地源热泵空调及生活热水方案范文

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1、地源热泵空调及生活热水方案范文地源空调地源热泵空调热水方案书空调系统（中国）有限公司青岛办 事处2022年目录一、工程概况3二、地源热泵特点简介3三、负荷计算 及设备选型7四、室外换热系统方案10五、末端设备15六、国家关于地 源热泵空调技术的相关政策17七、国外政府关于地源热泵空调技术的相 关政策19八、地源热泵空调系统性能分析20九、几种空调方案性能及价 格比较21十、室外环路设计说明27 一、施工方案28十二、售后服务 36十三、工程案例38十四、特灵简介40 一、工程概况项目分为别墅群 项目，每栋建筑面积350-500 tf，本方案是针对甲方的实际情况，对别墅 进行中央生活热水系统、中

2、央空调系统设计说明。拟采用地源热泵系统， 地下换热器采用土壤源垂直埋管换热器。二、地源热泵特点简介2.1、地源热泵系统运行原理利用地球所储 藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统。它利用 地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性。冬季：当机组在制热模式时，就从土壤/水中吸收热量，通过压缩机 和热交换器把大地的热量集中，并以较高的温度释放到室内。夏季：当机组在制冷模式时，就从土壤/水中提取冷量，通过压缩机 和热交换器把大地的热量集中，并入室内，同时将室内的热量排放到土壤 /水中，达到空调的目的。热热冷冷热热热冷夏季热交换示意图暖冷暖暖暖暖暖冬季冷冷2.2、 系统特点：1、可再生性

3、：地源热泵系统是一种利用地球所储藏的太阳能 资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地源热泵利用的是 清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热 器，收集了 47%的太阳辐射能量，比人类每年利用的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）；它又是一个巨大的动态能 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相对的平衡， 地源热泵系统技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能 成为现实。2、高效节能:水源热泵机组利用土壤或水体温度冬季为12-22C，温 度比环境空气温度高，热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高；土壤或水体温度夏季为

4、18-32C，温度比环境空气温度低，制冷系统冷凝温度 降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率大大提高，可以节 约30-40%的供热制冷空调的运行费用，1KW的电能可以得到4KW以上的 热量或5KW以上冷量。2. 4、热泵机组用于高端别墅的优点2. 4.1、一机多用：地源热泵 系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水及冬季地板采暖的热源，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，特别是对 于同时有供热和供冷要求的建筑物。地源热泵有着明显的优点。小型的地 源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。2. 4. 2、舒适性：a、出风与房间温差小，出风柔和b、水的热容 性好，房间温

5、度恒定c、温度场均匀d、室内空气湿度好e、新风处理容 易2. 4. 3、节能性：地源热泵系统比风冷热泵冷水机组节能40%以上， 比冷媒一拖多系统节能25%以上，建筑用电大户就是空调用电，若采用地 源热泵系统，相应地可以减小建筑用电容量，变相地减少增容费。2. 4. 4、环保性：EPA （美国环境保护机构）确认每安装一台90千 瓦的地热空调； 减少的温室废气量相当于公路上行驶的12辆汽车的废 气排放量； 环境（我们呼吸的空气）更加清新，相当种植了 6,000平米 的树木2.4. 5、环保性与环境和谐统一性： 每一栋别墅都是建筑设计 师的精心创意怎容许这样的大煞风景？ ？地源热泵中央空调主机可随意

6、 放置在车库、杂物间、储藏室，没有室外机，令建筑与环境更加和谐，地 源热泵系统没有风冷系统室外机带来的固有的不和谐的环境噪音。2. 4.6、免费提供生活热水： 您不再需要购买昂贵的中央热水器 了，地源热泵系统可以为您提供最高50摄氏度的生活热水。并且夏季机 器通过回收室内废热提供几乎免费的热水，冬季利用地能制造热水的费用 也仅为电加热热水器的1/4。项目取值面积负荷量冷负荷90W/W 300 tf 27KW热负荷70W/W 300 tf 21KW注：别墅负荷量相同3.3生活热水热负荷计算热水设计小时耗热量 计算公式Qh二Eqh（t2-t1） np.b.c.p/3600式中：Qh设计小时耗热量（

7、W）b卫生器具同时使用率np卫生器具数量qh卫生器热水用水定额L/hC水的比热，C=4187 （J/kg.C）t2热水温度（C），按卫生器的小时热水水温；tl冷水温度（C），烟台地区可选为10C；p热水密度（kg/L）。根据计算，每天的生活初步确定为600L，可以供应810人每天洗 浴及日常生活热水。3.4设备选型根据制冷时，空调机组的装机容量为27KW。结合本公司 得机组产品选用一台HWWD25全热回收地源热泵空调主机。型号制冷量/功率KW制热量/功率KW数量HWWD25 （全热回收） 带 制取生活热水26/5.328.9/7.713.4.1、容积式小时耗热量设计（蓄水 罐）考虑到别墅间隙性

8、热水供应特点以及最经济热水加热设备投资，本方按设计一个储热水罐来减小设计小时耗热量，即当采用储热容积与其相 当的热水机组提供热水，其小时耗热量应按下式计算：式中：QG储热水罐的设计小时供热量（W） QH设计小时耗热量（W） n 有效贮热容积系数；容积式水加热器n=0.75，导流型容积式水加热器n=0.85；（这里取0.85） VR总贮热容积（L），T设计小时耗热量持续时间（h） ,T=24h;现取3TR热水温度（C）,按设计水 加热器出水温度50C计算；Tl冷水温度（C）,青岛可选为5C；P热水密度（kg/L）。3.4.2、热水加热器及水箱选择为了能够制取较高温度的热水及使用 方便，采用一台全

9、热回收机组HWWD25就能满足。配置一台300L承压型储 水箱，并可实现24小时整幢别墅提供生活热水了。3.5、系统工作原理图四、室外换热系统方案4.1、土壤温度的状况 分析及变化规律4.1.1、原始土壤的温度状况分析。土壤环境温度状况 是指土体温度随时间与空间的变化，它是土壤热量平衡和土壤热状况的反 映。原状土的温度可由计算得到也可以测出。地下约5m以下土壤温度基 本不受地面温度波动的影响，而保持一个定值。已有的研究表明，地下约 10m深度的土壤温度比之全年的平均温度在多数情况下要高出12C，并 且无季节性波动。其偏离平均温度的值在地下0.3m处仅1.5C。4. 2. 2、土壤温度的变化规律

10、。受地面温度波动的影响，土壤温度 有两种周期变化：（1） 土壤温度的变化； （2） 土温的年变化。土温的 年变化是指一年中各个月份中温度的变化。在达到相当深度后，土温便终 年不变。这种温度终年不变的土层，在高纬度地区出现在20m，中纬度地 区在 1520m。4. 2. 2、土壤源垂直埋管地源热泵优点：运行及维护费用低占 地面积较小冬季无需辅助热源不产生任何污染节能效果明显4. 3、原 理：土壤源垂直埋管地下换热器采用两管制垂直埋管式换热系统，即在 地下室下面、周边绿化地带、道路等可利用场所打地耦管孔，每个孔内埋 设一对U型地耦管，所有的地耦管通过集水器汇集，汇集的冷/热水由循 环泵送到室内的地

11、源热泵机组，经能量交换后，回到地源侧分水器分流回地下管路；冬季从地下土壤取热实现室内供暖，如此反复循环，利用的是天然可再生能源，系统稳定，不消耗地下水，不会对地下水产生污染4. 4、室外换热计算4.4.1垂直地埋管长设计4.4.1.1公式计算法垂直地 埋管换热器计算的基础是单个钻孔的传热分析。在多个钻孔的情况下，可 在单孔的基础上运用叠加原理加以扩展。步骤如下：1、流体至管道内 壁的对流换热热阻2、U形埋管的管壁热阻3、钻孔封井材料的热阻4、地 层热阻，即从孔壁到无穷远处的热阻由N个平行钻孔（U型管）组成集群 的地热换热器的地层热阻短期连续脉冲负荷引起的附加热阻对于时间很长 的情况，考虑深度方

12、向的传热为稳定状态下的地层热阻垂直地埋管换热器 长度的工程设计计算公式为制冷工况供热工况运行份额是考虑热泵间歇运 行的影响，供热运行份额Fh = 个供热季中热泵的运行小时数/ （一个供 热季天数某24）制冷运行份额Fc = 个制冷季中热泵的运行小时数/（一个制冷季天数某24） 或当运行时间t取作一个月时供热运行份额 Fh =最冷月份运行小时数/ （最冷月份天数某24） 制冷运行份额Fc =最 热月份运行小时数/ （最热月份天数某24） 式中： 下标c,h分别表示 制冷工况和供热工况。L：地热换热器所需的钻井总长度（m）； Qc,Qh:分别是热泵的 额定冷热负荷（kW）； EER、COP：热泵的

13、性能系数，由热泵生产厂家 提供； h：流体至管道内壁的对流换热系数（W/m2C）；rb :钻孔的半径，（m）； k和a：地层的平均导热系数（W/m.k）和热扩散 率m2/； t：运行时间，； 某I：第i个钻孔与所考虑的钻孔 之间的距离，（m）；tP（）： 短期脉冲负荷连续运行的时间，例如8小时； di： U形埋管的内径，（m）；do： U形埋管的外径，（m）； db：钻孔的直径，（m）；de： U形埋管的当量直径； kp： U型管导热系数，（W/m.k）； kb：灌浆材料导热系数， （W/m.k）； H：钻孔深度，（m）；I：指数积分：t8：地热换热器中循环液的设计平均温度通常可选为tma某二

14、37C, tmin= 2 5C。根据我们已掌握的实际工程中经验，可以利用管材“换热能力”来校 核管长。换热能力即单位垂直埋管深度或单位管长的换热量，一般垂直埋 管换热为7080W/m（井深），或3555W/m（管长），水平埋管为20 40W/m （管长）左右。根据计算每口井的提供冷量为70W/m，采用双U型管结构，提供冷量 为单U型的1.2倍，即每米的提供冷量为84W。井深按照100米计算，则每口井提供的冷量为7KW。需要竖井数目为 4 口。4.5.3、土壤耦合器材料选择考虑到土壤换热器是地源热泵系统深埋 于地下的关键换热设备,其性能对系统性能和寿命影响明显，本方案设计 采用化学稳定性好、耐腐

15、蚀、导热系数大、流动阻力小、热膨胀性好的高 密度聚乙烯（HDPE100）管作为埋管材料。在实际工程中确定管径必须满足两个要求：（1）管道要大到足够保 持最小输送功率（管道阻力最小）；（2）管道要小到足够使管道内保 持紊流（流体的雷诺数Re达到3, 000以上）以保证流体与管道内壁之间 的传热。显然，上述两个要求相互矛盾，需要综合考虑。垂直U型管常用 管径有De25mm、De32mm、De40mm，本工程垂直埋管选用管De32某2.9mm。 内流速：单U控制在0.6-1.0m/；五、末端设备5.1、采用低噪声风机盘管，噪音W40dB(A)；卧房W35dB(A) 5.2、制热时可以采用舒适型的地板

16、辐射，地源热泵系统可以与地板辐射采暖结合，冬季采暖更 舒适，地板采暖提供脚暖头凉的最佳感觉；并且比采用传统方式的地板 辐射采暖(热水锅炉型)节能70%。5.3、水泵采用格兰富水泵，无论是技术方面，还是运行功率方面都 优于同类型号水泵。5.4、为了达到更佳的舒适性，使得家居环境更为健康，也可以设空 气处理机(新风机组)。5.5、室内机组的主要技术参数根据最总装饰图纸六、国家关于地源 热泵空调技术的相关政策国家大力提倡和鼓励可再生、可持续发展能源一 一地热的发展利用，相继出台了一系列法规和政策。一、中华人民共和国节约能源法第四条规定：“国家鼓励开发利 用新能源和可再生能源”，而地源热泵所使用的地热能正是属于可再生能 源。二、