蘇州別墅
地源熱幫浦冷暖熱三聯供系統工程初步
方案編制單位：江蘇河海新能源****
設計研發中心吳棟工作室
編制時間：2023年12月28日
目錄第一章專案概況及負荷計算 1
一、專案概況 1
二、負荷計算 1
三、主機選型 1
第二章本工程技術方案 2
一、總體方案概述 2
二、地源熱幫浦系統設計 2
（一）總體原理圖 2
（二）地埋管換熱器的設計計算 3
（三）冷熱源——土壤熱能提取利用技術 3
（四）地源熱幫浦執行工況 4
第三章經濟性分析 5
一、地源熱幫浦系統的投資分析 5
二、地源熱幫浦系統執行成本分析 6
三、地源熱幫浦系統綜合分析 8
第一章專案概況及負荷計算
本專案為蘇州別墅地源熱幫浦冷暖熱三聯供系統工程。建築面積300平方公尺左右，本專案擬採用地埋管地源熱幫浦綠色節能能源方式，以土壤作為冷熱源，為本專案提供空調和生活熱水服務，最大限度地降低運營成本。
1、空調冷負荷與熱負荷的計算
2、生活熱水熱負荷計算
別墅熱水用水定額50℃時110l/（人·d），入住人數按5人計，浴缸按每天使用1次計算，則熱水用量為：
q1=4*0.11+0.35*1=0.8 m/d，在地下室屋面設定0.8m3蓄熱水罐。
利用熱幫浦製備生活熱水熱幫浦功率計算:
w= = kw
w——熱水熱幫浦功率；kw
δt——製備熱水溫公升,45℃，設計冷水溫度5℃，熱水溫度50℃；
δt——製備熱水時間，夜間谷電8h。
表1-2 別墅部分機組選型表
第二章本工程技術方案
採用地下環路式地埋管地源熱幫浦系統，以地埋管換熱器製取的冷熱媒水為冷熱源，採用帶熱**功能的一體化地源熱幫浦機組（含迴圈水幫浦），設定在一層樓梯底或儲藏室內，屋面設定生活熱水水箱及膨脹水箱，夏季集中製備7℃空調冷水，冬季製備45℃採暖熱水，全年**50℃生活熱水，通過地源熱幫浦機組控制面板上按鈕，切換空調、採暖、熱水工況。
圖2-1 地源熱幫浦系統原理圖
根據實際情況，本工程建議在別墅周圍綠化用地下打井埋管。
1、確定豎井埋管管長
豎井中的埋管採用單u型管，管徑為φ32。
l= ==1089m
其中：l——豎井埋管總長，m；
q——夏季設計總排熱量；
28——夏季每m管長釋熱量，w/m。
2、確定豎井數目
n===7口。
其中：n——豎井總數，口；
l——豎井埋管總長，m；
h——豎井深度，取80m；
2——考慮到豎井內埋管管長約等於豎井深度的2倍。
地源熱幫浦系統是利用地下岩土中熱量的閉路迴圈系統，它通過迴圈液體在封閉地下埋管中的流動，實現系統與大地之間的換熱。在冬季制熱過程中，流體從地下吸取熱量，再通過熱幫浦系統把熱量帶到室內；夏季製冷時系統逆向執行，即把室內熱量帶到地下岩土中。因此，地耦管地源熱幫浦系統保持了地下水水源熱幫浦利用大地作為冷熱源的優點，同時又不需要抽取地下水作為傳熱的介質，是一種真正可持續發展的建築節能的新技術。
具有適用範圍廣、執行費用低、節能和環保效益顯著等優點。
圖2-2 地源熱幫浦示意圖
1、夏季工況
地源熱幫浦以土壤源作為冷源，可有效降低系統投資，提高系統的執行節能效果。選用地源熱幫浦機組為基礎負荷熱能轉換裝置，充分利用地源熱幫浦機組高效節能、經濟的特點，熱**機組供冷同時提供夏季生活熱水。
（1）地源熱幫浦的能效係數製冷時按照4.3。
（2）夏季供冷的引數初步設定為7/12℃，進入熱幫浦系統媒介水溫度設定為30/35℃。
2、冬季工況
冬季土壤源溫度穩定且不低於15℃，因此冬季工況採用土壤源作為主熱源，有利於提高系統能效。選用地源熱幫浦機組為基礎負荷熱能轉換裝置，充分利用機組高效節能、經濟的特點，提供空調系統的熱源。
（1）地源熱幫浦的能效係數按照制熱時4.5。
（2）冬季供熱的引數設定為45/40℃，進入熱幫浦系統媒介水溫度設定為10/5℃。
3、制熱水工況
在製冷季節利用帶熱**地源熱幫浦機組熱**功能製備生活熱水，能源成本僅為自來水費用，最大限度節約費用。
（1）熱**原理：
熱**機組通過**冷卻水出水的廢熱，用於加熱製取50℃生活熱水，儲存至熱水水罐中，保證水罐底部水溫不低於45℃，不但可以實現廢熱利用，減少冷凝熱對環境產生的熱汙染，又可減少能源的損耗。熱**技術應用於低溫熱水的預熱，使其熱交換效率更高，節省大量的系統執行費用。
（2）熱**特點：
熱**機組的制熱效率遠遠超過各種鍋爐，同時又為空調系統提供冷量，是優秀的鍋爐替代品，尤其適用於同時需要冷量和熱量的專案。
第三章經濟性分析
1、初投資估算明細表
地源熱幫浦系統能源中心工程費用投資估算明細表
本專案冷負荷25.2kw，熱負荷15kw；空調系統夏季供冷120天；冬季供熱100天。生活熱水0.8m/天，平均使用率50%，熱水全年提供。
主機每天執行24小時，白天平均開機率0.3，夜間平均開機率0.5。
蘇州市自來水**3.2元/噸，電價如下表。
1、夏季執行成本分析
（1）夏季單位kwh的運營成本
① 峰電時段單位kwh成本
==0.137元/kwh
式中：s——地源熱幫浦一體機每kwh的輸出功率的執行成本，元/kwh；
——峰電電價，0.5583元/kwh；
——管網及水幫浦的損耗，取5%；
—主機能效比，夏季取4.3。
② 谷電時段單位kwh成本
==0.088元/kwh
式中：s——地源熱幫浦一體機每kwh的輸出功率的執行成本，元/kwh；
——谷電電價，0.3583元/kwh；
——管網及水幫浦的損耗，取5%；
—主機能效比，夏季取4.3。
（2）夏季執行成本
s= s wt t+ s wt t
= 0.13725.2120130.3+0.08825.2120110.5
= 1616+1464
=3080（元）
2、冬季執行成本分析
（1）冬季單位kwh的運營成本分析
① 峰電時段單位kwh成本
==0.13元/kwh
② 谷電時段單位kwh成本
==0.084元/kwh
（2）冬季執行成本
s= s wt t+ s wt t
= 0.1315100130.3+0.08415100110.5
=760+693
=1453（元）
3、全年生活熱水成本
全年生活熱水分為兩部分，夏季採用帶熱**熱幫浦機組製備生活熱水，費用僅為自來水成本費；冬季及過渡季節利用熱幫浦機組在谷電時段製備生活熱水。使生活熱水成本降到最低。
（1）夏季熱**製取生活熱水
生活熱水成本僅為：s =0.8噸/天50%120天3.2元/噸 = 154元
（2）冬季及過渡季節生活熱水每kwh的成本
==0.108元/kwh
每噸水設計溫公升45，耗能為：
1*45/0.859=52.4kwh/噸，自來水**3.2元/噸
冬季及過渡季節生活熱水成本為：
（3.2元/噸+0.108元/kwh52.4kwh/噸）0.8噸/天215天50%
=868元
（3）全年生活熱水成本
則生活熱水全年成本為：154元 + 868元 =1022元
別墅地源熱幫浦系統投資
別墅地源熱幫浦系統執行費用
別墅地源熱幫浦方案
設計說明 一 設計概況 本工程為2層別墅。建築總面積 800 1 空調冷熱源 本工程設計冷負荷為70kw 設計空調熱負荷65kw，游泳池熱負荷80kw。冷指標90w 熱指標80w 本專案選用兩台地源熱幫浦主機，一台主機提供空調的冷 熱負荷，另一台主機提供游泳池熱源和生活用熱水。空調地源熱幫浦機組最大...
西安某別墅地源熱幫浦方案
西安某別墅 空調方案及投資概算 山東某某空調裝置 銷售中心 濰坊高新開發區創業大廈 05368890057 生產基地 濰坊安丘經濟開發區 05364733778 2012年6月 目錄一 工程概況3 二 空調系統設計負荷概算3 三 主機選型5 四 地源熱幫浦系統 表6 五 地埋管系統設計方案7 六 執...
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...