第一章、方案概述
本方案采用某品牌中央空調(diào)機(jī)組地源熱泵中央空調(diào)新技術(shù),解決某基地中央空調(diào)制冷、采暖的需要??照{(diào)系統(tǒng)形式:采用先進(jìn)的新能源利用技術(shù),即土壤源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)同時解決了空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源,為用戶創(chuàng)造優(yōu)異的室內(nèi)空氣環(huán)境。地源熱泵是以大地為熱泵系統(tǒng)的冷熱源對建筑進(jìn)行空調(diào)的技術(shù),它利用了取之不盡、用之不竭的可再生能源之一——地?zé)崮?,地面?0m以下,常年保持恒定的溫度(華北地區(qū)14-16℃,華東地區(qū)15-17℃,東北地區(qū)10-15℃),既遠(yuǎn)高于冬季的室外溫度,又遠(yuǎn)低于夏季的室外溫度,因此地源熱泵可克服空氣源熱泵的技術(shù)障礙,且效率大大提高。冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖,同時蓄存冷量,以備夏用;夏季通過熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對建筑進(jìn)行降溫,同時蓄存熱量,以備冬用。
技術(shù)特點(diǎn):
該系統(tǒng)冬季供暖、夏季制冷、全年提供衛(wèi)生熱水技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平;利用地下可再生能源,環(huán)保、節(jié)能、一機(jī)多用,符合國家產(chǎn)業(yè)政策,運(yùn)行成本比傳統(tǒng)電制冷空調(diào)節(jié)約;省去了鍋爐、冷卻塔,減少污染,不影響環(huán)境美觀。
第二章、地源熱泵中央空調(diào)室外換熱設(shè)施

1.地下土壤換熱器環(huán)路
水或防凍劑溶液在地下循環(huán)的封閉加壓環(huán)路。冬季從周圍土壤吸收熱量,夏季向土壤釋放熱量,冬儲夏用、夏儲冬用。該循環(huán)由一臺低功率的循環(huán)泵來實現(xiàn)。
2.制冷劑環(huán)路
即在熱泵機(jī)組內(nèi)部的制冷劑循環(huán),與空氣源熱泵相比,只是將空氣-制冷劑換熱器變成水-制冷劑換熱器,其它結(jié)構(gòu)基本相同。
3.末端環(huán)路
末端裝置根據(jù)各區(qū)域的得熱或熱損失,將冷量或熱量分配到需要空調(diào)的區(qū)域。
這些環(huán)路的不同運(yùn)行方向即構(gòu)成了冬夏兩大循環(huán):制熱循環(huán)和制冷循環(huán)。
①制熱循環(huán)
在供熱循環(huán)中,熱量的流動方向是將土壤中儲存的熱能,連同系統(tǒng)循環(huán)泵、壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等消耗的電能一起傳遞到建筑物的空氣中或生活熱水中。
在地下?lián)Q熱器環(huán)路中,從水-制冷劑換熱器回來的液體通過循環(huán)管道被土壤所具有的較高溫度所加熱,吸取了土壤中的熱量。這些熱量被帶回到水-制冷劑換熱器,制冷劑在水-制冷劑換熱器中蒸發(fā),則吸取了這些熱量。
在制冷劑環(huán)路中,被蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)中,被壓縮為高溫高壓的蒸汽,這些汽態(tài)制冷劑就攜帶著從土壤中傳遞來的熱量和壓縮機(jī)消耗的電能一起進(jìn)入空氣-制冷劑換熱器,被從建筑物回來的空氣或室外新風(fēng)吸取熱量后,自身被冷凝為液態(tài)。然后經(jīng)過節(jié)流裝置,壓力降低,溫度也相應(yīng)降低,低壓低溫的制冷劑液體流入蒸發(fā)器(水-制冷劑換熱器),再次被來自地下環(huán)路的熱量蒸發(fā),從而使循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。
②制冷循環(huán)
在制冷循環(huán)中,熱量的流動方向是將建筑物得熱及壓縮機(jī)、泵和風(fēng)機(jī)所消耗的電能釋放到土壤中。
在制冷劑環(huán)路中,被蒸發(fā)的制冷劑進(jìn)入壓縮機(jī)中,被壓縮為高溫高壓的蒸汽,這些汽態(tài)制冷劑就攜帶著從空氣環(huán)路中傳遞來的熱量和壓縮機(jī)消耗的電能一起進(jìn)入水-制冷劑換熱器,被從地下環(huán)路回來的循環(huán)水吸取熱量后,自身被冷凝為液態(tài)。然后經(jīng)過節(jié)流裝置,壓力降低,溫度也相應(yīng)降低,低壓低溫的制冷劑液體流入蒸發(fā)器(空氣-制冷劑換熱器),再次被來自空氣環(huán)路的熱量蒸發(fā),從而使循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。在地下?lián)Q熱器環(huán)路中,從水-制冷劑換熱器回來的液體通過循環(huán)管道被土壤所冷卻,向土壤釋放熱量。
4.土壤源熱泵系統(tǒng)分類
(1)水平環(huán)路:一般用在面積充裕的場合。管子埋在溝里,位于地下約1.8米。每個溝里埋有1到6根管子。管溝的長度取決于土壤條件和管溝中敷設(shè)的管道數(shù)量。
(2)螺旋形環(huán)路:它是水平環(huán)路的一個變種,在管溝內(nèi)螺旋狀擺放。還有一種類型是將管子螺旋狀放入豎直管溝內(nèi)。但是所需管溝比水平環(huán)路的要少。它同樣適用于土地面積較大的場所。
(3)垂直環(huán)路:適用與土地面積受限制的場所。閉式管路插入垂直井中,管道長度取決于負(fù)荷、土壤和溫度條件。
豎直埋管地?zé)釗Q熱器鉆孔的直徑通常為170-220mm,深度通常為40-120m,與水平埋管的方式比較,它具有占地面積小,效率較高的優(yōu)點(diǎn)。U型埋管地?zé)釗Q熱器就是一個鉆孔中布置U型管,再加上回填材料,與周圍巖土構(gòu)成一個整體。一個鉆孔中可以設(shè)置單組U型管,也可以設(shè)置兩組U型管。豎直埋管地?zé)釗Q熱器的示意圖如右圖所示。
地埋管熱泵的定義及技術(shù)
熱泵技術(shù)因其環(huán)保、節(jié)能、高效的顯著特點(diǎn),自八十年代開始在歐美國家推廣使用,目前歐洲國家采用此項技術(shù)的比例正在逐年提高。隨著人類對能源和環(huán)保的要求日益提高,傳統(tǒng)制熱制冷方式已不能完全適應(yīng)廣大用戶的需求。因此,熱泵技術(shù)在世界各國推廣應(yīng)用。根據(jù)市場的需求,引進(jìn)開發(fā)了地埋管熱泵系統(tǒng),目前已在國內(nèi)一些民用建筑中實施。這種技術(shù)在法國、西班牙等歐洲國家以及北美地區(qū)非常普遍。
第三章 、地埋管方案及投資概算
一、工程概況
項目名稱:某基地地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)工程;
空調(diào)使用面積:4300㎡。
建筑功能:綜合樓。
使用需求:夏季制冷、冬季采暖。
設(shè)計空調(diào)形式:地源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。
二、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及參考文獻(xiàn)
1.相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范:
《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019-2003
《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》,陸耀慶,1993
《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施——暖通空調(diào)·動力》
《機(jī)井技術(shù)規(guī)范》SL256-2000
《供水管井技術(shù)規(guī)范》GB50296-99
《城市熱力網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》CJJ34-2002
《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》GB50015-2003
《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》GB50366-2005
2.設(shè)計所參考之文獻(xiàn)資料:
《高層民用建筑空調(diào)設(shè)計》潘云鋼中國建筑工業(yè)出版社
《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》陸耀慶中國建筑工業(yè)出版社1993
《蓄冷空調(diào)工程實用新技術(shù)》,方貴銀人民郵電出版社
《實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊》,陸耀慶中國建筑工業(yè)出版社
《給水排水設(shè)計手冊》,核工業(yè)部第二研究設(shè)計院,中國建筑工業(yè)出版社
《實用制冷與空調(diào)工程手冊》,慰遲斌機(jī)械工業(yè)出版社
《民用建筑空調(diào)設(shè)計》,馬最良姚楊化學(xué)工業(yè)出版社
《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》第二版中國建筑工業(yè)出版社
《地下水源熱泵》,清華大學(xué),彥啟森
《地源熱泵工程技術(shù)指南》,徐偉,中國建筑工
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