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1、 XX地源热泵中央空调方案 二0一0年六月目 录财政部、建设部地热空调建筑应用产业化基地-XX集团2一、空调系统总体设计方案51.1 工程概况51.2 设计依据61.3 主机选型61.4 地埋管系统设计71.5 初投资概算111.6 运行费用分析14二、地源热泵系统介绍162.1 地源热泵的概念162.2 国家能源政策支持162.3 地源热泵的优势172.4 地埋管式热泵系统简介19三、地源热泵技术的优势283.1 机组技术先进性293.2 机房设备控制系统32四、技术及售后服务体系35附一：可再生能源示范项目一览表37附二：公司获国家专利产品一览表38财政部、建设部地热空调建筑应用产业化基地
2、-XX集团山东XX环境科技集团是国内热泵行业的骨干企业、国家热泵系统工程技术研究中心筹建组织单位、建设部建设科技常务副理事长单位、山东省热泵工程技术研究中心依托单位，位于潍坊市国家级高新技术开发区惠贤路中段，是国家科技部认定的“国家火炬计划重点高新技术企业”。集团占地面积400余亩，建筑面积6万多平方米，资产2亿多元，年产能力5亿元，员工1000余人，其中教授、博士等工程技术人员300人。公司具有国际一流的热泵生产设备和国际化标准厂房，建有山东省科技厅定点的山东省热泵技术研究中心和国家级热泵工程实验室，是专业生产热泵产品的国家级高新技术企业，是热泵热水系统全国标准图集和公共建筑节能标准及地源热
3、泵、水源热泵科普书籍、地源热泵月刊协办单位。 公司主导产品有：模块化地源热泵冷热水机组、模块化风源热泵冷热水机组、模块化复合源热泵冷热水机组、双工况太阳能冷热水机组、大型螺杆水源热泵机组等。其中，风源热泵空调机组、地源热泵空调机组、地温热泵空调机组均为国家科技部、国家环保总局等五部委认定的“国家重点推广新产品”；模块化地源热泵机组填补国内空白，居国际先进水平；复合源热泵空调机组是国家发明专利产品，属国际首创，填补国际空白，居国际领先水平；高温水源热泵机组技术处国内领先水平。2007年12月，双工况太阳能热泵系统经建设部科技中心组织的科技成果评估，“达到国内领先水平，具有广泛推广应用价值”。20
4、05年12月，地源热泵冷热水机组被建设部评为“中国科技地产优选技术品牌”。2006年1月，地源热泵空调机组被山东省经贸委、山东省科技厅列入“山东省50项重大节能技术装备”。2006年12月，在人民大会堂召开的全国建设科技自主创新表彰大会上，XX公司被评为“中国地热能利用自主创新技术优势企业”八强之首。同时，“XX艾尼维尔”地源热泵空调机组被评为“山东省名牌产品”。2007年7月，XX地源热泵机组、空气源热泵机组被列入建设部“十一.五”建筑科技节能可再生能源应用技术目录，占该目录公布的8项建筑可再生新能源技术中的2项。2008年1月XX被建设部评为“2007年中国建筑节能（地热能）十大影响力企业
5、”第一名。自2006年至2008年，XX公司先后承担了建设部、财政部浅层地热能可再生能源示范工程三十余项，2008年7月，XX太阳能热泵、地热能热泵空调机组获得“省经贸委节能减排新技术产业化奖励基金”，有力的推动了我国地热能技术在全国的推广应用及行业的发展，为我国建筑节能减排工作作出应有的贡献。 在行业内，XX率先通过ISO9001国际质量管理体系认证和ISO14001国际环境管理体系认证，拥有31项具有独立自主知识产权的专利技术，其中2项发明专利，29项实用新型专利，公司主编的地源热泵标准、高温热泵标准、太阳能热泵标准成为我国最早的行业标准和地方标准，并备案山东技术监督局。XX公司是山东省科
6、技厅认定的“省科技型企业”、“制造业信息化示范企业”和“中国专利.山东明星企业”。2008年7月，XX公司主导产品复合源热泵机组、水冷机组、风源热泵分别作为国家级、级、级能效空调产品通过中国能效标识管理中心备案。这是XX公司为配合国家节能减排要求，促进“十一五”节能目标的实现做出的积极努力。以山东XX空调设备有限公司为依托的山东省XX技术研究中心是山东省首家以企业为载体的热泵研究开发基地，对山东省热泵行业的发展起到了积极的带动作用，也为公司高水平快速研发热泵技术提供了良好的平台。由潍坊市政府、科技部、XX集团三方拟投资2亿元建设的国家热泵系统工程技术研究中心正在积极筹建中，该中心的投建必将推动
7、我国热泵行业的技术水平，并将成为国际热泵技术交流的平台。一、空调系统总体设计方案1.1 工程概况1.1.1工程建筑概况本项目名称为XX居住小区，建设用地88.71亩，总建筑面积为11.52万m2。建筑物拟使用空调面积情况序号建筑名称设计住户数（户）空调建筑面积(m2)1多层住宅280353002复式住宅3678003高层住宅232335004沿街商业5单身公寓68006配合公建7车库8合计548834001.1.2系统总冷热负荷计算按照居住建筑节能设计标准，经负荷系数计算法，同时考虑外界环境不可预见因素，本工程总体夏季冷负荷指标60w/，冬季热负荷指标50w/；工程总设计负荷：住宅夏季总冷负荷
8、：60w/83400=5004kw；住宅冬季总热负荷：50w/83400=4170kw；根据住宅整体利用率，按70%配置负荷，则该工程夏季总冷负荷：3502.8kw，冬季总热负荷：2919kw。1.1.3用热水量计算共548户，每户每天用热水量为150L，总每天最大用热水量为80吨。1.2 设计依据1）采暖通风与空气调节设计规范 （GB50019-2003）2）地源热泵系统工程技术规范 （GB50366-2005）2009版3）通风与空调工程施工及验收规范 （GB502432002）4）给排水管道施工及验收规范 （GB50286-97）5）建筑给水排水设计规范 （GB50015-2003）6）
9、电气装置安装工程施工及验收规范（GB50254/9-1996）7）建筑安装分项施工技术操作规范 （DB21-900-1996）8）外墙外保温工程技术规程 （LGL144-2004）1.3 主机选型本工程设计根据实际情况设置两个机房。主机选用山东XX空调设备有限公司的大型螺杆式土壤源热泵机组SM（D）-160LR六台，总制冷量3768kw，总制热量4392kw，满足建筑制冷、采暖的需要。1.4 地埋管系统设计按照地源热泵系统工程技术规范GB50366-2005（2009版）的要求，当建筑面积大于5000m2时应做岩土热响应试验。因为本工程还没有做岩土热响应试验，所以以下设计和计算均依据：（1）现
10、有图纸和甲方提供的资料；（2）附近类似成功案例相关的实验数据。根据工程现状和建筑场地条件，采用竖直双U埋管的形式。换热管采用外径25mm PE100聚乙烯管，设计在小区空地范围内打孔，孔径150mm，设计打孔深度100m，孔间距4.0m，每口井占地面积20，根据总平面图纸，空地面积约算为28000，理论可布置686口井。每6个孔为一组（局部因便于水平管敷设做相应调整）。考虑避让其他专业管线，如给排水管、电缆等，同时考虑管路热量损失、成孔困难、预留进出重型设备及车道位置等情况，暂按成孔率90%计算。由于埋管数量比较多，为便于检修，将换热孔分为多个分区，并设检修井。埋管区域地埋管水平干管埋深在地下
11、1.8m以下（避开其他专业管线）。（1）、设计夏季每米井深放热量为55w，冬季每米井深吸热量为45w；（2）、夏季冷负荷3768kw，冬季热负荷为2919kw；（3）、埋管长度68509.09米。根据类似工程的勘察报告，徐州地区地下土壤平均温度在16.5左右。当冬季制热时地源侧运行工况为38，此工况一般不会结冰，但考虑系统常年吸取地下热量，或特殊寒冷天气年份时，吸热量增加将会导致土壤温度下降，有结冰的可能性，为确保运行的稳定性与可靠性，采用加入20%乙二醇溶液的办法，使凝结温度降至-10，即可保证使用效果又不增加很多投资。说明：乙二醇的物理化学特性成分：乙二醇95%，磷酸氢二钠3%，水1.0水
12、中的可溶性：可溶比重：1.295 (在16)燃点：111自燃温度：398（空气中） 稳定性：在正常的使用温度下，具有极好的热稳定性。危险性：燃烧产物:燃烧后可产生碳、一氧化碳、二氧化碳及水。眼部接触会导致轻微瞬时的（永久的）眼部刺激，但对眼角膜无害。长期或重复多次的接触会导致皮肤轻微刺激，多次大量接触会导致皮肤损害。过度的接触会产生呼吸系统刺激。无致癌性处理措施： 应尽量避免泄露，如有泄露应立即切断循环水，通过控制循环液流动，降低污染扩散，如有泄露，应通过挖沟引入或用泵引入适当的容器中，用具有吸收能力的物质吸收残余物，并用水将污染孔径进行冲洗。本设计采用两级分集水器，二级分集水器置于专设的检查
13、井内，一级分集水器置于地源热泵机房内。分组的地埋管环路首先接入相应的二级分集水器，为了合理分配各个环路的水量，在二级集水器总管上加装平衡阀；各地埋管二级分集水总管再接入机房内一级分集水器。这样就避免了环路过多且各个环路阻力相差过大造成的水力失调现象。地埋管系统图 回填料特性地表以上埋管回填物料及回填方式 地表地沟回填料用细砂，应采用网孔不大于2mm2mm的筛进行过筛，保证砂子不含有尖利的岩石块和其他碎石。为保证回填均匀且回填料与管道紧密接触，回填应在管道两侧同步进行，管道之间的回填压实应与管道槽壁之间的回填压实对称进行，各压实面的高差不宜超过30cm。管腋部采用人工回填，确保塞实、捣实。重点做
14、好管道层上方15cm范围内的回填。管道两侧和管顶以上50cm范围内，应采用轻夯实，严禁压实机具直接作用在管道上。垂直钻孔回填物料及热物性通过分析预测地下换热器的运行温度变化情况和工程的地质情况，设计垂直钻孔采用20%膨润土、5%水泥和75%的细砂（粒径小于0.25mm）混合物灌浆，其导热系数应不小于钻孔岩土体的导热系数。并且，以上灌浆混合物能有效防止孔隙水因冻结膨胀损坏膨润土灌浆材料而导致管道被挤压节流的问题。1.5 初投资概算1.5.1机房设备及安装投资概算 单位：万元序号设 备 名 称规 格 及 型 号单位数量单 价（万元）合 价（万元）备 注1土壤源热泵机组SM（D）-160LR台634
15、208山东XX2空调循环水泵台61.810.8上海XX二用一备3地埋侧循环水泵台61.710.2上海XX二用一备4空调补水泵台40.41.6上海XX一用一备5地埋侧补水泵台40.401.60上海XX两用一备6定压罐NZGP-2.0台21.53山东XX7空调侧电子水处理仪HL-16台21.02.0山东XX8地埋侧电子水处理仪HL-16台21.02.0山东XX9补水箱V=8m3台20.801.6山东XX10地埋侧集分水器D650个41.606.40山东XX11空调侧集分水器D650个41.606.40山东XX12配电控制柜DKG-2400kw套26.3012.60山东XX13设备小计266.414
16、机房安装费套254.0108.0合计： 叁佰柒拾肆万肆仟元整 ￥: 374.4元注：此报价为空调系统机房设备及机房安装报价。1.5.2末端设备及安装投资概算序号设 备 名 称规 格 及 型 号单位数量单 价（万元）合 价（万元）备 注1风机盘管FP-34台4350.04519.575山东XX2风机盘管FP-51台15780.05586.79山东XX3风机盘管FP-68台19420.065126.23山东XX4风机盘管FP-85台960.0726.912山东XX5风机盘管FP-102台860.097.74山东XX6风机盘管FP-136台4060.1144.66山东XX7风机控制器个45430.0
17、0522.7158设备小计314.629末端安装费项1454.0454.0合计：柒佰陆拾捌万陆仟贰佰圆整 ￥:768.62万元注：1、 以上设备按甲方提供图纸计算统计。2、 如需分户计量，需要加计量表和计量附件。1.5.3工程总造价 单位：万元序号项目名称分项名称分项价格投资报价备注1机房设备及安装设备费用266.4374.4安装费用108.02末端设备及安装设备费用314.62768.62风机盘管4543台安装费用454.03室外管网系统材料及安装112.04地埋管系统打井费用（含回填）198.0420.6打井总深度65810m，管材、管件187.0其它35.605热水机房系统设备3240.
18、0机房内热水至水箱安装8合计：壹仟柒佰壹拾五万陆仟贰佰元整 ￥：1715.62万元注：1、此打井费用按照软土层100m计算，最终价格应根据地质勘测报告及最终图纸据实结算。 2.、系统分两个机房东西各一。3、如不用热水，则总价为：1675.62万元。1.5.4机房运行管理说明：一个中央空调系统使用以后的运行管理，决定着中央空调系统的实际运行费用的多少。要减少这方面的开支，除了全面抓好各项管理工作外，重点是在保证中央空调系统安全正常工作的前提下，尽量减少系统的冷热损失，提高各设备的工作效率，降低电、水、油以及制冷剂的消耗，使系统能够经济地运行，使运行费用降到最低。为此，要根据系统与设备的类型、特点
19、，结合具体工程的空调要求与控制标准、建筑形式与外围护结构的特征、当地室外气象条件等，制订出切实可行的经济节能运行管理措施。经济节能运行措施应包括需要注意在哪些方面不同于常规的做法，具体采用哪些措施等，以下制订的经济节能运行措施条文，供用户参考：1.注意室内负荷和室外天气的变化情况，及时调节供冷（供热）量。2.加强空调系统的堵漏和保温工作，杜绝跑、冒、滴、漏，维护好管道的保温层，减少热损失。3.尽可能使设备在较高效率范围内工作。4.合理搭配运行的多台同类设备，使其总容量与所需提供的冷（热）量、水量、风量、压力相匹配。5.当中央空调系统为间歇运行方式时，要结合天气、室内负荷、建筑的外围护结构等情况
20、选定合适的开停机时间。6.确保自控系统的良好工作状态，发挥其快速、及时的调控作用。7.做好水处理工作，严防腐蚀发生、水垢生成以及微生物的生长和繁殖。二、地源热泵系统介绍2.1 地源热泵的概念当今社会，环境污染和能源危机已成为威胁人类生存的头等大事，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的空调系统应运而生，而开发浅层地热能的热泵空调系统正是满足这些要求的新兴中央空调系统。浅层地热能是赋存在地球表层岩土体或地表水中的低温地热资源，是一种新型的优质清洁能源，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全性强和可用性强等特点。它是地球浅表层数百
21、米内（0.6m/s水平地埋管De25,0.4m/s2换热器材料PE1009PE管连接热熔3换热器形式De32单U形管电熔De25双U形管10地下换热影响因素土壤热物性4垂直埋管间距46m土壤温度特性5埋管井深50180m地下水渗流6回填材料种类原浆回填钻孔内热阻混合料钻孔回填材料7循环液水乙二醇水溶液盐溶液 不同地区地源热泵设计注意事项地源热泵的使用具有很强的地域性，南方、北方、中原地区各不相同，南方地下温度较高，北方地下温度较低，而南方以制冷为主，向地下排放热量大于吸热量。北方以采暖为主，从地下吸收的热量大于排热量，形成地下热量不平衡的矛盾。要解决地下热平衡问题需做到如下几点：首先是对拟建项
22、目进行全年动态负荷计算，这是设计地下埋管换热器大小的依据，对于北方地区，可以按照夏季冷负荷设计土壤换热器的尺寸，对于南方地区，可以按照冬季向土壤的吸热量来计算换热器的尺寸大小。系统设计前掌握和了解地下埋管换热器周围土壤温度场的分布，借助于数学和工程软件，对埋管周围的土壤温度场分布进行数值模拟，有利于合理设计地下换热器的埋深、数量及间距，对提高热泵系统的性能系数和经济性，降低系统初投资具有重要意义。对存在冬夏两季从土壤中吸排热不平衡的地区，应对地源热泵系统辅以其它冷热形式来平衡埋管换热器需要多向土壤吸取的热量。而南方地区，平衡夏季向土壤排热量可以采用辅助冷却塔散热、利用建筑周围的景观喷泉或者地表
23、水来消除峰值负荷。另外就是选取带热回收功能的机组，通过利用制冷机的冷凝废热来制取生活热水而减少了系统对土壤的热排放，也能起到缓解土壤热平衡的目的。及时对各个地区已建土壤源热泵工程的设计和系统运行情况进行数据和经验总结，分析土壤源热泵技术在各个地区应用的气候、土壤地质条件，从而为后期的工程应用提供技术参考。地热换热器方案设计概算指标项目与数值每米孔深换热量/(W/m)建筑面积与地埋管面积之比土层岩土结合岩石层土层岩土结合岩石层竖直埋管单U形管3040405050603：14：15：1双U形管3648486060724：15：16：1XX地源热泵工程技术流程在工程确定采用地源热泵或甲方有意图采用地
24、源热泵工程时，我方将派专业技术人员进行现场勘查，确定是否有足够范围供埋管使用。现场勘查热物性实验不同工程所在地的地质状况不同，为保证系统长期稳定运行，须打测试孔测定单孔换热量。根据工程面积的大小，我方确定试验孔的个数。软件计算模拟拟方案初步确定将测试孔的数据输入“地热之星”模拟计算软件。模拟计算出单井换热量及土壤在15年后的热物性平衡状态。通过以上三步方案确定，最终确定工程的地源热泵系统方案。方案论证方案修改在工程实施阶段我公司将派出专业安装队伍，严格按照标准、规范执行，确保工程质量。工程实施工程验收 在系统投入运行时，我公司将进行不定期回访，为用户解决后顾之忧。服务跟踪热物性测试仪：本热物性
25、测试仪具有多种智能化功能。使用方便，测试结果可靠，为地源热泵系统的设计和方案优化提供了实验数据，已在国内不同地质和气象条件下的许多工程现场应用，效果良好。“地热之星”模拟计算软件使地热换热器的设计和施工从凭经验估算走向理论指导下的分析计算，大大缩短计算时间，便于优化设计。三、XX地源热泵技术的优势追溯我们的历史：从九十年代初我们公司就联合国内各大院校积极开展热泵技术研究，96年XX第一台风冷热泵诞生。97年第一代地源热泵诞生，98年第二代地源热泵进入实测阶段。自99年开始，XX地源热泵产品进入应用阶段。2001年11月12日，XX地源热泵系统通过了山东省科技厅组织的专家鉴定，成为国内同类技术中
26、最早通过国家级鉴定的地源热泵系统之一。以XX地源热泵为核心的水源中央空调系统自推向市场以来，以其卓越的工作能效、先进的控制手段以及精良的工艺博得社会广大用户的认同，已成为该领域的知名品牌。2001年国家科技部、国家环保总局等五部委认定的“国家重点推广新产品”；填补国内空白，居国际先进水平2002年“XX尔”被评为著名商标；2006年12月地源热泵空调机组被评为“山东省名牌产品”；之前获得“中国驰名品牌”称号2005年12月，地源热泵冷热水机组被建设部评为“中国科技地产优选技术品牌”2006年12月，在人民大会堂召开的全国建设科技自主创新表彰大会上，XX公司被评为“中国地热能利用自主创新技术优势
27、企业”八强之首2006年1月，地源热泵空调机组被山东省经贸委、山东省科技厅列入“山东省50项重大节能技术装备”2008年1月XX被建设部评为“2007年中国建筑节能（地热能）十大影响力企业”第一名。承担，探索，超越，高新技术的层出不穷奠定了超常规发展的基础，企业以每年业绩翻两番的速度稳定发展，公司在完善自身产品的同时，引导传统空调产业向节能、环保、数字化方向拓展,它必将成为世界一流高科技企业的强者。3.1 XX机组技术先进性XX公司能为用户提供完美的中央空调解决方案，这是因为XX地源热泵机组引进欧美最先进的空调部件，加上自己独立知识产权的国家专利技术，有自己独特的优势。 1、机组模块化设计机组
28、采用模块化设计，机组单个模块体积小、重量轻，可根据使用面积及冷热负荷单台运转，亦可多台组合，每个模块又可分为两个或多个完全独立的制冷（热）系统，这样一方面能使空调系统更紧凑，更节省空间，且易安装、调节和维护，另一方面，可使系统更节能，尤其在气候变化大时，随着不同的变化负荷，电脑自动控制功能可根据负荷自动确定压缩机工作台数，有效的减小对电网的冲击，最大限度的节省电能，延长了机组使用寿命，同时对单台机组检修及维护时，其余机组正常工作，不影响建筑整体空调的使用效果。2、精选压缩机及部件XX地源热泵机组压缩机采用国际知名品牌，性能优越，制冷（热）系数高，可靠性高，使用寿命长达30年以上。关键制冷配件如
29、膨胀阀等选用美国ALCO公司或丹麦丹佛斯制冷配件，控制部分硬件采用西门子电器元件，控制芯片采用荷兰飞利浦电脑芯片，具有多种自动控制和保护功能，性能可靠、节能高效，使用寿命长。（1）压缩机螺杆压缩机选用德国比泽尔压缩机，具有特殊高效的制冷能力和COP值以及更长的运行寿命。采用经多年验证的高质量材料和零件，结构可靠耐用；并且安全保护功能完备。（2）高效换热器冷凝器、蒸发器：机组均采用高效率卧式壳管换热器，系统流程结构简洁，换热稳定，部件故障点少，维修保养简单。蒸发器换热管采用内螺纹管，冷凝器换热管采用外螺纹管，换热效果大大增强。（3）制冷管路配件制冷配件选用世界著名制冷配件制造商ALCO的产品，性
30、能稳定，可靠性高。（4）电磁阀ALCO阀体结构紧凑，体积小；直接导通，动作快捷，无须外力引导；工作压力范围广，制冷剂经过该阀时的压力损失小；性能可靠，使用寿命长。（5）干燥过滤器ALCO干燥过滤器选用高效过滤芯，对系统内的水分和酸性物质具有极强的吸收能力，保证整个系统安全、可靠的运行。螺杆地源热泵中央空调主机配件表部 件 名 称产 地部件名称产 地半封闭压缩机德国比泽尔壳管蒸发器江堰恒达膨胀阀ALCO壳管冷凝器江堰恒达干燥过滤器ALCO电脑芯片飞利浦电磁阀ALCO电器元件韩国LG触摸屏广州邦普3、应用范围广XX地源热泵由于其换热器的独特结构特点，它对水质要求较低。既可冬季供暖，亦可夏季制冷，同
31、时还可以提供生活热水，一机多用，大大提高系统效率，节省了大量的运行费用，从而在减少了投资额的同时，还提高了建筑物的功能和档次。可广泛应用于户用、商用等舒适性中央空调系统和高精度、高洁净度工艺性中央空调系统。4、高效、环保、节能高效就是制热、制冷能力强，节能就是为用户省钱。模块化机组将整台热泵机组分解成单元组合结构，这种设计以其单元步进的方式解决了其他机组很难解决的难题，即在建筑物负荷从最小到最大的变化过程中，机组电脑控制系统自动调节其输出与负荷始终保持最佳匹配，从而大大节省了运行费用。空调系统设计良好的地源热泵机组可节约用户30-50%的供热制冷空调运行费用，与电供暖相比，相当于减少70%以上的电力消耗。根据国内外的运行资料，常规模块机组比常规热泵机组年运行费用可节约30-50%。 3.2 机房设备控制系统1）、友好的操作界面在控制室监控计算机上，操作人员可以对系统设备进行实时监控，向用户提供各个点的历史记录。 2）、系统运行参数实时监控系统控制各设备的启停、开闭，记录各设备的运行状态、故障及各管路温度、压力、电流等参数。制冷主机、系统循环水泵、潜水泵、运行状态及故障报警系统水的供、回水温度、压力和供水流量检测检测室外温度、湿度，并通过软件计算室外湿球温度通过电度表检测末端的能量消耗补水泵启停、运行状态、故障检测井水侧进出口温度、压力、流量的检
