回龍觀f01專案
地源（土壤源）熱幫浦系統方案
北京大蘭寶製冷裝置安裝****
2023年9月27日
目錄一、專案簡介 2
二、設計依據 2
三、冷、熱負荷估算 2
1、氣象引數 2
2、冷、熱負荷 2
四、地源熱幫浦系統介紹 3
五、設計方案概述 8
1、方案概述 8
2、地埋管系統設計 8
3、裝置選型 9
六、經濟性分析 10
1、初投資估算錯誤！未定義書籤。
2、能源費用估算錯誤！未定義書籤。
錯誤！未定義書籤。3
一、專案簡介
本專案位於北京市昌平區回龍觀，專案包括商業建築面積43989平公尺，地下車庫面積10213平公尺，總建築面積54202平公尺。
本方案擬採用綠色環保、高效節能的地源熱幫浦系統作為能源系統，為商業部分提供冬季採暖、夏季製冷。
系統末端均採用風機盤管系統。
1、《採暖通風與空氣調節設計規範gb50019－2003》
2、《建築給水排水設計規範gb50015-2003》
3、《通風與空調工程施工質量驗收規範gb50243-2002》
4、《全國民用建築工程設計技術措施給水排水》
5、《全國民用建築工程設計技術措施暖通空調動力》
6、《公共建築節能設計標準 gb50189-2005》
7、甲方提供的相關資料
根據《中國建築熱環境分析專用氣象資料集》**的北京市設計用室外氣象引數進行設計。
建設方提供的商業建築總熱負荷為3520kw，折合80w/m2；總冷負荷為8800kw，折合200w/m2。
一． 地下能量（地能）簡介
地能是指埋藏在地下的、由於與地表大氣溫度有差異而可以被人類利用的能源。按照埋藏深度的不同可分為：深層地能（包括深層地熱水和乾熱巖）和淺層地能（主要為淺層恆溫層以下的能量）。
地能的載體形式有：水、岩石、土壤。
深層地能一般溫度較高，可以直接利用其熱能（如發電、溫室養殖、供暖、洗娛等）；而淺層地能一般指地表以下常年溫度保持恆定的熱能，由於該部分的能量主要靠吸收並儲存太陽輻射的能量，因此其與地表大氣的溫差較小，直接利用其能量效率會很低、不經濟，因此對淺層地能的利用需要借用輔助裝置。目前的輔助裝置主要有水源熱幫浦（通過地下水為介質提取地下的能量）和地源熱幫浦（從淺層土壤中提取能量）。
二． 地源熱幫浦系統簡介
1、地源熱幫浦系統的概念
地源熱幫浦（ground-source heat pump），地源熱幫浦的廣義理解是指以一切與地有關的能量作為冷熱源的熱幫浦，包括以地下水為冷熱源的水源熱幫浦、以池塘、河流和湖泊等為冷熱源的地源熱幫浦等。這裡所指的地源熱幫浦是指狹義的理解，指利用大地作為熱源，其通過地下換熱器直接與大地土壤進行熱交換，而不需要開採地下水的地源熱幫浦。由於在地表以下一定深度的地層中在未受干擾的情況下常年保持恆定的溫度，遠高於冬季的室外溫度，又低於夏季的室外溫度，這樣地源熱幫浦可克服空氣源熱幫浦的技術障礙，大大提高效率。
而且不需要開採地下水，這樣可以消除水源熱幫浦開採地下水所帶來的不利影響。
此外，冬季通過熱幫浦把大地中的熱量公升高溫度後對建築供熱，同時使大地中的溫度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通過熱幫浦把建築物中的熱量傳輸給大地，對建築物降溫，同時在大地中蓄存熱量以供冬季使用。這樣在冬夏負荷相平衡的情況下，在地源熱幫浦系統中的大地起到了蓄能器的作用，進一步提高了空調系統全年的能源利用效率。可以大大減少對化石燃料的消耗，減少對環境的汙染，符合人類可持續發展的要求。
2、地源熱幫浦系統的分類
地源熱幫浦系統室外地下換熱環路（即地下熱交換器）採用埋管（即埋置地下熱交換器）的方式來實現，埋管方式多種多樣。目前國內外普遍採用的有垂直埋管和水平埋管兩種基本的配置形式（如圖所示）。
垂直埋管是在地層中垂直鑽孔，然後將地下熱交換器以一定的方式置於孔中，並在孔中注入填充材料的施工工藝。
水平埋管是在淺層土壤中挖溝渠，將hdpe管水平的埋置於溝渠中，並填埋的施工工藝。
水平埋管和垂直埋管示意圖
地下熱交換器型式和結構的選取應根據實際工程以及給定的建築場地條件來確定。水平埋管占地面積大，而且水平埋管的地下熱交換器受地表氣候變化的影響較大，效率較低，因此水平埋管的地源熱幫浦系統在多數場合不適合中國人多地少的國情。因此，在地源熱幫浦系統的室外地下換熱系統中，我們重點研究垂直埋管系統。
在以下所提到的均為垂直埋管的地源熱幫浦系統。
4、地源熱幫浦系統的組成
地源熱幫浦冷暖空調系統主要由3部分組成：室外地下換熱環路（地下熱交換器）系統、地源熱幫浦機組、室內換熱系統。
室外地下換熱環路系統
室外地下換熱環路系統由埋設在地下的hdpe管（高密度聚乙烯管）、孔內填充材料和迴圈水幫浦及相關附屬部件組成。迴圈水幫浦驅動hdpe管路中的迴圈液體（一般為水或加入防凍劑的水溶液），使其不斷迴圈，將地下的能量置換出作為地源熱幫浦系統的冷熱源。
（1）室內換熱系統
室內換熱系統由室內迴圈系統、電氣自控系統、室內末端系統（多為風機盤管）及相關附屬部件組成。該部分的作用是將已經調節好的空氣分配到建築物中去，從而實現建築物內的供暖和製冷。
（2）地源熱幫浦機組
地源熱幫浦機組是室外地下換熱環路系統與室內換熱系統的連線點，其通過輸入一定的動力，使壓縮機做功，室機組內部的製冷劑進行迴圈，從而將室外地下環路中的能量傳送到室內換熱系統中去。
5、地源熱幫浦系統工作原理
（1）製冷原理
在製冷狀態下，地源熱幫浦機組內的壓縮機對冷媒做功，使其進行汽-液轉化的迴圈。地源熱幫浦機組蒸發器中的冷媒吸收室內迴圈系統中所攜帶的熱量而蒸發，這樣就將室內迴圈系統中所攜帶的熱量吸收至冷媒中，然後壓縮機對冷媒做功，將蒸發器中的冷媒蒸汽壓縮到冷凝器中，在冷凝器中，冷媒所攜帶的熱量傳遞給室外的地下熱交換器環路系統中，這樣冷媒在放出熱量後而凝結成液體，並流到蒸發器中，而室外地下熱交換器環路系統中的迴圈液體在吸收了冷媒的熱量後，將該部分熱量攜帶到地下，把熱量釋放到大地中。這樣，各環路不斷的迴圈，室內的熱量就不斷的被轉移至地下，從而實現建築物的製冷。
（2）制熱原理
在制熱狀態下，地源熱幫浦機組內的壓縮機對冷媒做功，並通過四通閥將冷媒流動方向換向。地源熱幫浦機組蒸發器中的冷媒吸收室外地下熱交換器環路系統中與大地所交換的熱量而蒸發，這樣，就將室外熱交換器環路中的熱量吸收至冷媒中，然後壓縮機對冷媒做功，將蒸發器中的冷媒蒸汽壓縮到冷凝器中，在冷凝器中，冷媒所攜帶的熱量傳遞給室內迴圈系統，這樣冷媒在放出熱量後而凝結成液體，並流到蒸發器中，而室內迴圈系統的迴圈液體在吸收了冷媒的熱量後，將該部分熱量攜帶到建築物內，這樣，各環路不斷的迴圈，地下的熱量就不斷的被轉移至建築物內，從而實現建築物的供暖。
6、地源熱幫浦系統的特點
高效節能 —— 熱幫浦的執行方式，使能量輸入和輸出之比，在供熱狀態可達1:3以上，製冷狀態為1:5左右；即使在部分負荷狀態下，也能高效執行，執行費用僅為傳統**空調的40～60％。
安全可靠 —— 無任何**或燃燒隱患，地下換熱器採用高密度聚乙烯塑管，壽命長達50年，少數備用機組即可保證空調正常供給，維修簡易，費用低廉。
節省投資 —— 不必設定大型**主機機組，節省機房面積；無鍋爐房，節省鍋爐房面積，節省煤場面積，節省工人開支；可分期投資，任意擴充套件空調房間。
結構簡單 —— 無需鍋爐房，無需冷卻塔，系統簡單清楚，容易與建築裝飾相配合，保持建築外觀美觀；無室外機部件，無需除霜。
分割槽靈活 —— 分割槽容易，設定靈活，各分割槽調節簡單，個別裝置的故障，不影響其它區域的使用；非逗留區可隨時停用。
分戶計量 —— 可分戶計量核算，計費合理、方便。
環保零汙染 —— 不需鍋爐房，也就沒有了煤、油汙染，還天空以蔚藍；地下管路密閉，無任何地下水汙染，保大地之純淨。
使用範圍廣泛 —— 既可製冷，又可制熱，不需必備集中供熱，不需必備地下水，不需必備較大室外面積，凡電力到達的地方，都可應用。
地源熱幫浦系統可用於辦公樓、賓館、醫院、飯店、商店、超市、學校、別墅、居民小區等各類需要提供冷暖的建築，並可提供生活熱水。其對地質條件要求不嚴格，地下有無水都可用。
地源熱幫浦系統是以地下岩土體為低溫熱源，由水源熱幫浦機組、地溫採集系統、建築物內系統組成的供熱空調系統。地源熱幫浦系統設有垂直或水平埋設在岩土體中的地埋管換熱器，通過地埋管換熱器中傳熱介質的迴圈流動與岩土體進行熱交換，冬季從地下岩土中吸收熱量，由熱幫浦機組提公升能量品位後將熱量釋放到建築物內，為建築供暖；夏季將建築物內的熱量釋放到地下岩土體中，為建築物空調供冷。
地源熱幫浦系統夏季供冷原理如下圖所示：
冬季供暖原理如下圖：
地埋管地源熱幫浦系統利用的淺層地溫資源。淺層地溫資源儲存於地下土壤、岩石和地下水中，地下自然情況複雜，資源的產生、形成、儲存、開採利用受到其所在區域的地質、水文地質條件的制約，專案實施前須對工程場區的地質、水文地質條件進行勘查。
影響地源熱幫浦系統的地質、水文地質條件因素主要有：地層結構、岩土體熱物性引數等地層條件；地下水含水層的分布、靜水位、流速等水文地質條件；地溫、水質等物理化學特性。
本工程設計為統一的地埋管換熱器系統，根據冬季熱負荷設計室外地埋管系統，並進行熱幫浦機組的配置選型。
系統冬季供暖供回水溫度為45/40℃；夏季製冷供回水溫度為7/12℃。
地源熱幫浦供暖、製冷的系統原理圖如下所示：
冬季熱幫浦效率（cop）取為4，地源熱幫浦承擔總冷、熱負荷的，需要從土壤中吸收熱量。根據實際工程經驗給出設計孔深和單位孔深的換熱量，在實際施工圖設計中要以現場的實際勘察資料為計算依據。地埋管吸熱量取為35w/m，放熱量取為70w/m，以此作為方案計算的依據。
其中埋地孔深按120m設計，孔間距按照5m×5m，實際地埋管的敷設根據建築物周圍的綠地，道路等進行調整。地埋管採用高密度聚乙烯管，雙u垂直埋設。則冬季埋地換熱器與周圍土壤的換熱情況見下表。
室外布280個換熱孔，占地面積約為7000m2。
冬季地埋管系統計算表
地埋管系統夏季校核計算表
水源熱幫浦採暖設計方案
魏縣盛世御景 一 設計方案 本小區採暖面積45000 樓層高21m，地板採暖，保溫節能樓。二 熱負荷 單位熱負荷按45w 總負荷為45000 45 2025kw。三 水源熱幫浦選型 選型 根據熱量2025kw，我公司選用浙江國祥 王牌冷氣 產品，執行方式為滿液式無極調速，滿液執行比乾式執行費用低20...
地源熱幫浦專案施工組織設計方案
施工組織設計 一 工程概況 本工程為歷下區工業園南片區職工住宅樓地源熱幫浦空調系統工程，工程地點位山東省濟南市。本工程主要內容分為室外地埋管系統安裝 室內熱幫浦機房裝置及安裝 室內末端裝置安裝。本工程具有工程量大，系統複雜，多工種立體交叉作業密集等特點。二 施工方案及主要技術措施 1主要施工工藝流程...
地源熱幫浦系統方案
目錄一 專案概況 1 二 設計參考標準及規範 1 三 設計引數 1 1 室外氣象引數 1 2 室內設計引數 1 四 空調設計 2 1.室內冷熱負荷確定 2 2.末端系統確定 2 3.熱幫浦機房的設計 2 4.地埋管設計 3 五 初投資分析 4 1.機房部分 表 4 2.地埋部分 表 5 3.地暖部分...