毛細(xì)管網(wǎng)+地源熱泵生態(tài)空調(diào)方案

PAGE１７第一章設(shè)計(jì)方案一、工程概況本工程為xxxxxxxxxx項(xiàng)目，總建筑面積約13000㎡，末端采用毛細(xì)管網(wǎng)幅射；利用毛細(xì)管網(wǎng)＋水源熱泵生態(tài)空調(diào)解決供冷、供暖問題。二、設(shè)計(jì)思路根據(jù)毛細(xì)管網(wǎng)＋水源熱泵生態(tài)空調(diào)特點(diǎn)和本工程實(shí)際情況，結(jié)合清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)院和本公司長期施工的經(jīng)驗(yàn)，我們確立了本工程的選型思路。總體規(guī)劃，合理布局。充分體現(xiàn)我院實(shí)事求是、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、一切為用戶著想的認(rèn)真負(fù)責(zé)態(tài)度。進(jìn)行合理總體規(guī)劃，既要有效的控制初始投資和運(yùn)行費(fèi)用，又要保證空調(diào)系統(tǒng)的使用效果，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益和社會效益完美平衡。安全可靠。作為仿生態(tài)空調(diào)系統(tǒng)，本工程必須可以長期可靠運(yùn)行。因此，在設(shè)計(jì)中首要考慮的就是確保本工程的實(shí)際使用效果并符合環(huán)保要求。認(rèn)真選型，確保質(zhì)量。由于毛細(xì)管網(wǎng)＋水源熱泵生態(tài)空調(diào)系統(tǒng)使用率較高，因此對設(shè)備的性能、質(zhì)量要求也比較高。在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析比較，核心設(shè)備堅(jiān)持“性能、質(zhì)量為第一位”的選型思路，附屬設(shè)備合理選用性能價(jià)格比較高的產(chǎn)品，從而充分保證貴單位短期利益（初投資）和長期利益（安全可靠、環(huán)保節(jié)能、壽命長、故障率低）的完美平衡。自動化程度高。為充分體現(xiàn)高技術(shù)成果，一方面主機(jī)采用微電腦集中控制，可減少操作技術(shù)要求，減少誤操作帶來的損害，降低操作維護(hù)成本，使操作變得輕松、便捷、愉快；并可實(shí)現(xiàn)集中控制及遠(yuǎn)程控制，整個(gè)水路循環(huán)系統(tǒng)采用變流量自動化控制。三、設(shè)計(jì)依據(jù)本工程中央空調(diào)系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)依據(jù)如下：1、設(shè)計(jì)參數(shù)：冬季：空調(diào)室外計(jì)算（干球）溫度-21℃2、室內(nèi)空氣計(jì)算參數(shù)冬季室內(nèi)溫度：18±2毛細(xì)管網(wǎng)＋地源熱泵生態(tài)空調(diào)不受室外空氣的影響，即使在室外環(huán)境溫度-40℃3、設(shè)計(jì)所采用之相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范：《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ19－87《室內(nèi)空調(diào)舒適溫度》GB5701－83《供水管井技術(shù)規(guī)范》GB50296-99《實(shí)用供熱制冷設(shè)計(jì)手冊》（第二版）4、普來福公司產(chǎn)品技術(shù)資料5、設(shè)計(jì)所參考之文獻(xiàn)資料：ASHRAE.1992.1992ASHRAEhandbook—HVACsystemsandequipment,Atlanta;AmericanSocietyofHeating,RefrigeratingandAir-ConditioningEngineers,Inc.《地下水源熱泵》，清華大學(xué)，彥啟森GeothermalHeatingandCoolingSystems.AssociationforefficientEnvironmentalEnergySystems.GroundWaterApplicationsManualMammothInc.《地源熱泵工程技術(shù)指南》，徐偉，中國建筑工業(yè)出版社Closed-Loop/Ground-SourceHeatPumpSystemsInstallationGuide,Oklahoma《實(shí)用供熱制冷設(shè)計(jì)手冊》（第二版）經(jīng)我方設(shè)計(jì)人員與工程人員詳細(xì)測算、對比，我們認(rèn)為本工程前端采用xxxx水源熱泵機(jī)組，末端采用毛細(xì)管網(wǎng)幅射采暖（供冷）設(shè)計(jì)方案為最佳方案。綜合優(yōu)勢如下：系統(tǒng)選型最佳：在水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,主機(jī)系統(tǒng)在機(jī)組設(shè)計(jì)、配電設(shè)計(jì)、附機(jī)設(shè)計(jì)、水井?dāng)?shù)量上都具有一系列的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。末端采用毛細(xì)管網(wǎng)，換熱效率極高，使用壽命長。管理更方便：在長達(dá)幾十年的運(yùn)行中，在設(shè)備維護(hù)與管理方面，本設(shè)計(jì)無論管理費(fèi)用還是便利程度上都存在較大的優(yōu)勢；投資省：大面積、高互補(bǔ)性建筑共用一套或設(shè)多套（根據(jù)總面積大小及現(xiàn)場條件而定）空調(diào)系統(tǒng)投資最節(jié)??；節(jié)省面積：水源熱泵機(jī)房小，大大節(jié)省空間；毛細(xì)管網(wǎng)也只需要極小的安裝空間。節(jié)能：熱泵運(yùn)行不受外界惡劣氣候的影響，無論是炎熱盛夏，還是嚴(yán)寒冬季都不受環(huán)境溫度影響。毛細(xì)管網(wǎng)散熱面積大，管壁薄，散熱效率極高，因此，毛細(xì)管網(wǎng)＋地源熱泵生態(tài)空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷應(yīng)低于其他空調(diào)設(shè)計(jì)冷負(fù)荷。環(huán)保：僅利用地下水的能量，不對地下水資源有任何污染，環(huán)保性好。1、設(shè)計(jì)溫度冬季：18±22、設(shè)計(jì)負(fù)荷總需冷負(fù)荷：13000×50W/㎡=650kw?？傂锜嶝?fù)荷：13000×55W/㎡=715kw。3、主機(jī)選型：空調(diào)主機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，它的選型，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)能否正常工作、工作效果、運(yùn)行是否穩(wěn)定以及長期運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等關(guān)鍵問題。針對本項(xiàng)目，在選擇主機(jī)時(shí)我們重點(diǎn)考慮的是機(jī)組的質(zhì)量、技術(shù)先進(jìn)性和可靠性。并保證機(jī)組在運(yùn)行時(shí)可以按實(shí)際負(fù)荷自動調(diào)節(jié)開啟機(jī)組數(shù)量。故本工程選用xxxxxxxxxxx型主機(jī)1臺。主機(jī)性能參數(shù)表（見樣本）機(jī)型項(xiàng)目Xxxxx制冷量/輸入功率KW651.6/112.2制熱量/輸入功率KW722.5/155.6壓縮機(jī)數(shù)量臺2電源三相五線制，380V,50HZ運(yùn)行重量Kg4800系統(tǒng)冷水溫度℃12/7系統(tǒng)熱水溫度℃40/45蒸發(fā)器型式滿液式殼管換熱器壓力降Kpa≤55流量m3/h112.1水管尺寸DN（mm）150冷凝器型式殼管換熱器壓力降Kpa≤55流量m3/h124.3水管尺寸DN（mm）150五、運(yùn)行費(fèi)用概算按：冬季運(yùn)行按150天、每天運(yùn)行16小時(shí)；夏季運(yùn)行按90天、每天運(yùn)行12小時(shí)。平均電費(fèi)0.5元/KWh計(jì)算，地溫中央空調(diào)綜合利用系數(shù)通常取0.54。1、系統(tǒng)年運(yùn)行費(fèi)用A、主機(jī)運(yùn)行費(fèi)用制冷時(shí)熱泵主機(jī)不開啟，僅開啟水處理設(shè)備及循環(huán)水泵，直接利用地下18度左右的水實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的降溫。假定水處理設(shè)備及循環(huán)泵功率為30kw/h，運(yùn)行費(fèi)用如下：30kw/h×0.5kwh×12h/天×90天×0.54=8748元制熱時(shí)主機(jī)輸入功率約155kw/h，運(yùn)行費(fèi)用如下：155kw/h×0.5kwh×16h/天×150天×0.54=10.1萬元B、輔機(jī)運(yùn)行費(fèi)用夏季:8748元；冬季:10.1×35%=3.53萬元本工程地溫空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)：14.5萬元夏季每平米運(yùn)行費(fèi)用為：0.67元/季.㎡冬季每平米運(yùn)行費(fèi)用為：10.48元/季.㎡第二章地下水循環(huán)技術(shù)綜述人類飲用水一般為地下400米—1200米以下的中、深層地下水，因其為地殼運(yùn)動過程中的封存水，基本不能再生，因而這部分水資源應(yīng)限制使用；水源熱泵機(jī)組用于換熱的井水為30-200m的淺表層地下水，僅僅用于換熱而不消耗，不會對地下水造成污染，更不會影響人類飲用水。以石家莊地區(qū)而言，淺表層地下水會不斷地被地表徑流和降水補(bǔ)充，其水位是一個(gè)動態(tài)平衡，而用于機(jī)組換熱的井水從出水井抽取，又回灌入回水井，不會造成地下水量的減少。水井是地溫中央空調(diào)的重要設(shè)施，因?yàn)樗钦麄€(gè)系統(tǒng)的能量來源。因各地的地下水分布各不相同，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況進(jìn)行特殊水井工藝設(shè)計(jì)，以充分發(fā)揮機(jī)組的環(huán)保、節(jié)能、高效、安全可靠的特點(diǎn)。除機(jī)組的獨(dú)特設(shè)計(jì)之外，在水井的回灌技術(shù)、防塌陷設(shè)計(jì)、井水流量的溫度變頻控制、水質(zhì)過濾及凈化、防垢除垢及水井的清洗和維護(hù)方面都有全面、完善的工藝措施保證。為確保它的使用效果、使用壽命和回灌效果，我公司經(jīng)過大量、長期的工程實(shí)踐，在水井施工工藝及水質(zhì)處理方面都積累了豐富、獨(dú)有、成熟的經(jīng)驗(yàn)。工程實(shí)踐中采取以下措施：一、井水需水量及井深設(shè)計(jì)：（1）井水需水量及井深設(shè)計(jì)：本工程總需水量計(jì)算如下夏季：（651.6+112.2）×860÷Δt（15）=44×103公升冬季：（722.5-155.6）×860÷Δt（10）=49×103公升水井系統(tǒng)：出水量按100T/h,井深為80m,平均每米800元/m計(jì)算。共需水井：一出一回一備三口水井。盡管以上數(shù)據(jù)可作參考，但我們必須在開采第一口水井同時(shí)，作出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，確定出水層、動水位、靜水位、含沙層等情況。最終確定本工程需出水井及回灌井口數(shù),井徑、井深，和出水量。（2）回灌量設(shè)計(jì)：根據(jù)70年代德國相關(guān)資料記載，通過水分子同位素跟蹤試驗(yàn)，一般地質(zhì)條件下，回水層井壁截面積應(yīng)是出水層截面積的四倍，方能保證井水全部自然回灌，即一口出四口回。但這樣水井?dāng)?shù)量較多，為減少數(shù)量，在以后20多年間，通過實(shí)踐又發(fā)明了加壓回灌和單井回灌方法，通過以上回灌措施，并在成井工藝中減少井水回灌中的滲透阻力，增加通透系數(shù)，切實(shí)保證井水回灌。（3）使用壽命設(shè)計(jì)：眾所周知，水井越用越活，因此出水井工藝主要解決井水含沙量問題，而回水井不但考慮回灌也要考慮淤積和堵塞，針對這一問題，就使水井兼具出回兩種功能，從而在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)自動洗井；另外井管采用鋼管、濾水管用橋式濾水管、濾網(wǎng)采用80目鋼網(wǎng)；這樣水井壽命一般可達(dá)到30年以上。（4）防泥沙、防塌陷設(shè)計(jì)：出現(xiàn)泥沙主要原因是水泥管井透水孔太大，機(jī)械清洗時(shí)將濾網(wǎng)拉破，另一種原因是所用濾網(wǎng)（尼龍網(wǎng)）或棕皮自然破損。農(nóng)田灌溉井使用時(shí)間很短，問題不大?？照{(diào)用水井是連續(xù)性的，水井至少每兩年要保養(yǎng)一次，水泥管井的所用機(jī)械活塞清洗，極易造成濾網(wǎng)破損。濾網(wǎng)破損大量泥沙流出，無法使用。本項(xiàng)目出水井管建議采用鋼管，濾網(wǎng)采用80目尼龍網(wǎng)兩層和80目鋼網(wǎng)一層，不會出現(xiàn)以上問題。水井之所以會塌陷，是因?yàn)榛毓嗖缓煤蜕喜繘]有止水。濕陷性、半濕陷性土壤在回灌不好而淤積時(shí)容易塌陷，因此水井設(shè)計(jì)時(shí)除了保證回灌也要在水井上部止水，一般采用泥球止水和水泥砂漿止水，使水井上部10—30米既不出水也不回水，在水位保持動態(tài)平衡的情況下，確保水井周圍建筑物不受影響，即打井位置不受場地所限，一般距建筑物3米以外即可。（5）水質(zhì)凈化設(shè)計(jì)：因井水要經(jīng)過機(jī)組提供能量，為防止堵塞和腐蝕，采用80目尼龍網(wǎng)兩層和80目鋼網(wǎng)一層，上部采用井蓋密封確保人物的通行。（一）井水回灌的基礎(chǔ)條件和基本因素通過水力學(xué)、流體力學(xué)、地質(zhì)情況的綜合分析，井水能否順利回灌取決于一個(gè)基礎(chǔ)條件和三個(gè)基本因素：★基礎(chǔ)條件項(xiàng)目所在地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。如果當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)為巖層或粘土層，這樣的結(jié)構(gòu)既不會出水也不會回水；如果當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)中存在沙層（粗沙、中沙、細(xì)沙、粉沙）、裂巖巖隙、鵝卵石等情況中的一種。則這樣的地質(zhì)結(jié)構(gòu)將會滿足給水、回灌水的條件。特別是當(dāng)遇到裂巖巖隙、鵝卵石的地質(zhì)結(jié)構(gòu)時(shí)，出水和回水都將較為暢通。即能取水就可以回灌水。通常靠自然回流：沙層地質(zhì)結(jié)構(gòu)同一水井的回灌量約為出水量的30%以上，當(dāng)中沙層居多時(shí)同一水井的回灌量可達(dá)到出水量的60%以上；裂巖巖隙、鵝卵石的地質(zhì)結(jié)構(gòu)同一水井的回灌量可達(dá)到出水量的90%以上，一般都能100％回灌。因此，解決能否全部回灌只是針對含有沙層地質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域來說的。哈爾濱地區(qū)淺層地表水含水層主要為中砂，含水量豐富，且回灌量較大，采取相應(yīng)措施完全實(shí)現(xiàn)100％回灌?！锘疽蛩?、滲透壓差沒有壓差水就不可能從一個(gè)區(qū)域轉(zhuǎn)移到另一個(gè)區(qū)域，增加滲透壓差可以增加回灌量。2、滲透阻力井壁及填料形成的阻力大小是影響井水回灌的主要因素，減少滲透阻力可以增加回灌量。3、滲透面積沒有足夠的回灌水流通面積作保證，保證滲透水有足夠的通道，水就不可能順利回灌。因此增大回灌井壁的水流通道，加大滲透面積可以增加回灌量。（二）增加回灌量的具體措施通過上述分析，我們了解到在項(xiàng)目所在地具備從地下取水、回灌水的基本條件，為保證井水100％回灌，在工程實(shí)踐中我們采取了如下措施，確保地溫空調(diào)運(yùn)行中井水全部回灌：1、加壓回灌我們在施工中將井口密封，井的上部距地面0—10米2、減少阻力工程實(shí)踐中，我們將回水井的井壁只包不銹鋼紗網(wǎng)，不再包棕；加大回填濾料的直徑，增加通透系數(shù)；加大回水井的開鑿直徑，增加縱向通透能力，減少粘土層的通透阻力。3、增加井水的流通面積工程實(shí)踐中，我們將回水井的井壁除上部止水段及最下部沉淀管采用實(shí)管外，其余均采用花管，增加流通面積。4、單井抽灌與群井抽灌相結(jié)合工程實(shí)踐中，我們加大抽水井的開鑿深度，采用上抽下回或下抽上回的方法，加大單井及群井的回灌量，使水井處于自洗狀態(tài)，減少含沙量，增加有效回灌面積，在保證系統(tǒng)運(yùn)行的條件下，實(shí)現(xiàn)井水全部回灌。通過以上措施，哈爾濱地區(qū)基本上可以在一口出水井對應(yīng)二——三口回水井的條件下，實(shí)現(xiàn)井水的全部回灌。遇到特殊情況，還有一個(gè)非常簡單但又非常有效的辦法：適當(dāng)增加回水井的數(shù)量，可以保證井水全部回灌。具體工程中采用哪種或哪幾種方法視具體情況而定，一般采用幾種方法共存，但目的只有一個(gè)：最終實(shí)現(xiàn)井水全部回灌?？v上所述，無論從理論上還是實(shí)踐上井水回灌問題已經(jīng)全面解決。

第四章、投資概算本工程地溫中央空調(diào)（水源熱泵）系統(tǒng)投資概如下：系統(tǒng)報(bào)價(jià)匯簡表（萬元）序號項(xiàng)目價(jià)格1主機(jī)40.12主機(jī)房附屬設(shè)備及安裝213外網(wǎng)154水井19.25末端3126機(jī)房安裝45小計(jì)454.3折合每平米349元；（不含稅及除濕設(shè)備）注：1、出水量按100T/h,井深為80m,平均每米800元/m計(jì)算。

第五章、毛細(xì)管網(wǎng)＋水源熱泵生態(tài)空調(diào)技術(shù)優(yōu)勢說明一、二、xx牌水源熱泵機(jī)組優(yōu)、特點(diǎn)分析三、毛細(xì)管網(wǎng)生態(tài)空調(diào)末端優(yōu)、特點(diǎn)分析毛細(xì)管網(wǎng)加工工藝的特殊性在暖通空調(diào)或給排水等領(lǐng)域中，塑料管道的應(yīng)用越來越廣泛。傳統(tǒng)塑料管道的連接都是端與端的連接，是兩根塑料管道的端口通過直通、彎頭、三通等連接管件以熱熔、膠粘或機(jī)械方式連接。毛細(xì)管網(wǎng)的加工工藝實(shí)現(xiàn)了一根主管通過側(cè)面同時(shí)與若干根支管的直接連接。傳統(tǒng)塑料管道連接方式的局限性：所用的管件多，連接工藝復(fù)雜，容易發(fā)生漏水事故。（2）連接方式限制了1根整體的管道與至少3根管道同時(shí)連接。（3）管道壁厚受限制。依據(jù)現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)《GB10798-89熱塑性塑料管材通用壁厚表》和《JBJ地面輻射供暖技術(shù)規(guī)程B.1.3》規(guī)定以熱熔方式連接的熱塑性塑料管道壁厚不得小于1.9mm，才能保證熱熔連接的可靠性，這樣就限制了可熱熔的塑料管道向小管徑和微小管徑方向的發(fā)展，小管徑管道的壁厚會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過滿足所需壓力等級的壁厚要求，不但造成原材料的浪費(fèi)，壁厚過大也降低了塑料管材的柔韌性，降低了導(dǎo)熱性能。毛細(xì)管網(wǎng)加工工藝的技術(shù)創(chuàng)新：提供了一種塑料管道之間不用加設(shè)直通、彎頭、三通等傳統(tǒng)連接管件直接連接的連接方式。實(shí)現(xiàn)了一根整體管道通過側(cè)面開孔方式同時(shí)和若干管道直接連接。提供端面連接的小管管道壁厚不受焊接要求的限制，為細(xì)小、微小管徑的管道的應(yīng)用提供了可能。1主管，2支管，3加強(qiáng)墊片，11側(cè)面開孔，21支管端面毛細(xì)管網(wǎng)的主要特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：毛細(xì)管網(wǎng)是集分水式結(jié)構(gòu)，具有換熱面積大、壁薄導(dǎo)熱性好、換熱均勻、水力損失小的特點(diǎn)，決定了毛細(xì)管網(wǎng)是一種高效的換熱器。“面大壁薄”是毛細(xì)管網(wǎng)用于熱交換的核心優(yōu)點(diǎn)。材料特點(diǎn)：制作毛細(xì)管網(wǎng)的原料是PP-R、PE-RT等可熱塑性塑料，可熱熔成型，綠色環(huán)保，同時(shí)具有耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的特點(diǎn)，因此有廣泛的推廣應(yīng)用領(lǐng)域，是理想的高效換熱器。使用特點(diǎn)：毛細(xì)管網(wǎng)薄、柔、輕，因此安裝方便、覆蓋層可以薄，鋪裝面積可以大，因此可以有效利用低品位能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和舒適效果。三、毛細(xì)管網(wǎng)的主要用途1、用于熱濕獨(dú)立處理空調(diào)系統(tǒng)，輻射供暖制冷，用能品位低，可以提高空調(diào)機(jī)組的能效，或直接利用可再生能源。2、用于制作呼吸式空調(diào)墻（又稱重力循環(huán)空調(diào)），調(diào)溫調(diào)濕，使用方便，受限制條件少。3、用于供暖，可以替代傳統(tǒng)散熱器或普通地板采暖，安裝方便，供熱效率高。4、用于農(nóng)業(yè)大棚，利用土壤的蓄熱能力，均衡大棚內(nèi)晝夜及季節(jié)的溫差，提高大棚的生產(chǎn)效率。5、用于制成毛細(xì)管網(wǎng)箱，作為地表水（海水、江、河、湖泊水等）源熱泵的前端集熱，集熱效率高、不受環(huán)境的水質(zhì)影響。這種毛細(xì)管網(wǎng)箱也可以收集生活污水、熱電廠和煉鋼廠等工業(yè)廢水的余熱，高效回收利用可再生能源。6、利用毛細(xì)管網(wǎng)的加工工藝和塑料優(yōu)良的理化性能可以制造各種暖通空調(diào)、給排水產(chǎn)品，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和民用領(lǐng)域用途廣泛。正確設(shè)計(jì)應(yīng)用毛細(xì)管網(wǎng)倡導(dǎo)節(jié)能減排、提升建筑品質(zhì)是大勢所趨，熱濕獨(dú)立處理是空調(diào)技術(shù)的發(fā)展方向，毛細(xì)管網(wǎng)是熱濕獨(dú)立處理空調(diào)的理想選擇。自2005年清華大學(xué)節(jié)能示范樓引入毛細(xì)管網(wǎng)以來，毛細(xì)管網(wǎng)已經(jīng)在很多項(xiàng)目中設(shè)計(jì)應(yīng)用，多數(shù)案例是成功的，積累了比較豐富的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)。國產(chǎn)毛細(xì)管網(wǎng)在國家化學(xué)建材檢驗(yàn)中心和國家空調(diào)設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心的各項(xiàng)測