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土壤源热泵中央空调

文章作者:    信息来源:    添加时间:2014/8/21 16:27:44    浏览次数:1039

1.1.工程概况

本工程为山东万特瑞机械有限公司办公楼和宿舍楼及车间地源热泵中央空调工程。工程位于山东东营大王经济开发区,总建筑面积11759㎡,其中办公楼1725㎡,宿舍楼1259㎡,建筑层数3层,车间8775㎡,层高11.45m

1.2项目所在地地质状况

该工程位于山东东营大王,该区域地面覆土以下为泥沙构造。根据附近工程的热物性测试数据,土壤的热导率约0.5-0.9W/(m.K),同时地质松软,地埋孔成孔费用较低,适宜用地下垂直埋管型地源热泵中央空调。夏季需要制冷,冬季需要制热。夏季释放到地下的热量与冬季吸取的热量基本平衡,真正实现夏储冬用的目的。这就极其有利于地下岩石间热量交换,使蕴藏在岩石间的热量达到平衡;确保地源热泵地下热交换系统长期、有效工作,从而就能确保地源热泵机组的节能、有效、长期的工作。

1.3项目系统设计方案

1.3.1热泵机房系统设计

⑴ 机组能实现能量调节。

我们选用模块化地源热泵机组,每台机组均有多个模块组成,模块的运行数量根据末端负荷的变化而调整。

⑵减少泵的功耗,以降低整体系统的能耗。

一般空调系统中,泵的功耗占整个系统功耗的20%~30%,耗能较高。因此在本次系统设计中,空调侧冷热水循环泵和地源侧循环泵采取联动控制,热泵机组可以通过负荷的变化自动调节机组运行的数量,循环泵与机组联动控制,当热泵机组停止运行时相应的循环泵也停止工作,同时对应的冷凝器和蒸发器上的电磁阀关闭,由此可以最大限度的节约系统的运行费用。

⑶设置全自动补水装置。

地源热泵系统空调侧和地源侧补水系统采用气动给水设备(隔膜式气压罐加补水泵、补水箱),利用气压罐压力变化,自动控制补水泵启停,达到对空调侧和地源侧自动不间断地补水的目的。机房采用高度智能化的自动控制系统,完全实现无人值守。

1.3.2机房电气控制设计

⑴系统机房采用集中管理,群控运行。主机与各水泵联动,并有连锁保护,机组显示器可随时记录主机故障运行参数等特点。

⑵智能优化控制,用户可根据实际使用情况自行设置主机运行参数。使设备达到节能效果。并保证系统运行的安全、可靠、稳定和易维护性。

⑶系统控制器采用彩色液晶触摸屏,此控制器可操作性强,人机界面显示友好,显示清晰,立体效果强,不仅显示字符还可以显示图片,全图形人机界面控制系统,操作简单,持程序可在线升级。

⑷整个自控系统有可编程逻辑控制器、电接点压力控制表、NTC传感器、靶式流量计、系统控制柜和系统软件组成。可自动实现设备启停、水泵的启停,机组压机的台数工作数量,故障检测,空调侧及地源侧循环泵和末端的供回水温度控制等功能。

1.3.3地下换热器设计

根据地下的岩土层结构,我们设计本系统地下换热器采用竖直埋管,单U型管,孔径150mm,换热管采用外径32mm聚乙烯PE100管。

1.4系统运行费用分析

地源热泵:

热泵系统的运行费用与系统的控制及后期运行管理息息相关,本次系统设计方案空调系统采用先进的控制系统,主机根据室内负荷变化自动调节投入运行的数量,空调侧和地源侧循环泵与主机联动控制,整个系统采取的种种措施,大大降低了系统的运行费用。在以上基础上,我们对整个系统的运行费用进行了分析。

办公楼及宿舍楼机组夏季运行80天,冬季运行120天;电价为0.8元/㎡。

系统运行费用计算表

热泵系统运行费用=额定运行功率×每天运行时间×实际运行天数×同期使用率×当地电价

 

夏季

冬季

建筑面积

2984

2984

(1)机组功率P1(KW)

41.7

56.7

(2)水泵功率P2(KW)

13

13

运行天数H(天)

80

120

每天运行小时数(h)

10

10

机组全负荷使用率

0.8

0.7

当地电价(元/度)

0.8

0.8

运行总费用(元)

28006

46838

单位面积的能源消耗费用

9.4

15.7

 

 

车间机组冬季运行120天;电价为0.8元/㎡。

系统运行费用计算表

热泵系统运行费用=额定运行功率×每天运行时间×实际运行天数×同期使用率×当地电价

 

夏季

冬季

建筑面积

 

8775

(1)机组功率P1(KW)

 

153

(2)水泵功率P2(KW)

 

37

运行天数H(天)

 

120

每天运行小时数(h)

 

10

机组全负荷使用率

 

0.7

当地电价(元/度)

 

0.8

运行总费用(元)

 

127680

单位面积的能源消耗费用

 

14.55

 

1.5与其余空调形式对比

比较项目

地源热泵

多联空调+市政管网

初投资

主机设备投资70-130/m2

末端设备投资70-80/m2

主机设备投资80-100/m2

集中供热开口费35元/m2

末端设备投资70-80/m2

运行费用

夏季7.03元/左右

冬季11.8元/左右

年运行费用19.48元/㎡左右

多联空调夏季运行费用约12~15元/㎡;供暖价格约为26元/

全年的运行费用为37~41元/

是否节能

节能

不节能

时间调节

主机开关自己控制,秋冬过度季节可自己调整空调开关

多联空调同地源热泵,但集中供热供暖时间由市政部门确定,时间调节不够灵活

使用效果

制冷、制热效果好,房间内空气清新、舒适

制冷、制热效果好,房间内空气清新、舒适,但温度不宜控制

能源形式

消耗部分电能,利用地热能采暖、供冷

消耗部分电能,夏季利用空气能制冷

冬季采用市政蒸汽采暖

设备效率

地源热泵消耗部分电能,能耗比为4-6;

单冷空调:消耗电能,能耗比3.0-3.5,

多联空调:消耗电能,能耗比3.0-3.5,

集中供热:燃煤或燃油

 

 

现场效果

1、车间采用地源热泵中央空调

 

 

2、公司办公楼采用地源热泵中央空调

 

 

3、公司宿舍采用地源热泵中央空调