng)。直接進人水源熱泵機組

15、的地下水水質(zhì)應(yīng)滿足以下要求 (引自采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GB50019 第 7.3.3 條條文說明): 含砂量小于1/200000，pH 值為6.5-8.5, CaO 小于200m g/L，礦化度小于3g/L，CI一 小于100m g/L,SO42一 小于 200m g/L, Fe2+ 小于 lmg/L，H2S 小于0.5m g/L。當水質(zhì)達不到要求時，應(yīng)進行水處理。經(jīng)過處理后仍達不到規(guī)定時， 應(yīng)在地下水與水源熱泵機組之間 加設(shè)中間換熱器。對于腐蝕 性及硬度高的水源， 應(yīng)設(shè)置抗腐蝕的不 銹鋼換熱器或欽板換熱器。在使用海水時，建議在進人換熱器前增加氯氣處理裝置以防止藻類在換熱器內(nèi)部滋生。當水

16、溫不能滿足水源熱泵機組使用要求時，可通過混水或設(shè)置中間換熱器進行調(diào)節(jié)，以滿足機組對溫度的要求。經(jīng)調(diào)研,本工程的地下水水質(zhì)可以滿足機組正常運行的水質(zhì)要求,所以選擇直接地下水地源熱泵系統(tǒng)為系統(tǒng)提供冷熱源。2. 水源水量確定水源側(cè)總水流量根據(jù)以上計算出的夏季最大排熱量和冬季最大吸熱量計算并與機組額定取水量比較，取其中較大值：a.空調(diào)系統(tǒng) （1） 夏季水源水量 GS1=94.61 (m3/h) 機組額定（2） 冬季水源水量GS1=114.94(m3/h) 機組額定 （7溫差）水源側(cè)水流量G=MaxGS1、GS2(m3/h)=114.94(m3/h)b熱水系統(tǒng)（1）熱水系統(tǒng)水源水量按系統(tǒng)最大吸熱量計算。

17、 GS1=67.05(m3/h) 機組額定 （7溫差） GS2'=0.86×Q2'tS2=92.65 (m3/h) 計算值（按5溫差）水源側(cè)水流量G=92.65(m3/h)（2）如用污水換熱，設(shè)計污水源進出溫度為20/8，中介水換熱溫度為6/18，因此 GS2"=0.86×Q2'tS2'=38.6(m3/h) 污水蓄水池按150m3計算可供熱水系統(tǒng)使用約3.8小時，將57m3的11加熱到50。六、機房系統(tǒng)設(shè)計1. 主機選型方法本方案采用一套集中供冷供熱的中央空調(diào)系統(tǒng)以及一套專供洗浴熱水的水源熱泵機組。其中空調(diào)系統(tǒng)夏季冷負荷為1020

18、kW，冬季熱負荷為892.5kW，選擇1臺型號為1200機組，機組制冷量1032.2kW，制熱量1182.0kW。主機設(shè)備末端側(cè)夏季7/12的供回冷水，冬季45/40的供回熱水，在建筑物內(nèi)系統(tǒng)中循環(huán)；水源側(cè)夏季12/23供回冷水溫度，冬季11/6供回熱水。熱水系統(tǒng)熱負荷為680.4kW，選擇1臺型號為700 機組，機組制熱量689.5kW。主機設(shè)備全年50的供應(yīng)熱水，進水由11自來水提供，在建筑物內(nèi)系統(tǒng)中換熱。水源側(cè)全年11/6供回熱水。2. 主機選型方法兩套系統(tǒng)單獨選型，由于洗浴中心主要熱負荷是熱水供應(yīng)，因此單獨選用一臺熱泵機組進行熱水供應(yīng)，系統(tǒng)運行獨立，安全可靠。洗浴中心內(nèi)空調(diào)負荷另選一臺

19、熱泵機組，可根據(jù)室外實際溫度進行調(diào)節(jié)，不影響熱水供應(yīng)。且熱泵機組內(nèi)有多臺壓縮機，可根據(jù)輸出功率的負荷大小自動開啟或關(guān)停壓縮機，自動匹配負載可節(jié)約運行成本。3. 機房輔助設(shè)備的選型配置3.1 循環(huán)水泵的選型1233.13.1.1 循環(huán)水泵流量計算G =1G(m3/h)機組的負荷或地埋側(cè)總水流量為：G(m3/h)，取流量儲備系數(shù)1=1.2（2用1備）；1=1.1（1用1備）a. 空調(diào)系統(tǒng)：G=203.27(m3/h)b. 熱水系統(tǒng)：G=118.57(m3/h)3.1.2 循環(huán)水泵揚程的確定H=P1+0.05* L*(1+K) +P2式中：H 末端側(cè)或地埋側(cè)循環(huán)水泵揚程，mH2O； 揚程儲備系數(shù)，一

20、般取 1.1P1末端側(cè)循環(huán)水泵取熱泵機組蒸發(fā)器的水壓降，mH2O；地埋側(cè)循環(huán)水泵取熱泵機組冷凝器的水壓降，mH2O；P2末端側(cè)循環(huán)水泵取末端送風設(shè)備的水壓降，mH2O；地埋側(cè)循環(huán)水泵取雙U頭的水壓降，mH2O；L 為最不利環(huán)路供回水管長度總和；K 為最不利環(huán)路中局部阻力當量長度總和于該環(huán)路管道總長度的比值。取 K = 0.10.2。a. 空調(diào)系統(tǒng)：H=32 mH2Ob. 熱水系統(tǒng)：H=24 mH2O1233.13.2 補水泵的選型采暖空調(diào)循環(huán)水系統(tǒng)定壓05k210標準，補水泵揚程應(yīng)保證補水壓力比系統(tǒng)補水點壓力高3050KPa。補水泵總小時流量宜為系統(tǒng)水容量的5%，不得超過10%。3.3 軟化水

21、箱的選型軟化宜設(shè)軟化水箱，儲存補水泵0.51h的水量。3.4 軟水器的選型軟水器的處理水量應(yīng)滿足補水泵的小時流量要求4. 機房設(shè)備匯總表（1）空調(diào)系統(tǒng)（不含水源側(cè)設(shè)備）序號設(shè)備名稱規(guī)格參數(shù)數(shù)量備注1水源熱泵機組型號： 1200；制冷量：1032.2kW；制冷功率：178.18kW； 制熱量1182.0kW；制熱功率：246.2812末端側(cè)循環(huán)泵流量：200 m3/h；揚程：32 mH2O；功率：30kW2一用一備3補水泵流量：10.4 m3/h；揚程：36mH2O；功率：3kW2一用一備4全自動軟水器流量：12.5 m3/h15軟化水箱2×2×2.516旋流除砂器（共用）流

22、量：220 m3/h1（1）熱水系統(tǒng)（不含水源側(cè)設(shè)備）序號設(shè)備名稱規(guī)格參數(shù)數(shù)量備注1水源熱泵機組型號： 700；制熱量：689.5kW；制熱功率：143.6612末端側(cè)循環(huán)泵流量：140 m3/h；揚程：10 mH2O；功率：7.5kW2一用一備3混水用水泵流量：22.3 m3/h；揚程：10 mH2O功率：3kW2一用一備4全自動軟水器流量：20 m3/h；1第三章地源熱泵系統(tǒng)初投資估算一、地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)初投資估算1. 空調(diào)系統(tǒng)名稱單位數(shù)量單價（萬元）合價（萬元）備注1.機房部分水源熱泵機組（空調(diào)）臺157.657.6末端側(cè)循環(huán)泵系統(tǒng)（空調(diào)）臺21.022.04一用一備補水泵系統(tǒng)（空調(diào)

23、）臺20.2160.432一用一備全自動軟水器（空調(diào)）套11.7161.716軟化水箱（空調(diào)）套10.60.6旋流除砂器（共用）臺10.6480.648機房材料及安裝項111.5211.52配電項17.27.22.合計81.7562. 熱水系統(tǒng)名稱單位數(shù)量單價（萬元）合價（萬元）備注1.機房部分水源熱泵機組（熱水）臺133.633.6末端側(cè)循環(huán)泵系統(tǒng)（熱水）臺20.3720.744一用一備全自動軟水器（熱水）套11.21.2混水用水泵（熱水）臺20.1680.336一用一備機房材料及安裝項17.687.68配電項14.84.82污水換熱系統(tǒng)套13636可選3.合計84.36二、報價說明1、本報價僅為初報價，待甲方給出施工圖紙再行調(diào)整； 2、本報價不包含空調(diào)末端，我方將空調(diào)冷水管引出到機房外墻1.5米；3、本報價不包含室外系統(tǒng)（打井、潛水泵及管路），室外部分由甲方提供；4、本報價不包含淋浴水箱之后的管道系統(tǒng)及水泵；5、甲方需將電纜引我方機房配電柜，機房配電柜以及下閘口本報價已經(jīng)包含。第四章系統(tǒng)