鄂爾多斯市環保局環境
監測監控中心
空調系統方案設計
北京市華清地熱開發有限責任公司
2023年5月
摘要一、專案總體情況
建築面積2.2萬m2，夏季最大冷負荷為2530kw，單位面積冷負荷115w/m2；
冬季最大熱負荷為1320kw，單位面積熱負荷60w/m2。
二、主要裝置的配置
熱幫浦機組：著名品牌義大利克萊門特公司生產的psrhh系列螺桿式熱幫浦機組
空調迴圈幫浦：全部為國內著名品牌上海創科公司生產的優質遮蔽幫浦。
三、室外換熱孔配置
地源熱幫浦系統共布置換熱孔427個，雙u，孔間距5公尺，孔深100公尺。
四、地源熱幫浦系統與常規空調系統對比
1、工程概況
該專案為內蒙古鄂爾多斯市環保局環境監測監控中心專案，建築面積為2.2萬平方公尺，冷熱源需要滿足建築冬季供暖，夏季供冷需求。
2、設計依據
2.1、國家有關的規範標準和業主提供的相關資料
1、《採暖通風與空氣調節設計規範》gb50019－2003
2、《高層民用建築設計防火規範》gb50045-95 (2023年版)
3、《建築給水排水設計規範》gb50015-2003
4、《全國民用建築工程設計技術措施暖通空調動力》
5、《全國民用建築工程設計技術措施給水排水》
6、《建築給水排水及採暖工程施工質量驗收規範》gb50242-2002
7、《通風與空調工程施工質量驗收規範》gb50243-2002
8、《供水水文地質勘察規範》gb 50027-2001
9、《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》cjj101-2004 j362-2004
10、《地源熱幫浦系統工程技術規範》 gb 50366-2005
2.2、室外設計引數
1、夏季空調室外計算乾球溫度：32.5℃
2、夏季空調室外計算溼球溫度：24.7℃
3、夏季平均日較差：10.4℃
4、冬季空調室外計算乾球溫度：-20℃ 相對濕度56％
5、冬季採暖室外計算乾球溫度：-18℃
6、冬季通風室外計算乾球溫度：-11℃
7、室外平均風速：夏季2.1m/s 冬季 2.4m/s
8、大氣壓力：夏季 940.9kpa 冬季954.9kpa
3、冷、熱負荷
冬季熱負荷指標為：60w/m2，最大熱負荷為：1320kw；
夏季冷負荷指標為：115w/m2，最大冷負荷為：2530kw。
4、熱幫浦技術簡介
近年來由於環保要求的提高，對建築的採暖空調方式提出了新的要求。作為獨立的建築物，既需要冬季供暖又需要夏季空調。根據這種實際需求，我們推薦採用當今最新技術的熱幫浦系統。
熱幫浦技術是一種利用地下淺層地熱資源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可製冷的高效節能空調系統。熱幫浦機組通過輸入少量的高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移。地能分別在冬季作為熱幫浦供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把地能中的熱量「取」出來，提高溫度後，供給室內採暖；夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地能中去。
熱幫浦機組的能量流動是利用其所消耗的能量（如電能）將吸取的全部熱能（即電能+吸收的熱能）一起排輸至高溫熱源。而其所耗能量的作用是使製冷劑氟里昂壓縮至高溫高壓狀態，從而達到吸收低溫熱源中熱能的作用。請參見能流圖所示。
熱幫浦系統是一種先進的高效節能、無任何汙染的採暖空調方式，在建築用能領域，是作為環保和節能首推的新技術應用專案。2023年建設部將熱幫浦採暖空調技術列為建築節能新技術成果大力推廣。推廣熱幫浦技術，將對保護環境、提高環境質量、進一步推動和落實「還人類碧水藍天」起到更好的積極效果。
熱幫浦機組根據對水源的利用方式的不同，可以分為開式系統和閉式系統兩種。開式系統是指從地下抽水或地表抽水後經過熱幫浦機組換熱後直接排放的系統；閉式系統是指利用閉式迴圈的土壤換熱器進行換熱，土壤換熱器一般水平或垂直埋於地下或湖水海水中，通過與土壤或湖水海水換熱來實現能量轉移。即通常說的水源熱幫浦和地源熱幫浦。
水源熱幫浦系統夏季工作原理示意圖水源熱幫浦系統冬季工作原理示意圖
地源熱幫浦系統夏季工作原理示意圖地源熱幫浦系統冬季工作原理示意圖
根據我公司掌握的水文地質資料，該地區第四系以砂、粘土為主，厚度較大，顆粒較細，富水性較差，不適宜採用水源熱幫浦系統，相反此類地區可鑽性較強，鑽孔成本相對較低，非常適合做地源熱幫浦系統。所以本專案的空調系統就熱幫浦技術我們推薦採用地源熱幫浦系統。
為了便於業主從執行費用及初投資等方面進行比較，以下給出兩種方案，方案一：採用地源熱幫浦空調系統；方案二：採用常規空調系統（冬季採用城市熱網，夏季採用冷水機組＋冷卻塔）。
5、地源熱幫浦空調系統
5.1、系統裝置的配置
5.1.1、熱幫浦機組的配置
根據建築物的冷熱負荷，選用國際著名品牌義大利克萊門特公司生產的2臺psrhh-3302地源熱幫浦機組，其中，夏季開啟2臺機組滿足建築物夏季冷負荷，冬季開啟1臺熱幫浦機組即可滿足冬季熱負荷需求。
psrhh-3302地源熱幫浦機組的詳細引數見下表：
製冷工況：冷凍水進出口溫度7/12℃，冷卻水進出口溫度30/35℃；
制熱工況：冷水進出口溫度3/0℃，熱水進出口溫度40/45℃；
5.1.2、迴圈幫浦的配置
迴圈幫浦均選用上海創科幫浦業的優質遮蔽幫浦，該幫浦對幫浦和電機進行了一體化設計，把幫浦腔與電機製成了乙個絕對密封的整體，一方面，普通水幫浦的主要易損件機械密封（軸封），從而徹底解決了水幫浦因軸封（動密封）損壞而漏水的難題，因而使水幫浦滴水不漏，幫浦房乾淨整潔；二方面，去掉了滾動軸承，採用浸漬石墨材質製成的滑動軸承，具有摩擦係數小，自潤滑效能好，高耐磨，用輸送介質潤滑，因而整機呈靜音設計，低雜訊執行，同時還省略了對軸承的定期加油和保養費用。另外，對葉輪採用了懸浮式設計，使轉子在運轉中始終處於懸浮狀態，降低了轉子對石墨軸承的軸向磨損，從而使石墨軸承的使用壽命成倍增加，可以達到3萬個小時以上。
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