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別墅中央空調(diào)設(shè)計(jì)方案
發(fā)布時(shí)間:2018-08-27 17:59:11

湖南某別墅

 

水源熱泵中央空調(diào)

 

 

設(shè)

 

 

計(jì)

 

 

 

 

 

 

 

 

金國(guó)達(dá)科技(湖南)有限公司

JINGUODA TECHNOLOGY   (HUNAN) CO.,LTD.

2013年06月10日

 

 

 

一、工程概況

本工程位于湖南某地市,該項(xiàng)目為家用別墅,共三層;總的建筑面積約為550㎡,其中空調(diào)面積約287㎡,100㎡需做地板采暖,屬常規(guī)型中央空調(diào)。

二、設(shè)計(jì)思路

1、設(shè)計(jì)依據(jù)及參數(shù)   

①、室外計(jì)算參數(shù)(參考郴州市)

        夏季空調(diào)室外(干球)計(jì)算溫度:35.5℃

夏季空調(diào)室外(濕球)計(jì)算溫度:27.5℃

        冬季空調(diào)室外(干球)計(jì)算溫度:-2℃   

②、室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)

        夏季:24----28℃

冬季:18----22℃  

 2、機(jī)組選擇原則:考慮到投資方的利益,既要節(jié)省投資,又要達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)使用要求,主機(jī)選用國(guó)家大力推廣使用節(jié)能環(huán)保的金國(guó)達(dá)水源熱泵機(jī)組。省去了鍋爐房及加熱設(shè)備、除塵凈化設(shè)備的投資和對(duì)大氣環(huán)境的污染。

3、本方案設(shè)計(jì)采用金國(guó)達(dá)水源熱泵(帶熱回收)系統(tǒng),真正做到“一機(jī)五用”。利用水源熱泵冬季向建筑物供暖,夏季向建筑物供冷,并可全年提供生活熱水,提高了設(shè)備的利用率,夏季用空調(diào)時(shí),生活熱水完全免費(fèi),大大節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

(①制冷、②制熱(含地暖)、③制冷+免費(fèi)熱水、④制熱+熱水、⑤熱水)

4、末端采用風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)機(jī)組;制取熱水溫度≦65℃;熱水隨開(kāi)隨有。

 

三、 室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)計(jì)

名稱

空調(diào)面積

(㎡)

冷負(fù)荷指標(biāo)

(W/m2)

冷負(fù)荷

(KW)

風(fēng)機(jī)盤管選型

風(fēng)機(jī)盤管數(shù)量

客廳

42

300

12.6

FP136WA

2臺(tái)

餐廳

28

300

8.4

FP170WA

1臺(tái)

茶室

18

280

5.04

FP102WA

1臺(tái)

保姆房

12

250

3

FP51WA

1臺(tái)

臥室1

28

250

7

FP136WA

1臺(tái)

臥室2

23

250

5.75

FP102WA

1臺(tái)

臥室3

14

250

3.5

FP68WA

1臺(tái)

臥室3衣帽間

10

250

2.5

FP51WA

1臺(tái)

公共書房

13

250

3.25

F68WA

1臺(tái)

臥室4

24

280

6.72

FP136WA

1臺(tái)

健身房

15

280

4.2

FP85WA

1臺(tái)

主臥

32

280

8.96

FP85WA

2臺(tái)

主臥書房

14

280

3.92

FP68WA

1臺(tái)

主臥衣帽間

14

280

3.92

FP68WA

1臺(tái)

合計(jì)

287


78.76


16

 

 

 

四、主機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)     

1、按每平方200KW的制冷負(fù)荷配置:287㎡×200W/㎡=57.4KW;

2、主機(jī)選1臺(tái)JGDSSDRH-60T水源熱泵 (帶熱回收)機(jī)組提供冷、熱源、熱水;

設(shè)備型號(hào)

制冷量(KW)

制冷輸入功率(KW)

制熱量(KW)

制熱輸入功率(KW)

生活熱水

(m3/h)

JGDSSDRH-60T

58.8

13

63

16.5

6

3、水源熱泵冷熱源取水方案、取水量及抽水井和回灌井?dāng)?shù)量

①、夏季水源水量Gs(m3/h)按下式計(jì)算:

Gs=0.86(Qr+N)/Δts  

式中 Qr - 水源熱泵主機(jī)制冷量(KW);

N - 水源熱泵主機(jī)制冷功率(KW);

Δts-水源水進(jìn)出熱泵機(jī)組溫差(℃)。    

夏季水量:空調(diào)主機(jī)用水量:0.86×(58.8+13)/11=5.62m3/h 

②、冬季水源水量Gs(m3/h)按下式計(jì)算

Gs=0.86(Qr-N)/Δts      

式中 Qr - 水源熱泵主機(jī)制熱量(KW);

N - 水源熱泵主機(jī)制熱功率(KW);

Δts-水源水進(jìn)出熱泵機(jī)組溫差(℃)。    

冬季水量:空調(diào)主機(jī)用水量:0.86×(63-16.5)/7=5.72m3/h

 4、機(jī)房系統(tǒng)說(shuō)明

  根據(jù)計(jì)算制冷量與制熱量,空調(diào)系統(tǒng)冷熱源選用金國(guó)達(dá)公司生產(chǎn)的JGDSSDRH-60T型水源熱泵機(jī)組一臺(tái),單臺(tái)制冷量為58.8KW,單臺(tái)制熱量為63KW,夏季提供7~12℃的空調(diào)冷水;冬季提供40~45℃的空調(diào)熱水??照{(diào)冷熱水系統(tǒng)采用一次泵定流量閉式循環(huán)系統(tǒng),選用兩臺(tái)循環(huán)水泵,一用一備。水源水系統(tǒng)采用開(kāi)式循環(huán)。系統(tǒng)采用落地式定壓罐定壓。為保護(hù)機(jī)組和系統(tǒng)的正常運(yùn)行,系統(tǒng)補(bǔ)水應(yīng)用軟化水,擬設(shè)計(jì)軟化水設(shè)備一套并軟化水箱一個(gè)。為保證水質(zhì),在水源水管道上安裝旋流除砂器和電子水處理儀各一臺(tái)。

5、選用一臺(tái)JGDSSDRH-60T水源熱泵機(jī)組,系統(tǒng)總的井水需求量為6t/h。 本工程地點(diǎn)郴州安仁,在沒(méi)有鉆試驗(yàn)井的情況下,供水井出水量暫時(shí)按10t/h考慮,回灌量為10t/h,本工程需要供水井為1口,回水井的數(shù)量為1口。

6、施工說(shuō)明   

①空調(diào)水系統(tǒng)使用管材:空調(diào)供回水管采用鍍鋅鋼管,空調(diào)凝水管采用PVC管。

②管道連接方式:管徑小于等于DN 32的管道采用螺紋連接,管徑大 于DN 32管道采用焊接。

③保溫:室內(nèi)管道:管徑小于等于DN40保溫材料用25mm厚的橡塑保溫管;管徑大于DN40保溫材料用30mm厚的橡塑保溫管,外網(wǎng)水管道保溫采用50mm厚聚氨脂發(fā)泡保溫。 

④閥門:管徑大于等于DN40時(shí)采用法蘭蝶閥,管徑小于DN40時(shí)采 用螺紋截止閥。

⑤空調(diào)系統(tǒng)的控制

開(kāi)啟順序:水源水循環(huán)泵-空調(diào)冷熱水循環(huán)泵-水源熱泵機(jī)組

關(guān)閉順序:水源熱泵機(jī)組-空調(diào)冷熱水循環(huán)泵-水源水循環(huán)泵

⑥所有動(dòng)力設(shè)備均采用消聲或隔振措施;水泵采用低噪聲型;水泵與水管連接處采用橡膠接頭。

7、自動(dòng)控制系統(tǒng)

①、溫度自動(dòng)控制:依據(jù)設(shè)定的溫度,自動(dòng)確定開(kāi)機(jī)及關(guān)機(jī)數(shù)量。

②、時(shí)間自動(dòng)控制:預(yù)先設(shè)定自動(dòng)開(kāi)關(guān)機(jī)的時(shí)間。

 ③、運(yùn)行時(shí)間自動(dòng)平衡:每次啟動(dòng)時(shí),優(yōu)先啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)間短的機(jī)組。

④、故障漢字顯示:運(yùn)行故障自動(dòng)記錄,并有漢字查詢、顯示。

⑤、運(yùn)行數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢、傳遞、打?。ㄐ杼貏e提出,費(fèi)用要增加)。

 ⑥、運(yùn)行自動(dòng)保護(hù):壓機(jī)的過(guò)載、欠壓、缺相、超溫等保護(hù)裝置。進(jìn)出水溫度過(guò)高、過(guò)低、缺水、防凍等保護(hù)。

⑦、主機(jī)安全運(yùn)行:循環(huán)水泵、潛水泵、主機(jī)順控連鎖。

 

五、水源熱泵技術(shù)簡(jiǎn)介     

 1、水源熱泵技術(shù)的概念和工作原理 

  水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源,并采用熱泵原理,通過(guò)少量的高位電能輸入,實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。地球表面淺層水源如深度在1000米以內(nèi)的地下水、地表的河流和湖泊和海洋中,吸收了太陽(yáng)進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?,并且水源的溫度一般都十分穩(wěn)定。水源熱泵機(jī)組工作原理就是在夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中,由于水源溫度低,所以可以高效地帶走熱量,而冬季,則從水源中提取能量,由熱泵原理通過(guò)空氣或水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中。通常水源熱泵消耗1kW的能量,用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。 

水源熱泵根據(jù)對(duì)水源的利用方式的不同,可以分為閉式系統(tǒng)和開(kāi)式系統(tǒng)兩種。閉式系統(tǒng)是指在水側(cè)為一組閉式循環(huán)的換熱套管,該組套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中,通過(guò)與土壤或海水換熱來(lái)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)移。(其中埋于土壤中的系統(tǒng)又稱土壤源熱泵,埋于海水中的系統(tǒng)又稱海水源熱泵)。開(kāi)式系統(tǒng)是指從地下抽水或地表抽水后經(jīng)過(guò)換熱器直接排放的系統(tǒng)。與鍋爐(電、燃料)和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比,水源熱泵具明顯的優(yōu)勢(shì)。鍋爐供熱只能將90%~98%的電能或70~90%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量,供用戶使用,因此水源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量;由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,一般為10~25℃,其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.8~5.0,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50~60%。因此,近十幾年來(lái),尤其是近五年來(lái),水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國(guó)、加拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展,中國(guó)的水源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍,可以預(yù)計(jì),該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。  

在中國(guó)的傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)概念中,由于國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和政策的影響,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期中,北方一般以燃煤鍋爐解決冬季取暖問(wèn)題,在南方以水冷機(jī)組解決夏季制冷問(wèn)題。在二十世紀(jì)八十年代以后,制冷機(jī)組的方式開(kāi)始多樣化,此時(shí),出現(xiàn)了溴化鋰機(jī)組、風(fēng)冷機(jī)組,機(jī)組的容量也從原有的大中型機(jī)組過(guò)渡為大中小型機(jī)組,在二十世紀(jì)九十年代以后,對(duì)于取暖方式也開(kāi)始有新的嘗試和探討,特別是隨著可持續(xù)發(fā)展和公眾環(huán)保意識(shí)的提高,世界和中國(guó)能源利用的結(jié)構(gòu)都正在轉(zhuǎn)變,從原有的煤、石油取暖過(guò)渡到以天然氣及電等清潔能源。北京作為大氣污染最為嚴(yán)重的城市之一,其治理大氣污染的政策中就包括能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整,從以煤為主改為天然氣和電力替代能源。但是,替代能源雖然可以部分解決大氣污染的問(wèn)題,可是天然氣和石油等都屬于不可再生的能源,從可持續(xù)發(fā)展的角度看,必須提高能源利用效率或者尋找可以再生的能源,而水源熱泵機(jī)組就是比較理想的一種設(shè)備。

2、水源熱泵的特點(diǎn):由于水源熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機(jī)組的制冷制熱的來(lái)源,所以其具有以下優(yōu)點(diǎn):

 ①屬可再生能源利用技術(shù):水源熱泵是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源作為冷熱源,進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能集熱器,收集了47%的太陽(yáng)輻射能量,比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過(guò)土壤間接的接受太陽(yáng)輻射能量),而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng),地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無(wú)限的太陽(yáng)能或地能成為可能。所以說(shuō),水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)。

②高效節(jié)能:水源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12-22℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度高,所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高,能效比也提高。而夏季水體為18-35℃,水體溫度比環(huán)境空氣溫度低,所以制冷的冷凝溫度降低,使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式,機(jī)組效率提高。據(jù)美國(guó)環(huán)保署EPA估計(jì),設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵,平均來(lái)說(shuō)可以節(jié)約用戶30~40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。

③運(yùn)行穩(wěn)定可靠:水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定,其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng),是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問(wèn)題。

④環(huán)境效益顯著:水源熱泵的使用電能,電能本身為一種清潔的能源,但在發(fā)電時(shí),消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組的電力消耗,與空氣源熱泵相比,相當(dāng)于減少30%以上,與電供暖相比,相當(dāng)于減少70%以上。水源熱泵技術(shù)采用的制冷劑,可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共質(zhì)。水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒(méi)有任何污染,可以建造在居民區(qū)內(nèi),沒(méi)有燃燒,沒(méi)有排煙,也沒(méi)有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地,且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。

⑤一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣:水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機(jī)多用,一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源,而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求,減少了設(shè)備的初投資。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。 

⑥自動(dòng)運(yùn)行:水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定,所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng),部件較少,機(jī)組運(yùn)行簡(jiǎn)單可靠,維護(hù)費(fèi)用低;自動(dòng)控制程度高,使用壽命長(zhǎng)可達(dá)到15年以上。

當(dāng)然,像任何事物一樣,水源熱泵也不是十全十美的,其應(yīng)用也會(huì)受到制約。 

⑴可利用的水源條件限制:水源熱泵理論上可以利用一切的水資源,其實(shí)在實(shí)際工程中,不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為水源熱泵應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵。目前的水源熱泵利用方式中,閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開(kāi)式系統(tǒng),能否尋找到合適的水源就成為使用水源熱泵的限制條件。對(duì)開(kāi)式系統(tǒng),水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。  

⑵水層的地理結(jié)構(gòu)的限制:對(duì)于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu),確??梢栽诮?jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源,同時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件,保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。 

⑶投資的經(jīng)濟(jì)性:由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)格的影響,水源的基本條件的不同;一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨著用戶的不同而有所不同??傮w來(lái)說(shuō),水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比,在不同地區(qū)不同需求的條件下,水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會(huì)有所不同。

六、水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)初投資

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      序號(hào)

      設(shè) 備 名 稱

      規(guī) 格 型 號(hào)

      數(shù)量

      單價(jià)(元)

      合價(jià)(元)

      一、機(jī)房系統(tǒng)造價(jià)

      1.     

      水源熱泵熱回收機(jī)組

      JGDSSDRH-60T

      1臺(tái)

      68000

      68000

      2.     

      循環(huán)水泵

      Q=12m3/h  H=32m

      2臺(tái)(

      1200

      2400

      3.     

      電子除垢儀

      DN50

      2臺(tái)

      1500

      3000

      4.     

      旋流除砂器

      DN50

      1臺(tái)

      1600

      1600

      5.     

      膨脹罐

      600L

      1個(gè)

      600

      600

      6.     

      自動(dòng)軟水器

      1-2T/h

      1臺(tái)

      1500

      1500

      7.     

      軟化水箱

      2T

      1臺(tái)

      1200

      1200

      8.     

      管材、管件

      各種規(guī)格

      1項(xiàng)

      3500

      3500

      9.     

      閥門、閥件

      各種規(guī)格

      1項(xiàng)

      5600

      5600

      10.             

      保溫材料

      各種規(guī)格

      1項(xiàng)

      2000

      2000

      11.             

      其它附材

      各種規(guī)格

      1項(xiàng)

      1000

      1000

      12.             

      機(jī)房安裝費(fèi)

      機(jī)房系統(tǒng)安裝、調(diào)試等費(fèi)用

      1項(xiàng)

      6000

      96400

      13.             

      合計(jì)

      ¥ 96400元

      14.             

      二、室內(nèi)末端系統(tǒng)造價(jià)

      15.