地源热泵设计方案.pdf

3、如不用热水，则总价为：1675.62万元。 1.5.4机房运行管理说明：一个中央空调系统使用以后的运行管理，决定 着中央空调系统的实际运行费用的多少。要减少这方面的开支，除了全面抓 好各项管理工作外，重点是在保证中央空调系统安全正常工作的前提下，尽 量减少系统的冷热损失，提高各设备的工作效率，降低电、水、油以及制冷 剂的消耗，使系统能够经济地运行，使运行费用降到最低。为此，要根据系 统与设备的类型、特点，结合具体工程的空调要求与控制标准、建筑形式与 外围护结构的特征、当地室外气象条件等，制订出切实可行的经济节能运行 管理措施。

经济节能运行措施应包括需要注意在哪些方面不同于常规的做法，具体采用 那些措施等，以下制订的经济节能运行措施条文，供用户参考： 1.注意室内负荷和室外天气的变化情况，及时调节供冷（供热）量。 2.加强空调系统的堵漏和保温工作，杜绝跑、冒、滴、漏，维护好管道的保 温层，减少热损失。 3.尽可能使设备在较高效率范围内工作。 4.合理搭配运行的多台同类设备，使其总容量与所需提供的冷（热）量、水 量、风量、压力相匹配。 5.当中央空调系统为间歇运行方式时，要结合天气、室内负荷、建筑的外围 护结构等情况选定合适的开停机时间。 6.确保自控系统的良好工作状态，发挥其快速、及时的调控作用 7.做好水处理工作，严防腐蚀发生、水垢生成以及微生物的生长和繁殖

当今社会，环境污染和能源危机已成为威胁人类生存的头等大事，如何解决 这一问题，已成为全人类的课题。在这种背景下，以环保和节能为主要特征的绿 色建筑及相应的空调系统应运而生，而开发浅层地热能的热泵空调系统止是满足 这些要求的新兴中央空调系统。 浅层地热能是赋存在地球表层岩土体或地表水中的低温地热资源，是一种新 型的优质清洁能源，具有可再生、分布广、储量大、清洁环保、经济实惠、安全 性强和可用性强等特点。它是地球浅表层数百米内（<200米）的土壤岩石和地 下水中或地表水中所蕴藏的一种低温热能，其能量主要来源于太阳辐射和地球梯 度增温。与深层地热相比，浅层地热能分布广泛、储量巨大、再生迅速、采集方 便、开发利用价值更天。主要采用热泵系统（包括地源热泵、水源热泵、地表水 源热泵等）进行开发利用

2.2国家能源政策支持

我国政府高度重视并鼓励浅层地热能的开发利用二建标准规范范本，先后出台了一系列国家政 策。 1）2005年2月28日，国家主席胡锦涛颁布33号主席令：2006年1月1 日《中华人民共和国可再生能源法》开始正式实施。地热能的开发与利用被明确 列入新能源所鼓励发展的范围 2）2005年11月29日，国家发展和改革委员会制订并颁布了《中华人民共 和国可再生能源产业发展指导目录》，“地热发电、地热供暖、地源热泵供暖或空 调、地下热能储存系统”被列入重点发展项目；“地热井专用钻探设备、地热井 泵、水源热泵机组、地热能系统设计、优化和测评软件、水的热源利用”等被列 为地热利用领域重点推荐选用的设备。

1、属可再生能源利用技术 地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于120米深）作为冷热源 进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能，是指地表土 囊、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低位热能。地表浅层是 个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500 倍还多。它不受地域、资源等限制，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地

表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。 2、属经济有效的节能技术 地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高 复李比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源 热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右 即投入1kw电能可以平均获得4.0kw以上的冷量或热量。另外，地能温度较恒 定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性 设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30%～40%的的运行费用。 3、环境效益显著 传统的中央空调以煤、石油、天然气等燃料为主要能源，众所周知这些能源 在不断的减少，总有一大，会接近枯竭；而地源热泵中央空调以地下储存的热量 为主要能源，这种能源取之不尽、用之不竭。 煤、石油、天然气等燃料的价格逐年上开，而地热资源由于来源于太阳的无 私奉献，完全免费。 传统的中央空调以煤、石油、天燃气等燃料为主要能源，在消耗和转换的过 程中，造成严重的环境污染。经权威部门测试，燃烧一吨原煤向空中排放15公 T粉尘，20公斤二氧化硫、7公斤氮化钾，而地源空调在使用中不释放任何对环 境有害的污染物。 4、一机多用，应用范围广 地源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替 原来的锅炉加空调的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等 建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。 5、维护费用低

在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3～5年左右即可收回。此外，机组使用寿命长，均在20年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。2.4地埋管式热泵系统简介地源热泵系统原理图补水角网门机器发门网门齐质茶四场闪四场闪质茶内门补水荫外水箱制冷状态制热状态土换热器上换热器外置式土壤源热泵系统流程示意图地埋管式地源热泵分类地耦管土壤源热泵系统是一个密闭的闭路循环系统，它保持了地下水水源热泵利用大地作为冷热源的优点，同时又不需要抽取地下水作为传热的介质。地耦管土壤源热泵系统从根本上解决了地下水水源热泵的种种整端，是一种真正可持续发展的建筑节能的新技术，而且还具有适用范围广、运行费用低、节能和环保效益显著等优点。14

土壤源热泵系统中的土壤换热器埋管方式可分为：水平式十壤换热器，垂直U型式土壤换热器，垂直套管式土壤换热器，热井式土壤换热器，直接膨胀式土壤换热器。1）水平式土壤换热器水平地埋管普遍使用在单相运行状态的空调系统中，一般的设计埋管深度在2～4米之间，在只用于采暖时，土壤在整个冬天处于放热状态，沟的深度一定要深，管间距要大。设备间草坪揭管去1用xxx回水水平式土壤换热器埋管方式垂直U型式土壤换热器埋管方式2）垂直U型式土壤换热器垂直U型式土壤换热器是钻孔将U型管深埋在地下，因此与水平土壤换热器的比较具有使用地面面积小、运行稳定、效率高等优点。3）垂直套管式土壤换热器换热器有内套管和外套管的闭路循环系统，水从外套管的上部流入管内，夏天冬天15

循环时，水沿外套管自上至下的流动，从外套管的底部经内套管上流到顶部出套管。套管式土壤换热器适合在地下岩石深度较浅，钻深孔困难的地表层使用，通过竖理单管试验，套管式换热器较U型管效率高20～25%。竖理套管式孔距在3～5m，孔径在150～200mm，外套管直径Φ63～Φ90～Φ120mm，内套管直径Φ25～Φ32mm。目前在欧洲的瑞典采用较多的套管式土壤换热器，如下图所示：入水护套内管出水出水管内套管草坪回水管过源器介质泵草坪土壤层介质溶液介质溶液垂直套管式土壤换热器埋管方式热井式土壤换热器埋管地热换热器的传热性能在很大程度上依赖于土壤的热物理性质。由于岩土类型（包括粘土、砂石或岩土等）、岩土湿度在不同国家、不同地区、不同城市，甚至在同一城市的不同片区都互不相同。因此，设计和安装地热换热器有许多不确定的因素。这些不确定因素都不同程度地影响着地热换热器的传热性能，进而影响地源热泵空调系统的正常运行。设置在不同场合的竖直埋管地热换热器会涉及不同的地质结构，包括各地层的材质、含水量和地下水的运动等，这些必然会影响到地热换热器的传热性能和地源热泵空调系统的正常运行。在设计过程中应该尽可能地弄清楚这些因素对地热换热器性能的影响，包括进行必要的现场测试，主壤热物性最好在现场用专门的仪器进行测定。不同岩土热物性参数的单位井深换热量6

由上表可以看出，钻孔地点的岩土物性参数对单位理管换热量的影响非常大。 因此，设计地源热泵前，掌握准确的岩主物性参数是非常必要的，研究表明，王 襄的地源热泵的性能系数COP要比潮湿土的COP35%，当土壤储水量低于 5%时随着含水量的降低，热泵的循环性能系统迅速下降。土壤含水量在25%以 上，土壤源热泵的性能将会得到有效的提高，发含水量超过50%后，随着含水 量的增加热泵循环性能系数提高的趋势减缓。土壤含水量从50%增加到100%,7 其COP仅增1.5% 1、岩土体热物性参数有含水率、密度、饱和度、比热容、热导率 根据测试，以上参数均以天者其换热效果好。而纯主壤、纯砂、土砂比分别 为1：2及2：1的混合物四种不同的测试对象中，以土砂混合比为1：2的热导 率最大，因此若在土壤中的换热器的回填土采用土砂混合比例1：2的土砂混合 物，可以提高理地换热器周围的局部换热量。

现在常用的地埋管形式，由于受场地的限制，大多工程采用垂直埋管方

4垂直埋管间距4~6m土壤温度特性5埋管井深50~180m地下水渗流原浆回填钻孔内热阻6回填材料种类混合料钻孔回填材料水7循环液乙二醇水溶液盐溶液不同地区地源热泵设计注意事项地源热泵的使用具有很强的地域性，南方、北方、中原地区各不相同，南方地下温度较高，北方地下温度较低，而南方以制冷为主，向地下排放热量大于吸热量。北方以采暖为主，从地下吸收的热量大于排热量，形成地下热量不平衡的矛盾。要解决地下热平衡问题需做到如下几点：首先是对拟建项目进行全年动态负荷计算，这是设计地下埋管换热器大小的依据，对于北方地区，可以按照夏季冷负荷设计土壤换热器的尺寸，对于南方地区，可以按照冬季向土壤的吸热量来计算换热器的尺寸大小。系统设计前掌握和了解地下埋管换热器周围土壤温度场的分布，借助于数学和工程软件，对埋管周围的土壤温度场分布进行数值模拟，有利于合理设计地下换热器的理深、数量及间距，对提高热泵系统的性能系数和经济性，降低系统初投资具有重要意义。对存在冬夏两季从土壤中吸排热不平衡的地区，应对地源热泵系统辅以其它

冷热形式来平衡埋管换热器需要多向土壤吸取的热量。而南方地区，平衡夏季向土壤排热量可以采用辅助冷却塔散热、利用建筑周围的景观喷泉或者地表水来消除峰值负荷。另外就是选取带热回收功能的机组，通过利用制冷机的冷凝废热来制取生活热水而减少了系统对土壤的热排放，也能起到缓解土壤热平衡的目的。及时对各个地区已建土壤源热泵工程的设计和系统运行情况进行数据和经验总结，分析土壤源热泵技术在各个地区应用的气候、土壤地质条件，从而为后期的工程应用提供技术参考。地热换热器方案设计概算指标每米孔深换热量/(W/m)建筑面积与地埋管面积之比项目与数值土层岩土结合岩石层土层岩土结合岩石层单U形管30~4040~5050~603: 14:15: 1竖直埋管双U形管36~4848~6060~724:15: 16: 1XX地源热泵工程技术流程在工程确定采用地源热泵或甲方有意图采用地源热泵现场勘查工程时，我方将派专业技术人员进行现场勘查，确定是否有足够范围供埋管使用。热物性实验>不同工程所在地的地质状况不同，为保证系统长期稳定运行，须打测试孔测定单孔换热量。根据工程面积的大小，软件计算模拟我方确定试验孔的个数。1方案初步确定将测试孔的数据输入“地热之星”模拟计算软件。模拟计算出单井换热量及土壤在15年后的热物性平衡状态。1方案论证通过以上三步方案确定，最终确定工程的地源热泵系统方案。方案修改19

在工程实施阶段我公司将派出专业安装队伍，严格按照工程实施标准、规范执行，确保工程质量。工程验收在系统投入运行时，我公司将进行不定期回访，为用户解服务跟踪决后顾之忧。热物性测试仪：本热物性测试仪具有多种智能化功能。使用方便，测试结果可靠，为地源热泵系统的设计和方案优化提供了实验数据，已在国内不同地质和气象条件下的许多工程现场应用，效果良好。地热之星打异(Q)保荐s)退出系统(E)钻孔参数型管|岩土参数|循环液参数|热系参数|负荷管材料公称外径壁厚PE340BDe25C De40SDR11其他材料壁厚导热系数V/(nS De32C De50钻孔内U型管个数单个管间距●单个型管双型管（并联）请选择一B20

“地热之星”模拟计算软件使地热换热器的设计和施工从凭经验估算走向理论指 导下的分析计算，大大缩短计算时间，便于优化设计。

三、XX地源热泵技术的优势

追溯我们的历更：从九十年代初我们公司就联合国内客天院校积极开展热 泵技术研究，96年XX第一台风冷热泵诞生。97年第一代地源热泵诞生，98年 第二代地源热泵进入实测阶段。自99年开始，XX地源热泵产品进入应用阶段 2001年11月12日，XX地源热泵系统通过了山东省科技厅组织的专家鉴定，成 为国内同类技术中最早通过国家级鉴定的地源热泵系统之一。 以X双X地源热泵为核心的水源中央空调系统自推向市场以来，以其卓越的工 作能效、先进的控制手段以及精良的工艺博得社会广大用户的认同，已成为该领 域的知名品牌。 2001年国家科技部、国家环保总局等五部委认定的“国家重点推厂新产品” 填补国内空白，居国际先进水平 2002年XX尔"被评为著名商标；2006年12月地源热泵空调机组被评为“山 东省名牌产品”；之前获得“中国驰名品牌称号 2005年12月，地源热泵冷热水机组被建设部评为中国科技地产优选技术 品牌” 2006年12月，在人民大会堂召开的全国建设科技自主创新表彰大会上， XX公司被评为“中国地热能利用自主创新技术优势企业”八强之首 2006年1月，地源热泵空调机组被山东省经贸委、山东省科技厅列入“山东 省50项重大节能技术装备” 2008年1月XX被建设部评为“2007年中国建筑节能（地热能）十大影响力 企业”第一名。 承担，探索，超越，高新技术的层出不穷奠定了超常规发展的基础，企业 以每年业绩翻两番的速度稳定发展，公司在完善自身产品的同时，引导传统空调

产业向节能、环保、数字化方向拓展,它必将成为世界一流高科技企业的强者。3.1XX机组技术先进性XX公司能为用户提供完美的中央空调解决方案，这是因为XX地源热泵机组引进欧美最先进的空调部件，加上自已独立知识产权的国家专利技术，有自己独特的优势。1、机组模块化设计机组采用模块化设计，机组单个模块体积小、重量轻，可根据使用面积及冷热负荷单台运转，亦可多台组合，每个模块又可分为两个或多个完全独立的制冷（热）系统，这样一方面能使空调系统更紧凑，更节省空间，且易安装、调节和维护，另一方面，可使系统更节能，无其在气候变化大时，随着不同的变化负荷，电脑自动控制功能可根据负荷自动确定压缩机工作台数，有效的减小对电网的冲击，最大限度的节省电能，延长了机组使用寿命，同时对单台机组检修及维护时，其余机组正常工作，不影响建筑整体空调的使用效果。2、精选压缩机及部件XX地源热泵机组压缩机采用国际知名品牌，性能优越，制冷（热）系数高可靠性高，使用寿命长达30年以上。关键制冷配件如膨胀阀等选用美国ALCO公司或丹麦丹佛斯制冷配件，控制部分硬件采用西门子电器元件，控制芯片采用荷兰飞利浦电脑芯片，具有多种自动控制和保护功能 电线电缆标准，性能可靠、节能高效，使用寿命长。（1）压缩机螺杆压缩机选用德国比泽尔压缩机，具有特殊高效的制冷能力和COP值以及更长的运行寿命。采用经多年验证的高质量材料和零件，结构可靠耐用；并且24

安全保护功能完备。（2）高效换热器冷凝器、蒸发器：机组均采用高效率卧式壳管换热器，系统流程结构简洁，换热稳定，部件故障点少，维修保养简单。蒸发器换热管采用内螺纹管，冷凝器换热管采用外螺纹管，换热效果大大增强。（3）制冷管路配件C制冷配件选用世界著名制冷配件制造商ALCO的产品，性能稳定，可靠性高。（4）电磁阀一ALCO阀体结构紧凑，体积小：直接导通，动作快捷，无须外力引导；工作压力范围广，制冷剂经过该阀时的压力损失小；性能可靠，使用寿命长。（5）干燥过滤器一ALCO干燥过滤器选用高效过滤芯，对系统内的水分和酸性物质具有极强的吸收能力，保证整个系统安全、可靠的运行。螺杆地源热泵中央空调主机配件表25

3.2机房设备控制系统

在控制室监控计算机上，操作人员可以对系统设备进行实时监控，回 供各个点的历史记录。

2006/04/05星期三15:57:53数据复位水冷冷水出水℃回水℃制冷112项目1：初始化IVRAM模式过热度制回水12020254.5故障查询机组状态：机组特机状态查询历史记录使用说明退出向上向下进入用户设置2）、系统运行参数实时监控系统控制各设备的启停、开闭，记录各设备的运行状态、故障及各管路温度压力、电流等参数。历史记录项目1：故障查询项目2：压缩机累计运行时间查询退出向上向下进入制冷主机、系统循环水泵、潜水泵、运行状态及故障报警系统水的供、回水温度、压力和供水流量检测检测室外温度、湿度，并通过软件计算室外湿球温度通过电度表检测未端的能量消耗补水泵启停、运行状态、故障检测井水侧进出口温度、压力、流量的检测3）、运行参数设定控制系统可根据实际运行情况，对系统要求参数通过运行界面的系统运行信息，参数再设定。主要由：系统供、回水温度设定井水侧供、回水设定27

空调系统供、回水压力设定井水侧供、回水压力设定机房环境温度监测压缩机运行工况设定等功能参数供使用者修改。4）、运行参数记录控制系统对各个运行工况系统的模拟量控制点形成历史数据记录和趋势记录图，以便日后打印和查询。其中，控制系统的关键曲线有：时曲线出水℃回水61218243036424854（分/格）退出压机膨胀阀时曲线输入输出原理图空调供、回水温度变化曲线取热量、排热量曲线负荷变化曲线室外温度变化曲线机组负荷变化曲线5）、故障记录报告系统所有的报警事件都在日记中记录，包括报警产生的事件、复位时间及被确认的时间等。28

1、设备各项参数，达到并优于国家标准要求，否则无条件退换并赔偿损失。 2、设备运输过程中采取国标标准包装（主机），妥善的保护措施，保证设备完 好的到达工地 3、免费为用户设计整个中央空调系统方案（不提供设计单位资质证书），可为 您节省中央空调系统设计费，按国家规定此费用为工程造价的3%。 4、免费为用户调试，安装完毕后，在条件具备后食品添加剂标准，按用户要求的日期免费进行 开机调试及辅佐验收工作。 5、免费为用户培训操作人员，人员培训在开机成功以后，由我公司专门工程师 为用户进行培训，免费为您培训运行管理人员，直到其能独立操作。 6、保修期为十八个月，在保修期内，除因使用人员操作不当等不可预见因素造 成的机组损坏外，我公司负责机组的保养和一切质量问题的解决，免收材料费和 人工费。 7、保修期过后的设备维护期，公司负责终生维护，在此期间内，我公司对您的 服务仅收成本费。 8、为将损失降到最低程度，我公司提供的空调一旦出现异常，我们会在接到通 知后，即刻为用户予以解答，12小时内赶到现场为您服务。 9、最完善的用户回访检查制度，在机组运行前的一个月内，我们将派专门的机 组检修人员对您的设备进行全方位的检修保养，每年度不少于两次，进行设备 试运行，为每位用户季节前开关机及运行作服务

公司全天24小时值班，节假日照常服务