地源热泵集中供热系统规划方案与可行性分析报告

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1、地源热泵集中供热系统规划方案与可行性分析报告河北省高碑店市上东新城住宅小区地源热泵集中供热系统规划方案及可行性分析报告目 录第一章总论错误!1.1 概述错误!1.2项目提出的背景和建设的必要性错误!1.3编制依据及研究范围 错误!1.4 主要指导思想和技术原则 错误!1.5可行性研究结论 错误!第二章项目目标及效果分析 错误!2.1国家发展规划以及有关政策法规错误!22污染现状及存在的环保问题 错误!2. 3本项目拟采取的防治措施及实现的目标和预期效果 错误!2.4从清洁生产可持续发展的角度进一步阐述项目建设的必要性 错误!第三章工程技术方案 错误!3.1厂区总体规划及平面布置 错误!3.2

2、治理方案错误!3.5治理前后污染物排放对比错误!3.6治理后环境状况分析预测 错误!第四章原材料及辅助材料供应及消耗 错误!原材料及辅助材料供应及消耗 错误!第五章公用工程、土建工程及配套设施 错误!5.1 供电错误!5.2供水错误!5.3 土建工程错误!5.4 工程总体指标 错误!第六章厂址条件和厂址位置 错误!6.1厂址地理位置 错误!6.2 厂址自然条件错误!6.3厂址选择意见 错误!第七章环境保护错误!7.1编制依据错误!7.2应坚持的原则错误!7.3 环境影响因素分析错误!7.4 具体防治措施错误!7.5 结论错误!第八章劳动保护与安全卫生 错误!8.1运行过程中的职业危害因素分析

3、错误!8.2防治措施错误!第九章消防错误!9.1 设计依据错误!9.2 消防任务及防火等级 错误!9.3 消防措施错误!第十章节能错误!未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未

4、定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。第十一章 生产组织与劳动定员 错误!-19 -未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。 未定义书签。11.1 生产组织和劳动定员 错误!11.2运行管理错误!第十二章施工条件和进度计划 错误!12.1施工条件错误!12.2 施工进度计划 错

5、误!第十三章投资估算与资金筹措 错误!13.1投资估算依据错误!13.2项目总投资估算错误!13.3资金来源及资金筹措 错误!13.4投资计划错误!第十四章项目评价错误!14.1 基础资料错误!14.2社会效益评价错误!14.3环境效益评价错误!14.4项目总经营成本费用估算 错误!14.5项目年效益估算错误!14.6财务盈利能力分析 错误!14.7投资回收年限错误!第十五章结论与建议 错误!15.1 结论错误!15.2建议错误!1、工程概况1 ）、位置及规划范围上东新城位于河北省高碑店市区南部，南防洪大堤以北。基地东临城 市干道一一东盛路，西接经十五路，北临规划的纬七路，南至迎宾路，建 筑周

6、边有宽大绿化带，规划总用地面积 180516.84平方米。在规划设计中把小区主干道走向曲折，使小区内部的空间更富于变化， 创造更为有利的小区整体形态。在总体空间结构的安排上，把各片区作为 一个整体进行考虑，通过交通、绿地和景观把小区的各个区域有机地串连 起来。2）、现状小区基本概况基地现状大部分为上东新城居住用地，居住建筑多为6层楼房，居民建设用地约24229平方米。其次还有少量的商业用地和其它用地。3）、交通组织该小区的道路系统规划，遵循“通而不畅”的原则，采用环形道路作 为小区干道骨架，外连城市支路，内接宅前路，以确保小区交通的安全、 通畅、便捷。小区的道路系统分为两级：小区级道路和宅间路

7、。小区级道 路路面宽6-7米，宅前路面宽3-4米。开发小区规划设有4个出入口，主入口设在中部东西向的城市支路（红 线25米）上，次出入口设在南北走向城市支路（红线 20米）上；西南部 出入口也分别设在两条城市支路上。小区的步行系统同小区的景观体系连成一体，使人进入小区，就在优 美的环境里穿行，直达自家门口。本着政府指导扶持、企业建设管理的原则，上东新城新建小区灵活运用市场运作规则，正确处理当地居民、消费者、投资人、政府和社会其他 成员之间的利益关系，通过体制创新、资源整合，实现超常规发展，创造 财富、增加税收、解决就业，有效提升当地政府形象。上东新城开放创新、兼容并蓄，通过创新体制和管理模式，

8、努力营造符合现代市场经济发展规律的现代卫星城运行机制，为投资者创造出一个 成本低廉、运作顺畅、安全高效的投资环境。1.1项目简介上东新城改造建设坚持“以人为本”新理念，以“时代特色和地方性 居住环境”为主题，积极采用新理念，新技术，新产品，在兼顾环境质量 和社会、经济效益的同时，营造人与自然和谐共生的生活环境。以批准的控制性详细规划方案为基础，以安全、适用、经济为原 则，符合现行国家规范和高坝店市地方相关条例的要求并积极采用新技术、 新材料、新设备，做到技术先进，经济合理。充分体现“以人为本”的现 代设计思想。提倡“性能化”设计，创造一个环境优美，功能完善，与新区建筑相协调的热力空调系统。最终

9、实现经济效益和社会效益、环境效益的 统一。完成项目28.7万m建筑热泵集中供热采暖系统设计、安装与施工，并 通过工程示范，建立完善应用浅层低温水的热泵技术的法规政策、技术和 标准体系。开发城市中水、污水源热泵技术集中供热；研发一批具有自主 知识产权的热泵设备及成套技术。为在河北地区尤其是在住宅区规模化推 广应用热泵技术做好政策、技术、标准和成果扩散的准备。1.2项目概要热泵式供热（冷）系统是依据国家专利技术，由天然冷热源（水源） 系统、热泵机组及热力管网等组成。其特点是高效节能、环保、经济。我 公司通过实地考察，多方咨询，多方比较，建议在新开发改造建设的岳庄 村28.7万平米建筑中整体采用热泵

10、技术供暖，利用项目所在地天然热源， 丰富的“地下土壤热源”资源，采用“土壤热量交换”联动热泵技术，实 现对全区居住项目、公共设施项目进行集中供热的节能环保示范项目建设。根据国家地源热泵设计施工规范和行业、企业标准，大面积实施热泵 系统工程须对项目所在地地质情况进行全面勘探，设计、专业施工单位还 需准确地计算项目可利用土壤 25-30年总的地下土壤热平衡一一“热汇” 计算，科学合理地利用地能进行供热，而不影响热泵项目的长期、安全、 高效的运行。根据现阶段国家、国际能源现状和国家节省能源法十一五节能规划要点节能建筑管理条例可再生能源法的相继出台，可看出节能 工作万分重要。而采用热泵技术，利用天然冷

11、热源向城市建筑集中供热（冷） 系统，是一种新型的环保的可再生的能源利用方式，如在本项目中得以实 施，将使高碑店市在新能源利用上，创造保定地区总体建设规模（热泵系 统）最大、系统形式（热泵）最全的节能示范项目，对推进保定地区现代 化城镇建设具有明显的示范作用，其最大的社会意义是节能、节水、节电、 无污染、保护环境。因此，建议高碑店市政府、建设主管单位、开发单位能够支持该项热泵集中供热示范工程项目的建设，多方论证实现项目规划 建设实施，为美化环境，造福人类做出贡献。同时建设单位也可根据国家建设部、河北省发改委和“京都议定书”中CDM减排援助项目等的示范项目申报要求，积极申报，以获得各界的项 目援助

12、，减轻投资压力。2、项目的技术可行性和成熟性 2.1基本原理及关键技术热泵定义：通过消耗少量高品位的能量，将土壤里、江、河、湖泊水 中及废水中或空气中大量不可直接利用的低品位热能变成可直接利用的高 品位热能的装置叫做热泵。大功率无燃料供热冷机组（地源热泵）是根据“卡诺”循环原理。利热用二S一Iu?i用天然冷热源作为低位能源，冬季，借助机组系统，通过消耗少量电能 （25%）,不断地将水中（土壤中）大量的低品位热能取出来，变成高品位的 热能，供给建筑物的采暖或空调系统。其运行过程是将温度相对恒定土壤 中的水，连续不断地按规定流量送到水源热泵机组，再由机组内的压缩机 工作，迫使工质（R22制冷剂）蒸

13、发、压缩，？吸收这些循环水中的热量，使 其温度降至5C以下，再回放到原取水层位。机组吸收的热量再通过工质的 冷凝而被释放出来，用以加热采暖系统水。最高供水温度可达60C。夏季制冷时，机组进行反向循环，利用低温水作为机组冷却水，而常规制冷机 则是利用室外冷却塔水循环冷却（或室外空气），其温度一般都在 30C- 38C,而夏季土壤中的浅层水却只有 15C 17C，比循环冷却水（空气） 低7C 15C，大大提高了机组的工作效率，从而达到节能的效果。本项目产品结构由压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀及制冷元件 和微电脑控制器系统组成；所有部件压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤 器和微电脑控制系统均安装在

14、机体的体内；压缩机的进、出端分别通过管 路同机体内的蒸发器和冷凝器相连接，蒸发器的出口端通过管路同干燥过 滤器相连接，并在出口端装有热力膨胀阀；在压缩机的顶端装有自动回液 阀。本项目压缩机根据担负建筑面积不同，根据建设项目规模大小选择半 封闭螺杆式压缩机，蒸发器、冷凝器选择为壳管式换热器。该机组根据型 号的不同可分别独立担负200平米到40000平米民用建筑工程的供热冷要 求，较大供热冷区可两个或多个以上机组连接组成多机组使用。根据项目规划容积率指标等估算，一般一个热泵循环系统最大供热面 积不宜超过30万平米机组实物图片（大连奥德一热泵机组）：2.2项目的技术经济特性 高效节能：冬季，供热系数

15、高达4.3，正常为输入1KW的电能，可产 生4KW左右的热能；夏季，输入1KW的电能，可得到4.5KW（4倍）以上的冷 量。能源利用效率为电采暖的3-4倍。 绿色环保：该机组在供热时，省去了锅炉房系统，没有燃烧过程， 不排放任何废物，无需设烟囱。制冷时省去了冷却塔，避免了冷却塔噪音 及霉菌污染，使环境更加洁净优美，是真正的绿色环保产品。 节省费用：该机组运行费用低。冬季供热，其地下水和电相当于供热锅炉燃用的煤、油或气，而从废水中提取的热量占总热量的70-75%。机组在制热过程中，有70-75%的“燃料”是不用花钱的。所以，其运行费用 仅为燃煤供热锅炉的3/4，燃油锅炉的3/10，?电热锅炉1/

16、4。每平方米建 筑面积供暖运行费用只有10 16元/ 个米暖期。而目前的锅炉供热收费 标准为22-25元/平方米，1?万平方米建筑物一个采暖期可节省采暖费 9-12 万元，可节省燃料煤350?吨，减少烟尘排放量385万立方米。 操作简便：该机组运行维护十分简便。全部为自动化控制，每班只需1个人，操作人员仅为锅炉的1/4。 维修量小：燃煤锅炉每年换炉排、修炉拱等费用，年平均需投资 1 元/平方米，以10万平方米供暖面积计算，使用该机组每年可节省维修费 用约10万元。 初投资省：用该机代替锅炉供暖的一次性投资为每平方米采暖面积60-80元/平方米，低于或等同于城市集中供热入网费。用该机组代替传统

17、的中央系统，其总投资可节省3040% 节约资源：以地下土壤为源体，吸收热量，从而达到供热的作用， 不会对地下土壤结构造成污染。 节省土地：该机组占地面积小，机房不需要单独考虑建设位置，可与变电所合建（设于变电所下面），作成半地上、半地下式，层高 3.3米即 可，省去了锅炉房及与之配套的煤场的渣场，？节约了土地资源。该机组占地面积仅为锅炉用房的1/10-1/15。以一个？10万平方米的小区为例，该机 组机房面积仅为150?平方米就足够用，而建锅炉房则需占地至少1500平方 米。凡3.5?万平方米以上规模的小区，即能省出一栋楼的位置，可建 2000-5000平方米的住宅。？其剩余价值足够支付安装该

18、机组的费用。 用途广泛：该机组一机多用。利用一套设备可以在冬季供热，夏季 制冷，同时供应生活热水，可广泛应用于城市区域供热（暖气片、地板热 系统均可）；建筑物（宾馆、商场、学校、办公楼、酒店、大型公共设施、别墅及高级住宅小区）中央空调（风机盘管、全空气系统均可）；游泳池水加热；水产养殖及工厂种植（养殖水加热、室温、地温保持均可）。 经久耐用：该机组主机及辅件采用世界名牌压缩机一一德国比泽尔 或意大利莱弗康公司的产品，厂商保证主机安全运行5万小时，正常使用约合15-23个采暖期。2.3项目的成熟性和可靠性热泵技术源于90世纪初，于90世纪中期60年代能源危机时在欧美发 达国家发展起来，每年都以2

19、0%速度递增，几十年的应用证明热泵技术环保 节能、成熟可靠。我国在90年代中后期引进该项技术，经8年的推广应用，在全国已建 成热泵项目近千个，总建筑面积几千万的建设规模，证明该项技术在我国 是可行并安全的。国家、各级政府等颁布的多项法律、条例、通知等都明确提出：提倡、 鼓励使用热泵技术。从侧面反映热泵技术的成熟。于2006年元月颁布实施地源热泵系统的设计施工规范，进一步规范和肯定了热泵系统的安全可 靠性。本项目拟采用的热泵技术已于 2000年10月14日获国家知识产权局授 予实用新型专利证书；并通过国家产品质量监督检验所的质量检验，同 时获得国家建设部新产品的认证。现国内已有3600多万平米成

20、功示范项目。3、项目的技术水平与国内外技术发展状况3.1技术水平本项目拟采用的热泵技术是由大连奥德空调集团有限公司提供，该公 司与世界著名的压缩机制造商一德国比泽尔(Bitzer)公司合作，于1998年成功地研制开发了 SSR系列，0.012.0MW供热冷量等不同规格的无燃料供 热热泵机组及热泵机组集中供热（冷）整套技术，公司拥有100%勺知识产权，利用一套设备可以在冬季供热，夏季供冷，同时四季供应热水。据专 家预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。经中国科学院上海文献情报中心查证结论为：该机组在整体技术、结 构及主要性能指标上已达到国际同类产品先进水平。其创新性和先进性在

21、 于以全新的概念进行最佳的整合设计，是唯一获得此种类型水源热泵机组 的国家专利（专利号：ZL00202282.6）。先后被认定为：高新技术成果转化 项目和国家建设部重点推广项目。该项技术已列入中国高新技术产品目录产品；建设部公布首批住宅建 设推荐新技术新产品；国家经贸委十五新能源和可再生能源产业发展规划 重点项目；国家经贸委公告第5?号：当前国家鼓励发展的节水设备等。3.2国内外技术发展状况国内现状：我国的热泵技术研究工作始于五十年代，取得了一些研究成 果。八十年代在工业废热的利用上，应用了热泵技术。民用热泵仅限于小 型的空气热泵（如家用供冷暖的空调机）。空气热泵由于受室外温度限制（低 于零下

22、7度将无法正常工作），？很难在三北采暖地区广泛应用。国外现状：水地源热泵的历史可以追溯到 1912年瑞士的一个专利，而 水源热泵真正意义的商业应用也只有近几十年的历史。尤其是近三十年来， 水源热泵空调系统在北美如：美国、加拿大及中、北欧，如：瑞士、瑞典 等国家取得了较快的发展。二十世纪七十年代初爆发的石油危机，使热泵技术得到了迅猛发展。美国1971年热泵发货量为8万台，到1976年五年间，？就猛增到30万台, 到1979年美国已经有200?万套各种类型的热泵装置在运行。 如今，热泵技 术已经成为节能环保的技术产品，在世界各工业发达国家正越来越多地得 到应用。在瑞士和德国，已经有大量的热泵设备得

23、到了应用。这些热泵，?主要是集中供暖，？供热量通常在10005000kw之间。这种装置不仅有利 于集中控制能量，而且还达到了高效节能的目的。据统计，作为家用的供 热装置中热泵所占比例，瑞士为 96%奥地利为38%丹麦为27%4、项目技术实施单位概况 4.1单位概况大连奥德空调集团是一家集科研、生产、安装、经营为一体的股份制 企业，是全国首家也是截止目前为止的唯一一家获得“半封闭壳管式换热 器热泵机组” “污海水源热泵机组”国家专利的热泵专业生产厂家。（专利号：ZL 00 2 02282.6 , 200410155197.2 和 2004201503423 ）。公司多年与德国比泽尔公司，丹麦 A

24、PV公司以及天津大学、重庆大学、 大连海事大学热能动力系等科研院校合作进行热泵技术研究，不断提高产 品技术档次。经众多用户使用，充分体现出奥德水源热泵的高效、节能、 环保、经济的特点。公司现有职工586人，其中高级工程师11人，中级39人，各类专业 技术人员122人。公司经济实力强，技术力量雄厚，坚持以市场为导向， 自主开发为基准，引进吸收欧美发达国家先进技术，生产适合中国国情的 空调产品。随着企业的不断发展，先后在大连设有热泵技术研究中心和大连 奥德热泵厂作为研发和生产基地；在上海设有水源中央空调有限公司作为 技术信息中心；在北京设有奥德新能源服务有限公司作为运行服务中心； 在天津设有奥德新

25、能源研究所；在瓦房店设有空调安装工程有限公司为用 户提供系统安装服务。截止到2010年底,大连奥德热泵空调集团已在北京、天津、上海、广 西、贵州、河南、河北、内蒙、辽宁、吉林、福建、山东、山西、湖北、 江西等十几个省市自治区的400多个项目，1000多万平方米的工程中成功 应用（其中包括国家级项目、世行贷款项目多项）,积累了丰富的热泵空调、 米暖系统设计、施工经验。公司已取得国际质量管理体系ISO-9001: 2000认证和机电设备专项安 装资质（二级），获得了众多的荣誉及称号，公司始终严格按国家现行施工 质量标准要求进行生产管理，保证施工质量和产品质量。是目前国内唯一 坚持研、产、供、销、安

26、装、售服为一体的节能空调产品开发单位。公司高层管理人员具有丰富的项目经营管理和市场拓展能力；专业技 术及销售管理人员平均年龄不到 35岁，是一支有高专业水平、具有开拓精 神的年轻队伍。4.2项目实施单位技术负责人情况于永辉，男，55岁，高级工程师，现任公司董事长兼任总经理，总工 程师，历任五届辽宁省大连市人大代表（第九、十、十一、十二届、十三 届、十四届）；辽宁省瓦房店市公用事业局副局长、总工程师；市科协副主 席；辽宁省大连市空调制冷学会副主任委员；辽宁省瓦房店市建筑设计院 副院长等职。工作29年来，在工程设计中成绩突出；先后荣获各级各类荣 誉称号40多次和国家发明和实用新型专利各两项。从事暖

27、通空调专业技术 工作以来，先后有9个项目11次获省(部)、？市级科技成果奖和科技进步 奖；在省以上杂志发表技术论文？31篇，并有5篇论文获国家、省、市优秀 科技论文奖。其中“半深井射流瀑气活性污泥法处理北方地区屠宰废水新 技术”填补了国内空白。1973年其结合本职工作开始自学暖通专业技术； 1974年进入勘测设计室担任暖通设计；1981年出席全国首届青年自学成才 经验交流会，受到国家主席的接见；并荣获国家颁发的“自学成才奖励证 书”，成为全国自学成才的典型。1988年破格晋升为工程师，1991年任建 筑设计院副院长、专业负责人；1993年被评为大连市“拔尖人才” ，1994年 又破格晋升为高级

28、工程师。1994年被授予市“十大杰出青年” 。1994年完 成的“蒸汽管道直埋敷设”研究课题，获国家实用新型和发明专利，获多 项国家奖。被评为全国最佳环保推广项目，获国家环保局技术成果奖，国 家环保科技进步三等奖；1997年该项技术还应德国暖通空调学会邀请，到 柏林进行技术交流。1998年研制的“智能型自锁式热计量表”获国家发明 专利。2000年开发研制的“大功率无燃料供热机组”获国家实用新型专利 证书,大连市科学进步奖。5、项目建设热力规划5.1建设规划设计依据及气象条件采暖通风和空气调节设计规范(GBJ50019-2003)地源热泵工程设计施工规范(GB91970-2006)供水管井设计施

29、工验收规范公共建筑节能设计标准(GB50189-2005 )建筑规划等专业提供的本工程有关设计资料气象参数(高碑店市)基地位于中国北方河北省高碑店市，地处温带半湿润季风区域，大陆性气候显著。该地区四季分明，全年气候温差较大，春季干燥多风； 夏季炎热多雨，多东南风；秋季干爽；冬季寒冷少雪，多西北风。年平均 气温16度。雨水充沛，雨日为140天，主要集中在5-8月，年平均降水量约931mm,无霜期为230天。高碑店市地区：冬季采暖室外计算温度：-9 C冬季空调室外计算温度:-11 C夏季空气调节温度：34.8 C夏季空气调节日平均温度：29.6 C夏季空气调节室外计算湿球温度：26.8 C年平均温

30、度：12.3 C极端最低温度：-22.0 C冬季平均温度：-0.9 C最大冻土深度：55cm极端最高温度:43.3 C采暖期：120-144天工程方案设计依据1、根据建设单位提供的高碑店市上东新城项目一期集中供热拟采用地源热泵地板热采暖系统的建设使用要求；2、建设单位提供的建筑规划平面图及功能需求；3、设备厂家产品样本说明书；4、现行有关设计、施工规范。5.2工程设计原则地源热泵地板热采暖系统工程是上东新城住宅项目一期工程的配套工程，总建筑面积约28.7万川；要求采暖系统设计与整体工程设计理念结合， 与土建工程同步进行，以尽快发挥其经济效益和社会效益。工程方案中应明确的设计原则如下：1、充分利

31、用土壤中的低品位热源，采用节能、环保的热泵技术，做到热能综合利用，达到最佳经济运行状态。2、室内温度设计：冬季18C。3、 系统的热源设备按大连奥德大功率地源热泵机组设计选用，设集中 式供暖机房。4、室内末端系统设计采用“低温水地板辐射采暖”系统。本工程设计方案遵循技术先进、投资省、效率高、经济实用、节省能源，无污染，运行管理简便的原则。5.3 地源概况本工程现场可利用的地下土壤资源可满足地源热泵冬季采暖运行的需要。根据保定地区水文地质资料情况可知，其地下120米以下地层平均初始温度为14.0 C5.4工程设计及施工范围1、工程设计范围：地源热泵集中供热机房设备、工艺管道及电气控制设计，室外土

32、壤埋管换热器系统、室内末端地板热系统及室外热力管线系统等设计。2、工程施工范围：地源热泵供热机房设备、工艺管道安装、机房内电气控制安装，室外 土壤埋管换热器系统安装、室内末端地板热系统安装及室外热力管线安装。6工程方案6.1 热负荷根据建设单位提供的项目规划平面图，结合我公司在以往同类地板热采暖系统工程设计施工中积累的经验，确定该住宅小区一期26.2万川（因一期工程内各个建筑单体户型设计、功能不明，这里按照一般住宅区综合 考虑）工程的采暖负荷指标为45w/（含3w/的管网损耗），公建部分2.5 万川（含5w/川的管网损耗），计算如下：住宅 26.2 m2X 45w/X 0.9=10611KW公

33、建 2.5 万 mx 55w/ mx 0.95=1306KW总采暖期平均热负荷11917KW采暖期平均热负荷系数：tn-t p=地源热泵集中供热系统规划方案与可行性分析报告tn 计室内计算温度tp 暖期平均计算温度tw 计室外计算温度18-（ -2.1 ）保定地区 =0.6518-（-12）6.2地埋管换热器设计一、地下土壤换热量计算根据上述计算的热负荷，计算该工程冬季的地下换热量，即冬季从土 壤吸收的热量，计算如下：冬季吸热：11917kwK 0.75=8937kw二、地下热交换器设计选择根据该工程所在的地理位置及地质条件可确定地质条件良好，建议钻设120m的深孔，每个管孔可实现5.06KW

34、左右的热交换量。根据当地地下地质结构及土壤类别热物性估算每个换热管孔需要占用的地面面积约为1625 。这样根据该建筑计算负荷以及可作为埋设地耦管的空地面积数 据，评估具备采用垂直式地耦管系统的条件。综合考虑现场可用地表面积及土壤热特性及开挖钻孔费用，运行费用，本方案推荐地热交换器采用垂直竖井布置，埋管方式为双U型管并联同程的形式，管材选用聚乙烯（PE管材。流程示意图如下：地源热泵集中供热系统规划方案与可行性分析报告根据保定地区地质资料，项目所在地钻设120米深孔，可实现40w/延米的冬季取热量，则该项目工程一期工程冬季集中采暖系统室外地埋管管长计 算如下：按埋管换热传热量计算：冬季吸热40w/

35、m （每延米井深），具体计算公式如下：L= Q1 X 1,000 宁40其中L 竖井埋管总长（m）Qi冬季从土壤吸收的热量（kw）分母“ 40”是冬季每延米埋管管长吸热量（w/m）竖井数目及间距：竖井深度按 120m计算，间距56米（具体深度及 间距依据现场勘探结果而定）N = L H其中N竖井总数（口）L 竖井埋管总长（m）H竖井深度（m）U型管竖井的水平间距取5m根据上述换热量计算该建筑地热交换器埋管管长及钻井个数：L =8937 X 1,000 + 40=223425mN=223425n 120m=1862考虑系统同时使用率和埋管地温变化，取井数：1862 口三、室外换热器施工工艺U型管

36、，并在钻孔内土壤埋管换热器的地源热泵系统是在钻孔内置入灌注传热材料，上部用直径较大的 PE管连接，与地源热泵机组换热器形成 一个密闭的循环管路，与热泵和室内散热循环体系组成地源热泵系统。其 施工的工艺流程如下：1、放线、定位根据现场情况，依照设计图纸及地建地基基础图进行施工现场定位， 竖孔间距为5m如遇到自然基础桩基梁处等应适当的避让。2、钻孔直埋式地源热泵需要用钻机进行施工，要求钻机的钻进深度达到150m，本工程设计孔的有效深度为120m钻头的直径为200mm由于钻孔 深度较浅，一般采用常规的正循环钻进方法。钻孔施工完成后孔壁必须保持完整，如果施工区地层土质比较好，可 以采用裸孔钻进；如果是

37、砂层，孔壁容易坍塌，则必须下套管。裸孔钻进 时，要求泥浆的密度在1.25g/cm3左右，以保证形成比较稳定的孔壁并逐渐 降低泥浆浓度（加清水）。成孔时，要求最后上返泥浆的密度 1.08g/cm3左 右，且泥浆中基本不含砂粒。3、U型的制备按照事先设计好的接管方式，把 PE型管制备好，要求U型弯接头的 溶接作业在室内进行，以保证接头熔接的可靠性。在场地内展开 U型管， 以方便其进入孔内。注入换热剂，换热剂可以增加 U型管的整体重力，使下管更加容易， 并作为传热介质，确保换热剂无泄漏后，在PE管的U型接头处捆绑配重，配重一般选用 815mm勺钢筋，长度为2.5m左右，根据下入PE管的根数 决定配筋

38、的数量，一般下入3根PE管配1根筋，下入5根PE管配2根筋。4、下U型管U型管的下放是工程的关键，因为下入 U型管的深度决定着采取热量 释放冷量的多少，所以必须保证下入 U型管的深度。下U型管的方法十分 简单，一般采用人力下管，一方面人的感觉可以判断 U型管的完好与否； 另一方面，人力也足以使其完全的下入孔内。在施工过程中，由于孔内情 况复杂，下入U型管时可能会遇到很大的阻力（主要来自孔壁对 U型管的 摩擦阻力），可以采用如下方法进行下管：在 PE管上套上粗麻绳，辅以扶 正机构，通过加力杠杆作用与粗麻绳上，以便下管。5、灌注注浆是为了填充U型管与钻孔孔壁间的间隙，使其具有更好的传热性 能。填充

39、材料的选择决定了传热率的大小，最好是把钻孔所取的岩土体进 行回填，但是这在工程上实现起来比较困难，所以一般选用特殊物质制成 的专门的灌注材料。灌注时，要求泥浆泵的泵压足以使孔底的泥浆上返至地表，当上返泥浆 密度与灌注材料的密度相等时，认为注浆过程结束。注浆时，必须保证注 浆的连续性，否则会降低传热效果，影响工程质量。注浆是由与U型管一并下入孔内的注浆管完成的。6.3设备选择根据上述热负荷和地埋管热交换器计算，其主要设备选择计算如下： 地源热泵选择为大连奥德生产的大功率地源热泵机组。该热泵是大连 奥德自主开发的一种大功率纯水源热泵机组。该机组完全按热泵工况设计，并充分考虑城市集中供热对水温的要求

40、，压缩机采用世界一流公司（台湾 汉钟）生产的专为水源热泵机组配置开发的的半封闭紧凑型螺杆式压缩机， 并且带有“自动喷液超温保护装置”，使机组冷凝温度（供水温度）可达55C。 我们知道，螺杆式压缩机由于没有进、排气阀，易损件少，使它具有2-5万小时的安全运行周期，它的零件数仅为活塞机的1/10。据统计在3000小时运转期间，活塞机的故障是螺杆机的 10倍；在12000小时运转期间， 活塞机的故障是螺杆机的 4倍。螺杆压缩机属于回转式机型，它的振幅是 往复式的1/5;螺杆式压缩机对湿行程不敏感，安全可靠。因此，在热泵 机组上选用螺杆式压缩机具有无以伦比的优越性。该机组的蒸发器、冷凝器采用奥德独有流

41、程设计的壳管式换热器，该 换热器不仅设计流程合理，可清洗（使机组制热冷量长期运行衰减问题得 到解决），而且其蒸发完全，传热效率高，传热温差可以小到2C,这对充分利用地下水中有限的低品位不可直接利用的热量是极为有利的。地埋管 热交换器采用聚乙稀PE管，该管具有极强的耐压和抗腐蚀性，可长期稳定 的服务于采暖系统的需求。该机组已获中华人民共和国专利，专利号为：ZL00202282.6。该机组具有如下五大特点： 完全按热泵工况设计，50 C的冷凝温度（供水温度）是国内独一无 二的。 国内热泵中唯一选用带自动喷液保护的半封闭螺杆式压缩机，使机组可在高温下连续安全运行。 机组的“四大件”（压缩机、蒸发器、

42、冷凝器、制冷元件）和控制系统全为世界一流产品。 质优价廉，性价比优良，每瓦热量价格相比较国内同类产品价格较 低。1、根据上述负荷计算，确定该 28.7万平米住宅区地源热泵的规格、 数量。选择单台产热量为2068kw的“SSR-2000DB2型”大连奥德大功率水 源热泵机组6台。机组在运行期间可以根据室外天气气温的变化和系统的 供回水温度做相应的能量调节。2、土壤换热器系统循环水泵选择冬季供热工况最大循环量计算11917kw x 1000X 0.86G =3416 吨/h3Cx 1000X 1根据冬季采暖工况最大循环量选用 350/480-110/6 (z)型土壤换热器 循环水泵4台(Q=860

43、T/h, H=28m N=110kW,冬季运行3台，备用1台。3、采暖系统循环水泵的选择由于室内系统设计为“低温水地板辐射采暖系统”按国家规范其采暖 系统供水温度宜大于60C，结合热泵系统能效，本系统设计供热参数为： 48C 40C。11917kwX 0.86GX 1.05=1345 吨/ h8 Cx 1选用：200/315 55/4 型循环泵 4 台，Q=400T/h N=55kw H=32m 运行3台，备用1台。4、补水泵的选择系统侧补水泵：KQL50/200-5.5/2 , 2 台，N=5.5kw、H=50m（暂定），Q=15T/h, 1 用 1 备。地源侧补水泵：KQL50/110-3

44、/2 ,2 台，N=3kw H=16（暂定）,Q=15T/h, 1用1备。7.1室内系统室内米暖系统设计为低温水地板敷设米暖系统。水系统采用焊接钢管，单元立管设在楼梯间或管井内，水平盘管采用 PEX胶联管。为便于运行管理，每户设锁闭调节阀门，予留热计量装置位置。8.1 室外管网一、 土壤埋管循环管网，设计采用焊接钢管外缠2布三油防腐，埋地 敷设。二、室外热力管网采用成品聚氨脂保温管，支状布置，直埋敷设。9 土 建结合暖通专业设备选择的要求，一期工程地源热泵机房拟设 2个集中 机房，考虑设在小区地下车库内，位置相对与一期工程中心，层高3.3米以上。建筑面积约200 。要求有独立供电、水和排水系统

45、。10. 1 电 气一、电气设计依据根据暖通空调专业提供的电气设计资料和电气设计规范进行设计。二、设计范围地源热泵供热机房的配电、设备控制、接地等。三、设计内容1、机房配电及控制。380V/50Hz/3F+T+N 配电，由甲方2、电源：电源采用三相五线制配送至采暖机房内配电柜上端。四、用电负荷计算:设备名称设备数量（台）设备功率（kw）用电负荷（kw）地源热泵2.0MW54742370地源侧循环水泵4110440系统侧高区循环水泵355165系统侧低区循环水泵355165地源侧补水泵236高区系统侧补水泵27.515低区系统侧补水泵25.511其他55安装容量3177102运行人员编制地源热泵

46、系统自动化程度高，运行管理简便，机房采暖系统运行维护 可实行“两班制”，总计人员为5人，每班2人，1人替班即可。103地源热泵采暖系统运行费用分析地源热泵冬季采暖运行直接费用分析冬季采暖期设备运仃直接费用分析：设备名称设备数量设备功率运行小时/:E米暖天数攵米暖系数攵电价电费（元）地源热泵5474241440.670.52743891.2C地源侧循环水泵2110241440.670.5254707.2C系统侧循环水泵255241440.670.5127353.60系统侧循环水泵355241440.670.5191030.40地源侧补水泵13414410.5864.00系统侧补水泵15.5414

47、410.51584.00系统侧补水泵17.5414410.52160.00人工费5人*2000元/月*6个月60000.00合计3381590.40建筑面积（m2）250000.00每平米运行费用13.5310.4分析结论1、 上东新城住宅项目一期地源热泵集中地板热采暖系统冬季144天采 暖运行直接费用为13.53元/ ，是同比城市集中供热收取的供热费（按照 25元/川考虑）的53%考虑维护、管理、折旧、税费等总费用不会超过 18 元/ ，年可节约或获得运行收入约 230万元。2、地源热泵供热系统投资约为 4300万元左右，平米投资150元，其 热源部分投资仅为82元/ ，其投资与集中供热入网

48、费相当、但运行管理自主权大、投资灵活，而且可实现环保零排放，无任何污染，没有传统采 暖系统所必需的燃料消耗（煤、粉、灰和烟气）带来的污染，对美化建筑 周边环境大有益处。3、 大连奥德地源热泵机组的主要部件全都采用世界一流产品，性能可 靠、质量保证、经久耐用，并可实现全自动无人操作。是真正的高效节能，绿色环保产品。6、结论通过上述分析，并从“建设规划设计方案”中可以看出：本方案的建 设成功将取得巨大的经济效益和社会效益。6.1经济效益高碑店市上东新城地源热泵集中供热系统运行年费用约为：冬季：13.53元/叱与单供热运行费用比较就是集中供热收费的70%为自建区域燃煤锅炉房取暖费用的85% ?燃油、

49、燃气取暖费用的1/3 ,1/2，电取暖 费用的1/4。如果该社区全部采用热泵技术供热，年冬合计可节省运行费用近700万元。6.2社会效应上东新城地源热泵城市级示范项目顺应了国家十一五规划”要求，开发利用地下水中的巨大低位热能，降低高碑店市能耗水平，提高能源利用率， 形成地源热泵产业链，为保定市的经济平稳、可持续增长提供能源保障。按照国家实施新的科学发展观，咼碑店正在致力于不断地提咼技术水平，以降低建筑能耗。地源热泵系统作为一种环保节能的技术正是顺应了 这一要求，无论从节能方面或者环保方面都有传统供热采暖所不可比拟的 优越性。6.3节能效应地源热泵采用地下（土壤热量交换）作为热源是一种清洁的可再

50、生能 源，由于只与地下（土壤）作热交换，故对地下土壤地质结构不产生影响， 地源热泵与传统集中供热，区域锅炉供热相比节能在40噓右，与分体空调 和传统中央空调系统相比，夏季节能在 15-40%,冬季节能在40-50%。6.4环保效应高碑店市上东新城使用地源热泵空调机组在系统中省去了锅炉房和煤 渣场占地，减少了对小区环境的污染影响和设备占地浪费资源。采用地源热泵技术全年可减排 SO9000吨，减排等效CO32万吨，可将 此减排的CO指标，出售给有减排指标的国家，每年可直接从发达国家获取 1200万美元费用用于资源综合利用和环境治理，这不仅为保定地区集中供 热建设中开辟了一条利用国外资金、开展节能和

51、治理污染的新途径，而且 为保定地区加速节约型社会建设，实现国民经济可持续发展做出重要贡献。6.5环境影响分析由于本地源热泵系统采用了先进的“土壤源热泵系统”，确保了地热资源全利用，井群间距设计合理，不会引发任何地质灾害。6.6市场需求分析上东新城改造工程是高碑店市的重要建设工程之一，随着城市的建设 发展，人们对居住环境品质要求的提高，上东新城改造为满足城乡居民搬 迁而投资兴建，是十分必要和有很大的市场需求潜力的，必将带动提升整 个城市居民的居住档次。6.7示范项目推广前景分析高碑店市上东新城建设改造，采用地源热泵技术提供采暖，这项新技 术在该项目中的成功推广运用，将会取得很好的社会示范效应，更

52、顺应了 国家当前的大环境形势。对高碑店市乃至河北省的节能减排工作，推广意 义巨大，示范成果明显，并将推广到整个三北有条件的地区使用。诚请建议市政府对该项目予以关注、支持，推进。大连奥德空调集团公司愿意举全公司之力，配合建设单位做好上东新 城项目地源热泵技术的论证和提供相关工作支持！-33 -目 录1、 工程概况 41.1项目简介 51.2项目概要 62、项目的技术可行性和成熟性 72.1基本原理及关键技术 72.2项目的技术经济特性 92.3项目的成熟性和可靠性 113、项目的技术水平与国内外技术发展状况 113.1技术水平 113.2国内外技术发展状况 124、项目技术实施单位概况 134.1单位概况 134.2项目实施单位技术负责人情况 145、项目建设热力规划 155.1建设规划设计依据及气象条件 155.2设计原则 165.3工程规划方案设计 错误！未定义书签。5.4方案分析 错误！未定义书签。5.5末端采暖空调系统型式： 错误！未定义书签。6、结论 286.1经济效益 286.2社会效应 286.3节能效应 296.4环保效应 296.5环境影响分析 296.6市场需求分析 296.7示范项目推广前景分析 29