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1、博地酒店综合体地源热泵空调解决方案方案编制：南京丰盛新能源科技股份有限公司 湖北风神净化空调设备工程有限公司编制日期： 2010-03 目 录第一部分：基本情况与设计原则31.1、工程概况31.2、方案设计原则3第二部分：项目可采用技术介绍42.1、地源热泵技术介绍42.1.1、地源热泵形式42.1.2、地源热泵特点52.1.3、地源热泵热回收中央生活热水系统72.1.4、土壤源地源热泵制冷、制热原理图72.2、溴化锂吸收式技术介绍92.2.1、系统组成及工作原理92.2.2、系统优缺点92.3、结论10第三部分：建筑物冷热源构成分析113.1、建筑冷、热负荷计算113.2、土壤源换热器计算1
2、43.3、土壤热平衡解决措施143.4、冷热源机房主要设备的配置15第四部分：经济分析174.1、项目初投资估算174.1.1、地源热泵空调系统投资估算174.1.2、溴化锂空调系统投资估算174.2、机组每年投资额估算174.3、系统全年运行费用初步测算184.3.1、地源热泵空调系统运行费用184.3.2、溴化锂空调系统运行费用194.4、投资与节能对比21第五部分：综合论述225.1、两种空调形式综合比较225.2、综合论述23第六部分：企业基本情况介绍246.1、公司简介24第一部分：基本情况与设计原则1.1、 工程概况本工程为XX项目子项2XX酒店综合体部分，地下两层，地上十九层。地
3、下二层为汽车库、设备用房等；地下一层为酒吧、库房、厨房、粗加工间、职工餐厅、垃圾间更衣间、淋浴、洗衣房、制衣间中央控制室等用房；地上一层至八层为酒店大堂、大厅、宴会厅及厨房配餐、早餐厅、咖啡厅、酒楼及包房、洗浴及游泳池、会议室等用房；地上九层至十九层为标准客房。建筑总面积约为60000m2,其中地下约为20000m2,地上约为40000m2,建筑物总的高度为75m。1.2、 方案设计原则绿色建筑作为环保、节能、舒适的代名词已经成为最新中央空调的必须要求。本建筑的功能主要为酒店、酒楼、酒吧、洗浴、客房，为此我们首先应当将提供一个运行稳定、温度适宜、空气清新的环境作为整个方案设计的出发点，与此同时
4、综合考虑空调系统的经济性，为用户提供高性价比的空调系统。作为前期论证性方案，首先应当确定空调系统选用的冷热源方式，以实现环保、节能、节费运行，因此本文内容也主要是针对冷热源形式进行论述。作为酒楼及客房，部分生活热水的供应是必须的。传统的燃油和燃气锅炉等传统设备，由于其耗能高，污染环境等因素，已经被逐步限制使用。电锅炉的巨大耗电量更是与目前国家推广的节能政策背道而行。因此，如何以最实惠、经济的方式来提供生活热水也是本次设计的一个要点。为满足以上要点，并综合考虑项目占地情况、空调系统的初投资及运行费用、空调的舒适性等多方面因素，我公司设计建议如下：A、 优先使用环保节能的冷热源供给方式；B、 空调
5、系统的使用寿命及稳定性应当得到保证；C、 尽可能进行热量的回收利用。第二部分：项目可采用技术介绍空调系统的冷热源有多种形式的组合。传统的冷却塔+锅炉的组合由于其自身的一些缺点已经逐渐被新技术所取代。地源热泵技术、蓄冷蓄热技术、吸收式制冷技术等节能技术在我国得到了大力推广。针对本项目，由于周边有可利用的天燃气，因此可采用直燃型溴化锂吸收式机组。但响应国家能源政策，体现绿色环保的特点，我公司推荐使用土壤源地源热泵作为系统冷热源，一机三用（空调冷水、空调热水、生活热水）。下文中主要将针对使用直燃溴化锂吸收式机组和地源热泵机组从运行、使用寿命、运行稳定性、经济性、维护性等方面进行分析比较。2.1、 地
6、源热泵技术介绍地源热泵技术起源于20世纪初，经过技术的整合和探讨，该技术在美国等西方国家已经有30多年的实际运用，效果良好。土壤源热泵技术在我国已经大范围投入使用，技术已经十分成熟，并且已经在国内众多重要项目中投入使用，是值得信赖的一种技术。2.1.1、 地源热泵形式地源热泵是从岩土体、地下水、地表水为低温热源，由地（水）源热泵机组，地热能采集系统，建筑物内系统组成的供热空调系统，根据地热能采集形式不同，分成以下三类系统：（1）土壤源地源热泵系统（本项目的应用方式）利用地下埋设的封闭循环管路通过介质（水或水加防冻液） 在管路中循环，与土壤或岩体进行热交换（分垂直和水平两种埋管形式）。在地下成孔
7、，孔内埋设管道，通过介质（水或水加防冻剂）在管道中循环，在地下与土体或岩体进行热交换。所以也有人称其为土源热泵系统，或地埋管耦合交换热泵系统，见系统示意图。（2）地下水地源热泵系统依靠水井抽取地下水参与循环（分开式或闭式），系统示意图如下：（3）地表水地源热泵系统 依靠可利用的江、河、湖泊等地表水，也可以利用城市污水参与循环。2.1.2、 地源热泵特点地源热泵是利用了地球土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的空调系统。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳辐射能量，比人类第年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的
8、动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。主要特点如下：（1）. 绿色环保没有燃烧过程，避免了排放任何烟尘及有害物质，社会效益显著。自由运用地热资源，既解决了热污染问题，又进一步提高能效比。无常规风冷热泵空调的室外机，不会产生令人不适的热岛效应。（2）. 高效节能低能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调能源，这种温度特性使得地源热泵空调比传统空调系统运行效率要高40，因此要节能和节省运行费
9、用40左右。另外，地能温度教恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠，稳定，也保证了系统的高效性和经济性。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30-40%的供热、制冷空调的运行费用。我公司实际工程的运行情况也验证了这一数据。（3）. 节水省地、灵活安全以土壤为源体，向其吸收或放出能量，不消耗水资源，也不会对其造成污染。省去了锅炉房，附属油罐等面积，节约机房空间。真正做到“一机多用”。利用地下水热泵冬季向建筑物供暖，夏季向建筑物供冷，提高了设备的利用率（在有生活热水需求的建筑中，选用相应机型的设备可为建筑提供生活热水）。机组可灵活地安置在任何地方，节约空间，系统末端亦可
10、作多种选择。无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。自动化程度高，无需专业人员操控。（4）. 运行稳定可靠地下土壤的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源的空调冷源，机组的运行工况稳定，由于散热、取热均依靠深层土壤不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑了，克服了风冷热泵、VRV空调因外界气温的变化引起的多耗电，效果差等弊端（极端恶劣工况运行时基本无效果）。机组主要零部件全部采用进口设备，维护简单，主机运行寿命可达25年以上。不会产生冷量衰减，普通机组夏季极端高温时散热不利，制冷效果下降。 地下埋管采用PE专用管，耐酸、碱、耐膨胀、不老
11、化，采用热熔连接不需维护，寿命长达50年以上。（5）. 环境效益显著地源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的地源热泵机组折电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上。（6）. 一机多用，应用范围广地源热泵系统可供暖、空调、还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，可应用于宾馆、商场、办公楼等建筑，更适合于别墅，住宅的采暖、空调及有生活热水需要的建筑。由于散热、取热均依靠深层土壤不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的
12、冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑了。机组主要零部件全部采用进口设备，使用寿命长，主机运行寿命可达25年以上。机组紧凑、节省空间、维护简单，自动控制程度高，可无人值守。2.1.3、 地源热泵热回收中央生活热水系统通常热泵机组在供冷时，工质的冷凝大多单纯采用冷却水冷却，这部分巨大的热能就浪费了，并且冷却水系统消耗大量的电能。我们在设计中巧妙的将这部分热能加以利用（如做生活热水），其做法就是在高温高压的气态工质进入冷凝器初端时，再加一套热回收用的热交换装置，即将生活热水与高温高压的气态工质进行间接热交换，生活热水吸收高温高压气态工质的热量而成为相对高温的生活热水。全热回收功能由具有多种工作模式
13、的电脑程序控制，在制冷季用户可免费得到生活热水，冬季可在供暖的同时提供生活热水，过度季节可以单独提供生活热水。采用地源热泵空调热泵机组提供卫生生活热水，节省了热水锅炉的设备的一次性投资，能源利用能效比高，节能意义明显。2.1.4、 土壤源地源热泵制冷、制热原理图制冷工况在制冷状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所需携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时，再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至土壤里。制热工况在制热状态下，地源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过水路
14、切换将水流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷媒/水热交换器的冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环同时，再通过冷媒/空气热交换器内的冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在地下的热量不断转移至室内的过程中。2.2、 溴化锂吸收式技术介绍2.2.1、 系统组成及工作原理该系统由两组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成，并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起，以水为制冷剂，利用水在高真空状态下低沸点的特性，在蒸发室内沸腾而吸收大量热量，从而制取所需0以上的低温冷冻水。而溴化锂作为吸收剂，把蒸发室内沸腾后的水
15、蒸气带走，经蒸汽加热解吸，再反复利用，如此不断循环。 冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发，成为冷剂蒸汽，进入吸收器内，被浓溶液吸收，浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液，由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高，最后进入再生器，在再生器中稀溶液被加热，成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器，温度被降低，进入吸收器，滴淋在冷却水管上，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，成为稀溶液。另一方面，在再生器内，外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸汽，进入冷凝器被冷却，经减压节流，变成低温冷剂水，进入蒸发器，滴淋在冷水管上，冷却进入蒸发器的冷水。使热水温度可降到66。以上循环如此反复进行，最终达到制取低温冷水的目的。2.2.2、 系统优缺点（1）、 优点：1）、溴化锂吸收式机组的制冷剂是水，对
