1、三山新新家園四期商業配套項目地源熱泵工程可行性分析派力工程有限公司2015-11-10錄第一章 概述3第二章 地源熱泵系統簡介4一、地源熱泵系統概念4二、地埋管地源熱泵系統概念5三、地埋管地源熱泵系統工作原理6四、地源熱泵系統特點6三、建設地埋管地源熱泵系統技術可行性9一、淺層地熱地質條件9二、項目區建設地埋管地源熱泵系統技術可行性10第四章 系統方案設計11一、方案設計說明11二、地埋管地源熱泵系統整體設計方案11第五章 初期投資估算12一、投資概況12二、投資估算12第六章 經濟效益評價17一、兩種系統經濟效益分析17二、社會效益分析18第七章 結論19一、結論

2、19二、建議19第一章 概述1、 工程名稱：三山新新家園四期商業配套項目地源熱泵工程2、 工程概況：三山新新家園四期，包括商業配套、居委會、停車場等，建筑面積約24419平米，制冷制熱面積約20000平米3、 設計要求：建筑物要求冬季供暖、夏季制冷，建筑末端采用風機盤管。4、 空調冷熱負荷計算：5、 夏季冷負荷和冬季熱負荷分別按公式（1）和公式（2）計算：QN=Fq1/1000 （1）QL=Fq2/1000 （2）式中：QN，QL夏季冷負荷，冬季熱負荷（kw）；q1，q2冷指標，熱指標（w/）；F建筑物面積（）。 設計項目設計場所建筑面積（）熱負荷指標(w/m2)熱負荷(kw)冷負荷指標(w/

3、m2)冷負荷(kw)商業用房2000010020001002000第二章 地源熱泵系統簡介一、地源熱泵系統概念地源熱泵系統是結合地源熱泵技術利用可再生地熱資源的一種表現形式。根據地源熱泵系統冷熱源提供裝置不同，分為地下水地源熱泵系統、地埋管地源熱泵系統、地表水地源熱泵系統、深層地熱地源熱泵系統，上述系統均為高效節能的新型暖通系統。地源熱泵系統是利用地下巖石、土壤、地下水和地表水作為低溫熱源，把傳統空調器的冷凝器或蒸發器直接埋入地下，使其與大地進行熱交換，通過地下循環系統循環，提取或釋放大地熱能，通過地源熱泵機組循環系統將能量轉移到建筑物內，從而將低品位能源利用起來。地源熱泵機組是一種新型能量轉

4、換裝置，它可以把不能直接利用的低位能源轉換為可以直接利用的高位能源，其工作原理與普通冷水機組工作原理相同，但同時具有制熱和制冷雙功能。地源熱泵系統由地下循環系統、機組循環系統和室內循環系統等三部分組成，具體見下圖。圖1 地源熱泵系統示意圖循環介質土壤熱交換冷媒循環介質熱交換冷媒循環介質熱交換熱泵機組用戶供暖制冷地下循環系統室內循環系統機組循環系統二、地埋管地源熱泵系統概念地埋管地源熱泵系統由地埋管、地源熱泵機組和末端風機盤管組成。簡單的講，用地埋管代替冷卻塔，用地源熱泵機組代替冷水機組后，普通水冷中央空調制冷系統就變為地埋管地源熱泵系統了。地埋管地源熱泵系統既能制冷，又能供暖，還能提供生活熱水

5、。地埋管是埋于地下的換熱裝置，其通過封閉的循環管道內介質的循環實現與大地換熱的目的，按埋管形式分為水平地埋管和垂直地埋管，目前應用較多的是垂直地埋管。垂直地埋管一般施工于土層之中，孔深一般小于150m。地埋管地源熱泵系統組成見下圖：圖2 地埋管地源熱泵系統示意圖 水平地埋管地源熱泵系統 垂直地埋管地源熱泵系統三、地埋管地源熱泵系統工作原理地埋管地源熱泵系統主要是以富存于淺層地下水和地下土壤中的常溫地熱能，作為夏季制冷的冷卻源、冬季供暖的低溫熱源。即在冬季，把淺層地下水中的熱量“取”出來，供給建筑物室內采暖；夏季，把建筑物室內的熱量“取”出來，釋放到淺層地下水中去，達到建筑物制冷目的。地埋管地源

6、熱泵系統依托埋管內封閉的循環介質間接與地下水和地下土壤進行換熱，不接觸地下水。如圖2，以供暖為例，埋管內循環介質流經地源熱泵后，地源熱泵機組提取埋管內循環介質熱量并釋放至建筑物室內以達到供暖目的，被提取熱量的埋管一次循環水流出地源熱泵機組后與大地進行換熱，其溫度自然又恢復到接近于初始溫度，如此循環，從而達到節能之目的，其節能效果與地下水地源熱泵系統之節能效果接近。四、地源熱泵系統特點1、高效節能本套系統能量主要來源于大地，只是消耗少部分電能將儲存于地下水和地下土壤中的大地能量提取出來，運行費用僅為常規中央空調系統的5070。2、能源可再生地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了45的太陽能量，

7、比人類每年利用能量的500倍還多。因此，本套系統所利用的淺層地溫能是近乎無限的可再生能源。3、一機多用本套系統既能供暖，又能制冷，還可以解決生活熱水，一套系統可以代替原來的供暖、制冷和生活熱水三套系統。4、清潔環保本套系統的運行沒有任何污染，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，而且機組的運行噪音很低，綠色環保。5、節省空間傳統方式供暖必須另建鍋爐房，制冷必須安裝冷卻塔，影響建筑物的整體美觀性，且浪費空間。而本系統不需另建鍋爐房，可將熱泵機組安裝于建筑物的地下室或人防空間，將水源空調井或地埋管換熱器建于綠地之下，不僅節省空間，而且更加美觀。6、運行簡單本套系統采用電腦全程智能自動控制，運行簡單，可

8、無人值守。 7、技術成熟本系統所采用的設備主機-熱泵，其工作原理與普通水冷機組相似，熱泵本身技術不屬于高科技，只是所采用的冷、熱源為新技術。目前能生產水冷機組的廠家幾乎都能生產熱泵，而且其穩定性與水冷機組穩定性相同。8、維修簡單、使用安全、壽命長傳統方式的供暖鍋爐必須每供暖季進行大型檢修，費時費力;而本系統每季度只須檢查循環介質是否充足，磨損部件隨壞隨換，維修極其簡單；傳統方式的供暖鍋爐存在爆炸或中毒等安全隱患，而本機組不燃燒、不排煙，不存在任何人身安全隱患；傳統方式的供暖鍋爐達到使用年限（15年）后必須報廢，因為存在爆炸等安全隱患，而本系統達到機組使用年限（15年）后不存在安全隱患，仍可延長

9、使用，只需更換損壞部件直至機組徹底不能運行后，逐步更換新機組，大大延長了系統的使用壽命。9、資源不受限制傳統方式供暖采用的是常規不可再生資源，受資源緊張限制。如前幾年北京市燃氣緊缺時，多數單位的燃氣鍋爐均被限制開啟，導致供熱緊張。而本系統利用的是近乎無限的地下熱能，無論何時都不受限制，可長期穩定的供暖或制冷。三、建設地埋管地源熱泵系統技術可行性一、淺層地熱地質條件1.1、水文項目區屬于北運河水系，附近主要有清河、京密引水渠等水域。1.2、地層條件擬建場區位于北京市順義區后沙峪鎮經濟開發區，緊鄰裕民大街，擬建場地屬溫榆河沖積平原，最大勘察深度（20.0m）范圍內地基土按沉積年代和成因類型可分為：

10、人工堆積層、新進沉積層和第四紀沉積層。地基土劃分為7個大層，如下：1.2.1 人工堆積層第層：砂質粉土、粘質粉土填土；第1層：粉砂填土。1.2.2 新近沉積層第層：細砂；第1層：細砂。1.2.3 一般第四紀沉積層第層：砂質粉土；第1層：粉質粘土。第層：細砂-中砂。第層：粉質粘土。第層：粉質粘土；第1層：粘質粉土。1.3、地下水條件 勘察期間測到三層地下水。 第一層靜止水位埋深0.3-3.20m，地下水類型為潛水；第二層靜止水位埋深2.90-6.20m，地下水類型為潛水；第三層靜止水位埋深8.20-8.90m，地下水類型為潛水；1.4、地下水補給、徑流、排泄條件本區第四系地下水的補給方式主要有：

11、大氣降水入滲補給、河湖水入滲補給及上游地下水的側向流入補給。地下水徑流：區內地下水的徑流方向為自西、西北向東及東南流動，水力梯度1-2。地下水排泄：本區地下水的排泄方式主要有人工開采、地下水向下游的側向流出等，其中人工開采是主要消耗方式。1.5、地層導熱性項目區第四系厚度約為130-160m，主要以粘性土、中粗細砂、砂礫石為主，底層導熱系數相對較高，適合建設地埋管地源熱泵系統。1.6、地層可鉆性項目區第四系沉積物顆粒較小，主要以粘性土、粗中細砂、砂礫石為主，地層可鉆性較一般，較適合建設地埋管地源熱泵系統。1.7、場地條件經過對項目區現場場地進行調查，并結合項目區建筑物冷熱負荷情況，經分析計算表

12、明，在滿足冷熱負荷時銷毀中心基本具備布孔場地條件。1.8、地埋管成孔可行性根據地層情況、富水性、場地空間狀況綜合分析，銀建泗上基地第四系地層沉積顆粒較小，含部分砂礫石，地層可鉆性一般，熱導率系數較高，具備足夠的場地空間條件。項目區淺層地熱地質條件較好，具備地埋管成孔條件，因此較適合建設地埋管地源熱泵系統。地埋管成孔深度120m,成孔直徑150mm，垂直PE管公稱直徑32mm時，雙U型地埋管夏季換熱量為55w/m，冬季換熱量為40w/m。二、項目區建設地埋管地源熱泵系統技術可行性地埋管地源熱泵系統技術可行性有兩方面，即地埋管成孔可行性和是否具備地埋管布孔的場地條件。地埋管成孔可行性取決于淺層地熱

13、地質條件；場地條件取決于建筑冷熱負荷和項目單位具備的場地空間大小。銀建泗上基地項目區淺層地質條件好，第四系地層沉積顆粒較細，地層可鉆性一般，熱導率系數較高，基本具備地埋管的成孔條件；而且三山新新家園四期商業配套項目具備足夠的地埋管布控空間，為其建筑物提供足夠的冷熱量。故三山新新家園四期商業配套項目地埋管地源熱泵系統工程具有可行性。綜上所述，在該項目地建設地埋管地源熱泵系統是可行的。第四章 系統方案設計一、方案設計說明因建筑物的還未建好，無竣工建筑圖紙，故本方案只進行冷、熱源部分的初步設計，末端另行設計。二、地埋管地源熱泵系統整體設計方案1、主機選用方案根據三山新新家園四期商業配套項目所處地地質

14、條件、水文地質條件，結合消耗中心冷熱負荷和院區場地情況,擬采用地埋管地源熱泵系統。根據機房與末端需求80%配置，機組需要總負荷為：制冷總負荷1600KW，建議選用2臺PSRHH2201-Y地源熱泵機組提供冷熱負荷，單臺PSRHH2201-Y的制冷量為814.5KW，制熱量為816KW；機組制冷工況功率為138.3KW，機組制熱工況功率為180.2KW。2臺機組的總制熱量為1632KW，可以滿足該項目供冷供暖需求。2、地埋管孔數確定三山新新家園四期商業配套項目總熱負荷為1632KW，(供熱總功率360.2KW)。由上一章可知在地埋管成孔深度120m,成孔直徑150mm，垂直PE管公稱直徑25mm

15、時，雙U型地埋管豎孔夏季換熱量為55w/m，冬季換熱量為40w/m。經負荷計算，需雙U型地埋管163440米，地埋管單孔深度120m。即需340眼地埋管換熱器,外加2眼地埋管監測孔則共需地埋管換熱器342個。3、 方案需要用電總負荷 制熱熱泵機組功率360.2KW,水泵需要功率45KW，總電負荷405.2KW建議給熱泵機房預留500KW總負荷。第五章 初期投資估算一、投資概況本投資估算只包括建安工程費，工程建設其他費、預備費，等其他費用甲方另行考慮。1.1、建安工程費建安工程費主要包括冷熱源部分、主機房部分、末端部分及送排風部分部分等四部分費用。其中冷熱源部分包含地埋管及配套管網、檢查井、等主

16、要工程及配套工程；主機房部分包括熱泵機組、機房輔助設備及安裝等工程；末端部分包括新建風機盤管及室內管線等。1.2、總投資本項目總投資為1373.222萬元，其中：機房設備及安裝費用386.25萬元；末端風機盤管水系統部分安裝費用400萬元；室外管線工程費用456.972萬元；末端新風及地下送排風系統130萬元。二、投資估算（一）、建安工程費1、機房設備及安裝工程投資估算機房設備價格估算表序號名稱型號臺數單價（萬元）總價（萬元）1熱泵機組PSRHH2201-Y2 90.00 180.00 2空調末端循環泵KQW125/160-22/243.00 12.00 3地源循環泵KQW125/160-22

17、/24 3.00 12.00 4定壓補水系統ZBD-2B2 6.15 12.3 5軟化水水箱1.5M32 3.75 7.56自動軟水器Q=3M31 4.20 4.20 7分、集水器2 5.00 10.00 8配電柜215 30.00 9監控及配套系統1 8.25 8.25 10電氣系統1 303011機房材料及安裝費1 808012合計386.25 2、 末端風機盤管工程投資估算空調末端序號名稱數量單價（元/）總價(萬元)1末端管網系統部分20000.002004003、鑿井及室外管線工程投資估算地埋管系統估算表序號名稱型號單位數量單價（元）總價（萬元）1鑿孔深120米眼3428000273.

18、62PE100管材及安裝2.1PE100管DN32米1634405.589.8922.2DN40米600030182.3DN63米260037.59.752.4DN90米90045.24.062.5DN125米62066.864.142.6DN160米360104.53.762.7DN200米40161.50.642.8U型管接頭個3421505.133.1井室個630000183.2分集水器個650000304合計456.9724、末端新風及送排風系統送排風系統序號名稱數量單價（元/）總價(萬元)1送排風風道系統5000平米260130第六章 經濟效益評價一、兩種系統經濟效益分析1、兩種系統

19、運行成本分析經過運行成本計算地源熱泵系統采暖季年運行費用為65.07萬元，其中制冷季年運行費用為26.73萬元，供暖季運行費用為38.34萬元。2、運行費用明細表兩種系統運行費用明細表2種系統運行費用比較表地源熱泵系統供暖季地源熱泵系統制冷季熱負荷（KW）1632冷負荷（KW）1629總功率（KW）360.4總功率（KW）276.4每天運行小時12每天運行小時12運行天數120運行天數100熱負荷平均系數0.62熱負荷平均系數0.63熱泵耗電能（KW）321765熱泵耗電能（KW）208882.8 水泵功率（KW）45水泵功率（KW）45水泵耗電能（KW）64800水泵耗電能（KW）54000

20、總耗電能（KW）386565總耗電能（KW）262882.8電價1.0電價1.0運行費用（萬元）38.65運行費用（萬元）26.28建筑面積2000020000平均供暖運行費用(元/)19.3213.14采暖天數：規定的采暖天數為120天。制冷天數：夏季制冷天數為100天。熱負荷平均系數：r=（100%10+80%30+60%50+40%20+20%10）/120 =0.62（不同時間，系統運行負荷不同，只有很少的時間系統能達到滿負荷運行。通常負荷在100%的時間，有10天；負荷在80%的時間，有30天；負荷在60%的時間，有50天；負荷在40%的時間，有20天；負荷在20%的時間，有10天；

21、）冷負荷平均系數：l= = =0.63北京市的電價實行峰谷電價（高峰：8：0011：00，18：0023：00，0.954元/（KWh）。5：008：00，11：0018：00，0.594元/（KWh），23：005：00，0.257元/（KWh）。）全天加權平均電價： （0.9548+0.5948+0.2578）/24=0.605元/（KWh）。二、社會效益分析2014年是我國實施“十二五”規劃的第四年。四年以來，節能降耗成為北京市政府部門和企事業單位工作的重點，目前已取得了較大進展。但是根據北京市相關部門組成的調研組調研結果，北京市現有建筑中的90%仍是高耗能建筑，節能降耗形勢依然十分嚴峻。為順利完成“十二五”規劃節能指標，全面推進建筑節能是必要而緊迫的?？v觀我國近期社會經濟發展特點，建筑節能特別是新建項目節能和原有項目的節能改造是行業節