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1、地源热泵可再生能源建筑应用示范推广项目申请报告项目名称：太阳能一地源热泵复合利用项目申请单位： （盖章）二O一年十二月目录一、工程概况3（一）地理位置3（二）建筑类型、建筑面积及使用功能3（三）工程总平面图3二、示范目标及主要内容5（一）示范目标5（二）主要内容5三、技术方案6（一） 围护结构体系6（二）冷热负荷计算7（三）示范技术设计方案81、方案论述82、计算分析143、系统原理图184、主要设备及性能参数19（四）系统能效计算分析201、太阳能光热系统效率202、热泵系统能效比22（五）节能量计算24（六）技术经济分析错误！未定义书签。1、可再生能源部分投资概算错误！未定义书签。2、项目
2、增量成本计算错误！未定义书签。3、项目费效比、回收年限计算错误！未定义书签。（七）检测预留方案27（八）运行维护方案28（九） 进度计划与安排 32（十）效益及风险分析321、环境影响分析322、示范项目推广前景分析323、风险分析34（十一）技术支持错误！未定义书签。（十二）证明材料错误！未定义书签。一、工程概况（一）地理位臵工程所在地的地质情况如下：3.5米以上为土层，3.54.5米 为风化带，厚度1米；4.55.5米为粘泥层，厚度3米；7.524 米为风化岩，厚度16.5 米； 2433米为破碎岩，厚度9米； 33 76米为砂岩，厚度43 米； 7681 米为花岗岩，厚度5 米； 818
3、4 米为破碎岩，厚度3米； 84102 米为砂岩，厚度 18米。（二）建筑类型、建筑面积及使用功能工程总用地面积9.02万总建筑面积为55065.04 可再 生能源应用面积为52831.29为公共建筑和居住建筑，示范面积为 79246.94 。根据实际学校情况，按照规划构思，学校主要分为教学和生活两 个功能区。其中教学区包括，教学楼10465.26 实验楼艺体楼总 共11717.02 行政图书信息中心9995.64 ,；生活区主要是学生 公寓12251.37 教职工公寓4150 伙房餐厅4252 风雨操 场2233.75 。教学区和生活区通过东西次轴分成两部分，两部分相 对独立。（三）工程总平
4、面图二、示范目标及主要内容示范项目的事实主要遵循以下国家和地方的建筑节能和可再生 能源应用设计标准, 并满足或高于公共建筑 50%节能设计标准。1) 公共建筑节能设计标准2) 采暖通风与空气调节设计规范(GB50019-2003 )3) 民用建筑太阳能热水系统应用技术规范( GB50364-2005)4) 地热热泵系统工程技术规范( GB50366-2005) 2009 版5) 埋地聚乙烯给水管道工程技术规程(CJJ101-2004 )6) 城市热力网设计规范( CJJ34-2002)7) 外墙外保温工程技术规程( LGL144-2004)8) 建筑给水排水设计规范( GB50015-2003
5、)(一) 示范目标本示范项目通过采用外墙保温等高效的围护结构节能技术，公 共建筑节能目标达到50%；采用太阳能与地源热泵集成系统制冷供暖 提供卫生热水，项目实施后，每年节能量为335.5万kWh,折合标准 煤 288 吨。(二) 主要内容1、围护结构该工程建筑节能设计按照公共建筑节能5 0%的标准设计,外墙内 外抹20厚相变保温砂浆；屋面采用100厚挤塑聚苯板进行保温；外 窗采用PA断桥铝合金辐射率 0.25Low-E中空玻璃(空气9mm)。2、可再生能源部分本工程综合利用太阳能、地热能两种可再生能源为校区冬季提 供热源、夏季提供冷源及广大师生的生活热水供应。太阳能-地源热泵集成系统是以太阳能
6、和地热能为复合热源的 系统，属于太阳能和地热能综合利用的一种形式。太阳能系统一次 性投入高，系统运行费用低，但受外界环境、阴晴天气的影响较大 不稳定、不连续，需要有辅助热源。地源热泵运行稳定连续，但要 消耗一部分电能，运行费用稍高，系统造价较低。太阳能与地热能 的结合具有很好的互补性，两者结合运行更加稳定可靠，运行费用 更低，达到 “多能互补，天地合一”的效果。在本次系统设计中，空调侧冷热水循环泵和地源侧循环泵采取 与热泵主机一一对应的设计方式，热泵机组可以通过负荷的变化自 动调节机组运行的数量，循环泵与机组联动控制，当热泵机组停止 运行时相应的循环泵也停止工作，同时对应的冷凝器和蒸发器上的
7、电磁阀关闭，由此可以最大限度的节约系统的运行费用。三、技术方案(一) 围护结构体系1、外墙外墙基本做法由内向外为刮腻子刷白色乳胶漆、20 厚相变保温 砂浆、基层墙体、20 厚相变保温砂浆、弹性底涂、柔性腻子、玻璃 幕墙。以上做法传热系数0.38 (W/F k),满足山东省节能标准规定 的要求。2、屋面屋面基本做法由内向外为刮腻子刷白色乳胶漆、 20 厚 1：2.5 水泥砂浆找平层、现浇钢筋混凝土楼板、40厚 1：8水泥珍珠岩找坡 层、20厚 1：3水泥砂浆找平层、100厚挤塑聚苯板、20厚 1：3水 泥砂浆抹平、25厚 1：3干硬性水泥砂浆结合层、8-10厚防滑地砖。以上做法传热系数0.39
8、(W/F k),满足山东省节能标准规定 的要求。3、外窗外窗采用PA断桥铝合金辐射率 0.25Low-E中空玻璃(空气9mm),遮阳系数为0.7,传热系数为2.6 (W/tf k) (二)冷热负荷计算本示范项目综合利用太阳能、地热能两种可再生能源为学校冬季 提供热源、夏季提供冷源及广大师生的生活热水供应，系统末端采 用风机盘管。1、热水负荷计算我们根据学校实际使用热水的频率，每天使用热水的人数按350 人，按其进行热水需水量计算。 根据建筑给排水工程中相关数据，设有淋浴室的学生宿舍供应 60C热水时，每人每日最高日用水量为4060L。日最大用水量：350 x 60L=21m3o2 、冷热负荷计
9、算根据学校冷热负荷特点，在冬季最寒冷或夏季最炎热时间段，学 校处于寒假或暑假过程中，因此冷热负荷不用按最大负荷设计，由此可大大节省系统的初投资。本工程将教学楼、实验楼艺体楼、行政图书信息中心划归为教学区，学生公寓和伙房餐厅划归为生活区各个区负荷计算表如下：分区建筑名称建筑面积(mJ冷负荷指 标(w/m)热负荷 指标(W/m2)总冷负荷(KW)总热负 荷(KW)教 学 区教学楼10465.266565680.3680.3实验艺体楼11717.026565761.6761.6综合楼9995.647065699.7649.7总冷热负荷2141.62091.6生活区1#2#宿舍12129.227070
10、8498493#教室公寓41507070315315伙房餐厅425212090510.3382.7总冷热负荷1674.31546.7三)示范技术设计方案1、方案论述(1) 太阳能与地源热泵集成系统特点太阳能与地源热泵集成系统是以太阳能和地热能为复合热源的 系统，属于太阳能和地热能综合利用的一种形式。太阳能系统一次 性投入高，系统运行费用低，但受外界环境、阴晴天气的影响较大 不稳定、不连续，需要有辅助热源。地源热泵运行稳定连续，但要 消耗一部分电能，运行费用稍高，系统造价较低。太阳能与地热能 的结合具有很好的互补性，两者结合运行更加稳定可靠，运行费用 更低，达到 “多能互补，天地合一”的效果。太
11、阳能-地源热泵建筑一体化集成系统地源热泵、太阳能系统在运行期间主要有以下主要功能： 地源热泵系统主要为建筑物的供暖、制冷提供冷热源；阴雨天辅助太阳能提供生活热水。太阳能系统冬季为热泵系统补热，提高系统水升温速度。在开机以前一段时 间内，如果太阳能的水温高于系统水温，通过控制系统将太阳能系 统里的热量释放到采暖系统中，以提高系统水温，减少机组的提温 时间。冬季参与热泵循环系统防冻。此功能特别适合于学校放假期间， 热泵系统不运行，而系统需要进行防冻循环。如此可大大减少机组 的开机时间，减小系统的运行费用。维护地下温度场。此功能特别适合于本工程冬季吸热量大于夏季放热量而造成的地下冷热温度场不平衡的现
12、象。降低了因地下温度 场的不平衡引起的地源热泵效率下降的问题。提供生活热水，太阳能系统在一年四季优先提供卫生热水。（2）项目系统设计方案1）机房系统热泵机房设臵在校区服务用房中，由此可以减少室外管网的长 度，降低冷热量在管路输送过程中的能耗损失及系统的初投资。本系统设计以冬季采暖为主，以冬季热负荷来确定系统最大负 荷。同时根据学校的实际使用特点，即学校教学区及生活区不同时 使用的特点，将其划分为两个功能区，分时段进行控制。按照系统的热负荷，考虑系统运行工况的变化及管路输配损失 选用淋膜式地源热泵机组 SM（D）-200LR 三台，冬季采暖工作时， 单台制热量699kw，总制热量2097kw,满
13、足冬季热负荷要求，夏季制 冷工作时，机组单台制冷量为731kw，则总制冷量为2193kw，夏天 基本满足冷负荷的要求。而且根据实际情况，压缩机还可以根据运 作情况，做自动分级调节，达到节能的目的调节。2）机房电气控制设计系统机房采用集中管理，群控运行。主机与各水泵联动，并有 连锁保护，机组显示器可随时记录主机故障运行参数等特点，同时 太阳能通过系统控制提供生活热水，及达到设定温度后参与系统的 各项任务。智能优化控制。用户可根据实际使用情况自行设臵主机运行参 数，使设备达到节能效果，并保证系统运行的安全、可靠、稳定和 易维护性。系统控制器采用彩色液晶触摸屏，此控制器可操作性强，人机 界面显示友好
14、，显示清晰，立体效果强，不仅显示字符还可以显示 图片，全图形人机界面控制系统，操作简单，持程序可在线升级。整个自控系统有可编程逻辑控制器、电接点压力控制表、 NTC 传感器、靶式流量计、系统控制柜和系统软件组成。可自动实现设 备启停、水泵的启停，机组压机的台数工作数量，故障检测，空调 侧及地源侧循环泵和末端的供回水温度控制，太阳能参与系统循环 控制等功能。3）室内末端系统设计空调末端选择风机盘管，风机盘管安装有三种方式可供选择， 包括卧式暗装、卧式明装、立式明装。根据具体情况，我们充分考 虑各个建筑物整体结构及装修效果，采用卧式暗装风机盘管，风机 盘管采用三速开关控制，风机盘管用电与室内照明等
15、用电分开，独 立配电，有利于系统的调节及控制。4）地下换热系统设计地下换热器设计根据地下的岩土层结构，本工程设计地下换热器采用竖直埋管单u型管，换热管采用外径32mm聚乙烯PE100管。采用两级分集水 器，二级分集水器臵于专设的检查井内，一级分集水器臵于地源热 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，分组埋管进行同程设计；各地埋管二级 分集水总管再接入机房内一级分集水器，为保证二级总管间水利平 衡，在一级分集水器管路上安装平衡阀，这样就避免了环路过多且 环路阻力相差过大造成的水力失调现象。地下换热系统的埋管区域以操场地下为主，其它区域适当布臵。 地下换热器设计计算根据工程所做热物性实验报告，该项目所在地土壤地层平均导 热系数范围属较好水平，
