土壤源熱泵方案與施工組織設計

1、咼淳地源熱泵中央空調工程設計方案2011年11月廣州瑞姆節(jié)能設備有限公司簡介美國節(jié)能聯(lián)盟（Allianeetosaveenergy,簡稱ATSE是全世界最專業(yè)的節(jié)能技術和產品聯(lián)合體，其總部設在美國紐約，主要在全世界范圍內推廣最新的節(jié)能技術和節(jié)能產品。廣州瑞姆節(jié)能設備有限公司是美國ATSE在中國的戰(zhàn)略合作伙伴。通過由美國ATSE提供最先進的熱泵節(jié)能技術，結合天津大學熱能研究所的深入研發(fā)，現(xiàn)擁有“熱姆熱泵”（REALM自主品牌。在廣州和天津分別設立了生產基地和研發(fā)中心，主要負責熱姆熱泵系列產品的研發(fā)，制造和中國境內的產品銷售，美國ATSE負責國際市場的產品銷售。熱姆熱泵（REALM系列產品主要有：

2、家用、商用空氣源熱泵熱水機組家用、商用冷暖熱三聯(lián)供機組熱泵型冷暖中央空調水源、地源熱泵熱水機組我們的企業(yè)目標打造中國的節(jié)能品牌-熱姆熱泵成為國內先進的熱泵新技術研發(fā)、新產品實驗及生產基地建立國內一流的熱泵營銷、服務培訓基地建立全國性的熱姆熱泵連鎖專賣店及服務保障體系我們的服務及保障產品整機保修一年，保修范圍內的故障配件一年免費包換產品正常使用壽命10-15年每年提供一次免費例行巡檢服務熱姆熱泵（REALM系列產品嚴格按照美國ATSE的質量控制體系及工藝要求進行生產，并通過了ISO9001認證和美國EM（成員認證，中國CCC認證、全國工業(yè)產品生產許可證和節(jié)能認證，全國熱泵熱水器十大著名品牌，全國

3、質量、信譽、服務AAA級會員單位。目錄第一章、地源熱泵產品介紹第二章、地源熱泵設計方案第三章、運行費用對比分析第四章、部分工程業(yè)績第五章、售后服務承諾維也納大酒店400匹冷暖熱三聯(lián)供機組配80噸熱水系統(tǒng)（）第一章、水/地源熱泵產品介紹-熱源穩(wěn)定、獨有熱回收技術機組的熱源可采用地下水、還可采用地下埋管的形式利用地下土壤進行換熱，熱源穩(wěn)定，不受季節(jié)轉換影響，在室外環(huán)境溫度零下30度時能可靠的制熱。制冷水溫-7-12C,制熱水溫-45-40C,生活用水-42-55C左右，獨有熱回收技術，充分保證了空調制冷、制熱及夏季免費生活用水的要求。-節(jié)能環(huán)保、節(jié)省投資地源熱泵系統(tǒng)具備極高的能效比，其COP可達5

4、.5，比普通空調省電50注右。冷凝器常年使用恒定的地下水或土壤，蒸發(fā)器利用水作為載冷劑，從而大大提高了制冷量，效果顯著，是一種高效節(jié)能的產品。-高效壓縮機、高效換熱器采用國際名牌壓縮機，噪音小、運行平穩(wěn)，經(jīng)久耐用。選用高效換熱器，結構簡單、換熱穩(wěn)定、效率持久、不易凍壞等特點，大大的延長了主機的使用壽命。主機壽命長達20年以上；地埋管換熱器壽命長達50年以上。-科學控制、裝備完善采用國際名牌電腦芯片，聯(lián)動控制技術，根據(jù)負荷的大小自動控制主機的工作狀態(tài)，可實現(xiàn)機組柔性變容量，充分節(jié)能省電。采用大屏幕液晶顯示屏，人性化設計，操作方便快捷；并可實現(xiàn)遠程控制。第二章、水/地源熱泵中央空調設計方案（一）工

5、程概述：項目地址：高淳項目功能：餐廳建筑規(guī)模：總建筑面積約2250m2功能要求：中央空調制冷、制熱空調設計使用氣象參數(shù)及設計依據(jù)1、設計使用氣象參數(shù)室外空調設計參數(shù)夏季：tw=36.38C,tws=28.3C;平均風速3.2m/s,大氣壓力100340Pa冬季：tw=-8C；平均風速3.6m/s,大氣壓102460Pa室內設計參數(shù)夏季：溫度25-28C相對濕度45%-65%冬季：溫度18-21C相對濕度40%-60%2、設計依據(jù)采暖通風及空氣調節(jié)規(guī)范GBJ19-87通風與空調工程施工及驗收規(guī)范GB50243-98通風與空調工程質量檢驗評定標準T613GB50045-95建筑設計防火規(guī)范GB50

6、016-2006地源熱泵工程技術規(guī)范GB50366-2005業(yè)主所提供的建筑圖紙及相關要求本建筑各層冷量配置及主機選型配置表由上表可知，本工程夏季計算總冷負荷為429.84KV,現(xiàn)選用瑞姆水冷冷暖空調機樓層房間面積m2冷指標(W/m2總冷負荷(W末端規(guī)格數(shù)量備注一層包房6220012400FP-1362風機盤管包房282005600FP-1361風機盤管包房282005600FP-1361風機盤管包房282005600FP-1361風機盤管大堂餐廳1645200329000BGG-150W/L4空調箱新風機組71640BGG-70W/L1新風機組合計179142984010組RMRB-25SS

7、共5臺，額定制冷/制熱量為94.5kW/80kW,額定制冷/制熱功率為20.5KW/21KW系統(tǒng)設計原理冷凍系統(tǒng)設置-機組配置冷凍水泵2臺，1用1備，系統(tǒng)回水管上設置電子水處理儀，以保證系統(tǒng)運行。冷卻水系統(tǒng)設置-機組配置冷卻水泵2臺，1用1備，冷凍水由分集水器接至室外埋管，系統(tǒng)回水管上設置電子水處理儀，以保證系統(tǒng)運行。（四）方案冷熱源及方案優(yōu)勢I）系統(tǒng)選擇本此空調工程方案設計選擇當今空調工程最節(jié)能、環(huán)保的地源熱泵埋管方案。冷（熱）源來自與地下土壤進行熱交換夏季制冷夏季制冷地下土壤帶走夏季空調系統(tǒng)100%的余熱，向周圍地源蓄熱能冬季供熱由熱泵系統(tǒng)以地下埋孔提取地冬季供熱由熱泵系統(tǒng)以地下埋孔提取地

8、下低位蓄熱能向建筑物供熱。H）方案優(yōu)勢省電、節(jié)能地源熱泵中央空調為現(xiàn)今空調類能效比最高產品，其能耗僅為普通空調的40-60%大大節(jié)約用電，緩解用電壓力;地源熱泵提取地下恒定能源，不僅滿足空調制冷效果，而且其制熱效果更加顯著，在-30C嚴冬仍能保證空調制熱，而風冷形式如VRV系統(tǒng)通常在-5C以下需要輔助電加熱系統(tǒng)補充熱能；鶴提供生活熱水（可選）瑞姆地源熱泵中央空調不僅充分保證空調效果，其制造生活熱水的功能更加顯著，該機組通過低于地層恒溫的制冷劑蒸發(fā)來吸收地層的低位能，再經(jīng)過壓縮機輸入微小電能將低位能轉化變成超過55度可利用的高位能，對使用側生活熱水循環(huán)加熱，從而使水溫加熱至設定溫度。該形式最大程

9、度的節(jié)約了能源，增強了功能、減少了二次投資及運行費用;環(huán)保節(jié)能地源換熱形式高效穩(wěn)定，無大氣、水源、聲音污染，適合辦公、住宅等環(huán)境要求較高場所，避免了風冷系統(tǒng)與空氣進行換熱噪聲大、造成局部環(huán)境熱效應的缺點；長效穩(wěn)定地下?lián)Q熱形式恒定、全封閉冷卻系統(tǒng),有效延長整體系統(tǒng)使用壽命;主機壓縮機等主要零部件在穩(wěn)定良好狀態(tài)下運行，其運行負荷僅為風冷形式如VRV等空氣源形式空調零部件的50%有效的延長主機壽命，從而保證了系統(tǒng)穩(wěn)定性;智能控制智能控制模塊化主機模糊控制，整套系統(tǒng)完全適配室內空調實際需求量，柔性調節(jié)，科學運行，管理簡便;鶴體積小巧本工程采用瑞姆出口別墅專用高檔地源熱泵機型，全部采用板式換熱器、名牌壓

10、縮機。能效比非常高且機型小巧、美觀，節(jié)省空間。皿）地埋管施工過程中的質量控制1）在正式埋管施工前，用探礦儀器檢測地下200m內地質結構，每5m繪出地質結構圖，預測埋管過程中遇到的問題，及時修正埋管施工方案。2）用瑞姆公司專用換熱檢測設備檢測埋管換熱器導熱曲線。3）埋管施工結束后，進行流量試驗，傳熱試驗，確保埋管施工質量。4）經(jīng)過本公司嚴格的施工過程控制，確保本工程地下埋管工程一次性驗收合格。W）地埋管施工方案1）擬投入施工設備：待定；2）施工周期：待定；3）擬投入人員：待定；4）參照施工規(guī)范埋管聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程CJJ101-2004地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范GB50366-20052、

11、土壤換熱器形式設計地源熱泵系統(tǒng)的設計中，室外地埋管的計算是關鍵環(huán)節(jié)，其垂直地埋管設計方法如下:垂直地埋管換熱器計算的基礎是單個鉆孔的傳熱分析。在多個鉆孔的情況下，可在單孔的基礎上運用疊加原理加以擴展。步驟如下：a）流體至管道內壁的對流換熱熱阻d）地層熱阻，即從孔壁到無窮遠處的熱阻b）U形埋管的管壁熱阻b）U形埋管的管壁熱阻Rpe1In2kpdede(dodi)c）鉆孔封井材料的熱阻1In2kbdbde由N個平行鉆孔（U型管）組成集群的地熱換熱器的地層熱阻短期連續(xù)脈沖負荷引起的附加熱阻對于時間很長的情況，考慮深度方向的傳熱為穩(wěn)定狀態(tài)下的地層熱阻垂直地埋管換熱器長度的工程設計計算公式為制冷工況供熱

12、工況運行份額是考慮熱泵間歇運行的影響,供熱運仃份額Fh=個供熱季中熱泵的運行小時數(shù)/（一個供熱季天數(shù)X24）制冷運行份額Fc=個制冷季中熱泵的運行小時數(shù)/（一個制冷季天數(shù)X24）或當運行時間T取作一個月時供熱運仃份額Fh=最冷月份運行小時數(shù)/（最冷月份天數(shù)X24）制冷運行份額Fc=最熱月份運行小時數(shù)/（最熱月份天數(shù)X24）式中：下標c,h分別表示制冷工況和供熱工況。l：地熱換熱器所需的鉆井總長度（m；Qc,Qh:分別是熱泵的額定冷熱負荷（kW；EERCOP熱泵的性能系數(shù)，由熱泵生產廠家提供；h:流體至管道內壁的對流換熱系數(shù)（W/m2C）;rb:鉆孔的半徑，（m；ks和a：地層的平均導熱系數(shù)（W

13、/m.k）和熱擴散率m2/s;T：運行時間，S；xI:第i個鉆孔與所考慮的鉆孔之間的距離，（m）;tp（s）:短期脈沖負荷連續(xù)運行的時間，例如8小時;di:U形埋管的內徑，（m）；do：U形埋管的外徑，（m）；db:鉆孔的直徑，（m）；de：U形埋管的當量直徑de2do；kp:U型管導熱系數(shù)，（W/m.k）;kb:灌漿材料導熱系數(shù)，（W/m.k）；H:鉆孔深度，（m）；I:指數(shù)積分:I:指數(shù)積分:l(u)ds12曰(u)tmax=37C,tmin=25C。地熱換熱器中循環(huán)液的設計平均溫度通?？蛇x為根據(jù)XPS環(huán)路設計軟件與本地地質資料，結合多年的地源熱泵設計施工經(jīng)驗土壤換熱器形式設定如下:土壤耦

14、合器采用單井單U形埋管，鉆孔直徑為0130；考慮井之間相互熱干擾，埋管間距為5m*5m；水平管連接方式為同程連接；鉆孔深度，結合工程地質情況初定80m,可根據(jù)實際鉆孔情況調整3、地耦換熱器計算3.1換熱量的計算冬夏季地下?lián)Q熱量分別是指夏季向土壤排放的熱量和冬季從土壤吸收的熱量可以根據(jù)以下公式計算（制熱時的COP=4.6制冷時COP=5.36:1Q1、=Q1x(1+COP1)1Q2、=Q2x(1COP2)其中：QT:夏季向土壤排放的熱量，KWQ2冬季向土壤吸取的熱量，KWQ2:冬季設計總冷負荷，KWC0P1:設計工況下水源熱泵機組的制冷系數(shù)C0P2:設計工況下水源熱泵機組的供熱系數(shù)3.2計算埋管

15、管長地下熱交換器長度的確定除了已確定的系統(tǒng)布置和管材外，還需要有當?shù)氐耐寥兰夹g資料，如地下溫度、傳熱系數(shù)等。根據(jù)我們已掌握的實際工程中經(jīng)驗，可以利用管材“換熱能力”來校核管長。換熱能力即單位垂直埋管深度或單位管長的換熱量，一般垂直埋管換熱為50110W/m井深），或2555W/m管長），水平埋管為1540W/m（管長）左右。本項目設計取換熱能力的中間值，即35W/m（管長），具體計算公式如下：其中L豎井埋管總長，mQ1夏季向土壤排放的熱量，kW分母“35”是夏季每m管長散熱量，W/m即:3.3確定豎井數(shù)目及間距豎井深度多數(shù)采用50100m初步定該地區(qū)豎井打60-90米較為合理。根據(jù)下式計算豎井

16、數(shù)目：其中N豎井總數(shù)，個L豎井埋管總長，mH豎井深度，m分母“2”是考慮到豎井內埋管管長約等于豎井深度的2倍。3.4土壤耦合器材料選擇考慮到土壤換熱器是地源熱泵系統(tǒng)深埋于地下的關鍵換熱設備，其性能對系統(tǒng)性能和壽命影響明顯，本方案設計采用化學穩(wěn)定性好、耐腐蝕、導熱系數(shù)大、流動阻力小、熱膨脹性好的高密度聚乙烯（HDPE10D管作為埋管材料。在實際工程中確定管徑必須滿足兩個要求：（1）管道要大到足夠保持最小輸送功率（管道阻力最小)；(2)管道要小到足夠使管道內保持紊流(流體的雷諾數(shù)Re達到3,000以上)以保證流體與管道內壁之間的傳熱。顯然，上述兩個要求相互矛盾，需要綜合考慮。垂直U型管常用管徑有D

17、e25mmDe32mmDe40mm本工程垂直埋管選用管De32x2.9mm的PE管。內流速：單U控制在；3.5地埋管數(shù)量計算：根據(jù)軟件設計后的地埋孔數(shù)量校核計算如下：1、根據(jù)上述公式，計算本工程打孔數(shù)QT=Q1x(1+-)COP1N丄150(個)；2H考慮到實際地形及工程聯(lián)管需要，本工程實際打孔數(shù)量為150個第三章、運行費用分析對比A、地源熱泵運行費用分析計算條件：運行天數(shù)為夏季120天，冬季為120天；空調運行時間為10小時；電價按1元/kwh計算；制冷系統(tǒng)能效比按4.5計算，制熱系統(tǒng)能效比按4計算；假定每天開啟率為100%；制熱量暫按制冷量的80%+算；暫載率按75%+算；運行費用分析：夏

18、季：120X10X450kw/4.5X1X75%9萬元冬季：120X10X360kw/4X1X75%8.1萬元全年空調總費用：9+8.仁17.1萬元B、風冷熱泵運行費用分析(1)計算條件：運行天數(shù)為夏季120天，冬季為120天；空調運行時間為10小時；電價按1元/kwh計算；制冷系統(tǒng)能效比按2.8計算，制熱系統(tǒng)能效比按1.8計算；?假定每天開啟率為100%；?制熱量暫按制冷量的80%+算；?暫載率按75%+算；?冬季最冷月需考慮20嗨甫助電加熱；（2）運行費用分析：夏季：120X10X450kw/2.8X1X75%14.5萬元冬季：120X10X360kw/1.8X1X75%+360*20%/

19、1.8X30X1X1019.2萬元全年空調總費用：14.5+19.2=33.7萬元C、單冷螺桿+燃油鍋爐運行費用分析（1）計算條件：運行天數(shù)為夏季120天，冬季為120天；?空調運行時間為10小時；?電價按1元/kwh計算，柴油按5元/公斤計算?制冷系統(tǒng)能效比按4.5計算；?假定每天開啟率為100%；?制熱量暫按制冷量的80%+算；?暫載率按75%+算；（2）運行費用分析：夏季：120X10X450kw/4.5X1X75%9萬元冬季：柴油鍋爐10300kcal/KgX燃燒效率85%=8755kcal/Kg每日需熱量：360-11.63X10=310wkal日耗油：310X10000-8755=

20、354kg年耗輕柴油（以4個月計）：354公斤X120天=42480（公斤）年運行費用（以4個月計）：42480公斤X5元/公斤=21.3萬元全年空調總費用：9+21.3=30.3萬元第四章、近期部分工程業(yè)績1、南海金怡大酒店2、佛山海逸大酒店3、廣州南沙高爾夫商務別墅（192套家用）4、廣州南沙咼爾夫會所5、廣州僑東名匠美谷美發(fā)中心6、云南曲靖星湖賓館7、清遠右福桑拿休閑中心8、廣東南洋科技技術學院9、增城錦繡香江員工宿舍1011、香港金波羅電業(yè)科技公司13、強力電梯廠員工宿舍15、皇都桑拿17、宏基電子科技公司宿舍（40噸）19、廣州珠江燈光音響有限公司（20噸）21、廣州凱旋新世界會所2

21、223、惠州濤景高爾夫員工宿舍2425、茂名恒源大酒店（）2627、化州國土局培訓中心（）2829、重慶大廈小洞天賓館（）3031、山海灣大酒店（）3233、三水會賓樓3435、廣州新機場航空公寓3637、臺資東莞長安高美電子廠（冷暖熱三聯(lián)供機組38、臺資東莞長安高美電子廠（冷暖熱三聯(lián)供機組39、臺山市富城大酒店（）9、增城錦繡香江員工宿舍1011、香港金波羅電業(yè)科技公司13、強力電梯廠員工宿舍15、皇都桑拿17、宏基電子科技公司宿舍（40噸）19、廣州珠江燈光音響有限公司（20噸）21、廣州凱旋新世界會所2223、惠州濤景高爾夫員工宿舍2425、茂名恒源大酒店（）2627、化州國土局培訓中心

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23、冷暖模塊機組（240HP）五、售后服務承諾“讓用戶放心”是瑞姆中央空調始終如一的服務宗旨。瑞姆中央空調對所有客戶實行長期跟蹤服務,保證及時為用戶提供最貼心的售后服務。二）、產品的現(xiàn)場安裝與調試1、熱姆產品在安裝過程中，公司將后服務承諾四、維修處理：在質保期內，因我方所提供的設備及系統(tǒng)發(fā)生的質量問題，1小時內派出工程售技術人員趕到現(xiàn)場維修處理。一、保修期：主機自出廠之日起24月；主機安裝運行調試結束后18個月；以先到期限為準。二、調試運行：安裝過程中我公司將派專業(yè)人員進行現(xiàn)場安裝；機組開機調試前，我公司專業(yè)技術人員將對機組進行全面檢查，包括對電氣部分及機械部分的全面檢查測試，確保安全開機。三、培

24、訓服務：工程驗收結束后，我公司將派專業(yè)技師為買方公司中央空調操作人員進行現(xiàn)場操作培訓。如在以后的操作過程中遇到任何問題，隨時可向我公司專業(yè)技師進行咨詢，我公司專業(yè)技師將對提出的問題進行詳細的解答。五、追蹤服務：在服務工作完成后，公司話務中心將就服務人員的服務情況和服務質量對貴公司進行追蹤回訪，確保產品的正常運行。六、零部件供應：在免費維修保養(yǎng)期滿后，我方及時實行有償維保易損壞的零配件，酌情收取成本費。七、質量保證期外的保養(yǎng)服務：1機組保修期結束后，我公司仍會為您提供各種有償保養(yǎng)服務，確保您所使用的設備能夠正常運行。2機組保修期結束后的服務仍嚴格按照公司售后服務要求和標準執(zhí)行，提供機組所需的零部

25、件，按我公司的備件收費標準及服務的收費標準收取費用。八、公司熱線：服務中心電話：（86）服務傳真：（86）技術人員常駐現(xiàn)場，進行示范安裝、調試和技術服務，并對安裝質量和調試結果負責。熱姆產品的安裝應嚴格按照說明書及安裝規(guī)范進行安裝，保證熱泵正常運行及便于今后維修公司的產品不需要特殊的支架或吊架。公司的產品的生產、運輸、服務等都有嚴格的質量保證體系。公司對水管、電路的連接都有嚴格的規(guī)定，保證連接可靠、不影響其他設備、并且便于維修更換。公司的產品屬于民用產品，噪音水平極低，因此可以忽略不計。三）、產品知識培訓及產品的日常維護1、在安裝驗收完畢后，公司會對用戶提供適當?shù)呐嘤?，保證用戶熟悉所有細節(jié)、保

26、證設備運行獲得最大的效率。2、熱泵產品操作維護十分簡單，因此培訓課程在1天之內完全可以完成。3、產品設計先進、結構優(yōu)良，用戶只需定期拉動排污閥放水，其他不需任何保養(yǎng)和維護。四）、保修期外的產品維修服務1、在保修期結束之前，公司或公司的授權單位將對熱泵進行一次全面檢查，免費解決出現(xiàn)的問題任何維修活動都有一式三聯(lián)的維修單為佐證，表明故障情況、維修情況等信息，并要求用戶簽字認可。保修期結束之后，公司的本產品實行終身上門維修服務。這是一項公開的服務政策和承諾，公司也有專門的維修收費標準和服務范圍，維修時維修人員須向用戶出示以上標準。在產品的壽命周期內，公司以優(yōu)惠價格保證供應相關的備品備件。二、工程項目的特別服務承諾廣州瑞姆節(jié)能設備有限公司承諾為REALM熱姆）牌冷暖熱泵的項目