地下水源熱泵中央空調一、工程概況1.1地理概況煙臺地處北緯36.04度，東經120.20度。屬亞熱帶季風氣候，氣候溫和濕潤，四季分明；日照充足。冬夏較長，春秋較短。全年平均氣溫約為12.2℃，年無霜期300天左右。1.2工程內容及范圍考慮到節(jié)能、環(huán)保、減排的能源需求，決定采用地下水源熱泵中央空調系統(tǒng)，解決整個小區(qū)的空調需求。1.3地下水源熱泵介紹地下水源熱泵系統(tǒng)，是指以地下水作為空調系統(tǒng)的冷/熱源，通過水源熱泵機組，給建筑物提供冷/熱量的空調系統(tǒng)，下圖是地下水源熱泵系統(tǒng)原理圖。系統(tǒng)主要由地下水源井系統(tǒng)、水源熱泵主機、室內管網系統(tǒng)等三部分組成。二、系統(tǒng)設計方案2.1設計依據1、主要設計規(guī)范、標準（1）《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》(GB50366-2005)（2）《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》（GBJ-2003）（3）《建筑給排水及采暖工程施工質量驗收規(guī)范》（GB50242－2002）（4）《民用建筑節(jié)能設計標準(采暖居住建筑部分)》(JGJ26-95)（5）《夏熱冬冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設計標準》(JCJ134-2001)（6）《建筑工程施工質量驗收統(tǒng)一標準》（GB50300-2001）（7）《建筑設計防火規(guī)范》（GBJ16-87）（8）《埋地聚乙烯給水管道工程技術規(guī)程》（CJJ101—2004）（9）其他必需的規(guī)范、規(guī)程2、設計基礎資料（1）民用建筑暖通空調設計技術措施；（3）室外空氣的空調設計參數：表1室外設計參數冬季室外計算干球溫度（℃）冬季室外計算相對濕度（%）夏季室外計算干球溫度（℃）夏季室外計算濕球溫度（℃）夏季日平均干球溫度（℃）夏季平均較差（℃）-665292627.23.5（4）甲方提供的建筑圖紙；2.2冷、熱負荷計算2.2.1室內空調冷、熱負荷的計算室內設計參數（表2室內設計參數）建筑類別夏季冬季新風量M3/h.人溫度（℃）相對濕度（%）溫度（℃）相對濕度（%）機房25-2855-7018-2040-5015食堂25-2855-7016-1840-5025活動中心25-2855-7016-1840-50302.冷、熱負荷的計算根據設計院設計，2.3系統(tǒng)設計根據GB50366－2005《地源熱泵系統(tǒng)工程技術規(guī)范》的定義，地源熱泵系統(tǒng)是指以土壤或地下水、地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地能采集系統(tǒng)、室內系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成的供熱空調系統(tǒng)。根據地能采集系統(tǒng)形式不同，地源熱泵系統(tǒng)分地埋管、地下水和地表水三種形式。眾所周知，地層之下一年四季均保持一個相對穩(wěn)定的溫度。在夏季，地下的溫度要比地面空氣溫度低，而在冬季卻比地面空氣溫度高。地源熱泵正是利用大地的這個特點，通過熱泵主機與土壤或地下水交換熱量。地源熱泵全年運行工況穩(wěn)定，不需要其它輔助熱源及冷卻設備即可實現冬季供熱、夏季供冷。所以，地源熱泵是一項高效節(jié)能型、環(huán)保型并能實現可持續(xù)發(fā)展的新技術，在冬天，熱泵機組將地下水的熱量抽出，然后通過系統(tǒng)導入建筑物內，同時蓄存冷量，以備夏用；在夏天，熱量從建筑物內抽出，通過系統(tǒng)排入地下水，同時蓄存熱量，以備冬用。地源熱泵一年四季均能可靠的提供高品質的冷暖空氣，為我們營造一個非常舒適的室內環(huán)境。本地源熱泵系統(tǒng)采用地下水系統(tǒng)作為熱泵主機的冷熱源，建立集中能源站，通過室外管網對每棟建筑物夏季提供7℃冷凍水（冬季60℃的熱水），再通過室內管網，末端采用風機盤管或其它熱交換裝置對每個房間進行制冷及供暖。2.3.1、熱泵機組的設計（1）熱泵機組的選型熱泵機組的選型一般原則有：滿足系統(tǒng)的設計負荷；系統(tǒng)的初投資與運行費用小。本設計中選擇使用天加滿液式水源螺桿熱泵機組為實現制冷、供暖，同時選用多臺機組聯機運行，其在滿足系統(tǒng)的設計負荷的同時，彼此互為備用，提高機組利用率。TWSF0150.1BW1×1臺TWSF0335.2BW1×1臺TWSF0195.2BW1×1臺TWSF0335.2BW1×2臺天加134a滿液式水源螺桿熱泵機組性能參數（空調工況）設備型號冷負荷(KW)耗電量（KW）熱負荷(KW)耗電量（KW）TWSF0150.1BW152587TWSF0195.2BW1679112640181TWSF0335.2BW111831951115318注：制熱工況：水源側進水15℃，出水7℃，用戶側進水60℃，出水55℃；制冷工況：水源側進水29℃，出水18℃，用戶側進水12℃，出水7℃；則：大專教學樓二區(qū)三層機房選用天加滿液式水源螺桿熱泵機組一臺，型號為TWSF0150.1BW1；總制冷量為525KW；設計要求制冷量為498.4KW，完全滿足使用。學生活動中心選用天加滿液式水源螺桿熱泵機組兩臺，型號分別為TWSF0335.2BW1×1臺和TWSF0195.2BW1×1臺；總制冷量為1872KW，總制熱量為1755KW；設計要求制冷量為1291.3KW，總制熱量為1728.3KW，完全滿足使用。第二食堂選用天加滿液式水源螺桿熱泵機組兩臺，型號為TWSF0335.2BW1；總制冷量為2366KW，總制熱量為2230KW；設計要求制冷量為1443.6KW，總制熱量為2181KW，完全滿足使用。對于以地下水最為冷熱源的熱泵機組來說，必須遵守以下基本原則：1）.地下水出水量務必滿足根據空調負荷相關公式推導得出的要求流量，且供水穩(wěn)定持續(xù)。2）.需要通過詳盡的地質勘查，確定地下水的水質情況；必要時候，應使用板式熱交換器進行水井水和建筑循環(huán)水熱交換；3）.在寒冷季節(jié)，井水側和系統(tǒng)側的循環(huán)水路管道應做好防凍保溫；4）.對于地下水系統(tǒng)的投資效益比，在較大建筑物上的應用比小的建筑物好，因為地下水供回井的投資并不隨系統(tǒng)容量的增加而呈線性上升；5）.水源熱泵機組的進水溫度取決于深井水的水溫，深井水的水溫隨著區(qū)域的不同而存在著差異性。因此，對于以地下水做為冷熱源的水源熱泵機組來說，必須確認機組的標準運行工況；同時，根據實際的水溫情況，進行變工況參數的修正后，重新校核機組的選型工作。1）、搜集設計資料和現場勘察現場勘查資料是設計的基礎與依據，正確可靠的資料是保證地下水系統(tǒng)設計質量的先決條件?，F場勘查不僅是收集資料的補充手段,也是管井設計前期工作的重要步驟。其目的是了解和核對現有水文地質及其它現場資料，初步選擇井位及醞釀系統(tǒng)布置方案,按設計任務提出進一步水文地質要求或其他現場工作要求.2）、根據含水層的埋藏條件、厚度、巖性、水力狀況及施工條件,初步確定管井的型式、構造及取水設備型式。同時根據地下水位、流向、補給條件和地形地物情況,考慮井群布置方案.3）、按理論公式或經驗公式確定管井的出水量和水位下降值,并在此基礎上結合技術要求、設備和施工條件,確定取水設備。同時應考慮井群互阻影響,必要時應進行井群互阻計算,確定管井數目、井距、井群布置方案。此外,須設置一定數量的備用井。4）、水源水的水質直接影響水源熱泵機組的使用壽命和運行效率。對水源水水質的基本要求是：清澈、水質穩(wěn)定、不腐蝕、不滋生微生物或生物、不結垢等。通過對水質的考察以確定水源水是否可以直接進入或進行何種處理方法后水源熱泵機組，或者通過采用專用換熱器進行中間換熱。主要水質指標考核依據如下：序號項目名稱單位允許值1含砂量—＜1/2000002混濁度mg/L＜103pH值—6.5~8.54Ca2+、Mg2+含量mg/L＜2005Fe2+含量mg/L＜0.56Cl－含量mg/L＜1007SO42－含量mg/L＜2008H2S含量mg/L＜0.59硅酸含量mg/L＜17510Mg2+和SiO32-含量乘積mg/L＜1500011游離氯含量mg/L0.5~1.012礦化度mg/L＜35013油污含量mg/L＜5根據供冷和供熱工況下，系統(tǒng)的最大放熱量和最大吸熱量來計算井水流量。在冬季和夏季需要的地下水水量，實際上應與系統(tǒng)選擇的水源熱泵性能、地下水溫度、建筑物內循環(huán)水溫度、冷熱水負荷，以及換熱器的形式有關。在計算流量時，可以采用下面公式進行計算：式中：——供冷/熱所需要地下水量（m3/h）； ——設計工況下換熱器換熱量（kW）， ——水的密度（kg/m3）——水的比熱，可取4.187kJ/kg.℃——進入熱泵主機的地下水溫度（℃） ——離開熱泵主機的地下水溫度（℃）則：大專教學樓二區(qū)三層機房要求水流量為：學生活動中心要求水流量為：第二食堂要求水流量為：現地下水設計單井抽取量為80噸/小時，因此，地下水井設計方案初步如下：大專教學樓二區(qū)三層機房為：一抽一回；學生活動中心為：兩抽三回；第二食堂為：三抽四回；該系統(tǒng)地下水源井總計：六口抽水井；八口回水井回灌水的水質。對于回灌水的水質，要求是優(yōu)于或等于原地下水水質，回灌后不會引起區(qū)域性地下水水質污染。實質上，地下水經過水源熱泵機組或板式換熱器后，只是交換了熱量，水質幾乎沒有發(fā)生變化，回灌不會引起地下水污染?；毓囝愋?。根據工程場地的實際情況，可采用地面滲入補給、誘導補給及注入補給。注入式回灌一般利用管井進行，常采用無壓（自流）、負壓（真空）及加壓（正壓）回灌等方法。無壓自流回灌適用于含水層滲透性好、井中有回灌水位和靜止水位差。真空負壓回灌適用于地下水位埋藏深（靜水位埋深在10米以下）、含水層滲透性好。加壓回灌適用于地下水位高、透水性差的地層。對于抽灌兩用井，為防止井間互相干擾，應控制合理井距?；毓嗑當盗俊０凑諊覙藴?，回灌井的數量與抽水井的數量不得低于2：1；即一口抽水井，必須設置不少于兩口回灌井。特殊地質結構層的地區(qū)，透水率高、回灌效果好的水源井，可以按照2：3的比例進行抽灌井的配置?；毓嗔俊；毓嗔康拇笮∨c水文地質條件、成井工藝、回灌方法等因素有關，其中水文地質條件是影響回灌量的主要因素。一般來說，出水量大的井回灌量也大。在基巖裂隙含水層和熔巖含水層中回灌，回灌水位和單位回灌量變化都不大；在礫卵石含水層中，回灌量一般為單位出水量的80％以上；在粗砂含水層中，回灌量是出水量的50％～70％；在細砂含水層中，回灌量是出水量的30％～50％。采灌比是確定抽灌井數的主要依據。回揚。為預防和處理管井堵塞，主要采取回揚的方法?；負P是指在回灌井中開泵抽排水中堵塞物。每口回灌井回揚次數和回揚持續(xù)時間，主要由含水層顆粒大小和滲透性而定。實驗證實，在幾次回灌之間進行回揚，與連續(xù)回灌不進行回揚，前者能恢復回灌水位，保證回灌井正常工作。ⅰ、控制系統(tǒng)簡介控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的心臟，具有安全、可靠、耐用的特點。人性化的界面，“自動+手動”運行模式，給客戶日常管理帶來了極大的方便，且能夠有效控制日常運行費用。本控制系統(tǒng)特點有：ⅱ、水源熱泵機組可根據回水溫度控制壓縮機啟停，逐節(jié)開啟主機，達到節(jié)能的目的；三、項目經濟性分析報告1.日常用電按照0.8元/度計算，夏季制冷天數90天，冬季采暖天數100天，每天工作時間8小時，潛水泵功率30KW統(tǒng)計：制冷季節(jié)運行費用為：大專教學樓二區(qū)三層機房：（87KW＋30KW×0.6）×8×90×0.8元＝60，480元負荷系統(tǒng)數0.95單位面積制冷費用為：29.6元/M2學生活動中心：（112KW＋195KW＋30KW×2）×8×90×0.8元＝211，392元負荷系統(tǒng)數0.69單位面積制冷費用為：14.31元/M2第二食堂：（195KW×2＋30KW×3）×8×90×0.8元＝276，480元負荷系統(tǒng)數0.60單位面積制冷費用為：13.24元/M2制熱季節(jié)運行費用為：學生活動中心：（181KW＋318KW＋30KW×2）×8×100×0.8元＝357，760元負荷系統(tǒng)數0.98單位面積制冷費用為：34.41元/M2第二食堂：（318KW×2＋30KW×3）×8×100×0.8元＝464，640元負荷系統(tǒng)數0.98單位面積制冷費用為：36.34元/M2四．南京天加（TICA）空調設備有限公司介紹南京天加空調設備有限公司為專業(yè)生產TICA牌空調制冷產品的中英合資企業(yè)。英方股東為英國天加環(huán)球投資有限公司，中方股東為年產值九十多億元的中國著名上市公司華東電子集團股份有限公司（股票號碼：0727華東科技）。天加空調設備有限公司于1999年成立后便開始正式生產組合式空氣處理機組、螺桿式機組、新風機組、風冷冷熱水機組等，已有多年生產歷史，為各地的重點工程和項目提供了高品質產品，受到用戶的好評，許多用戶在使用我們的產品后對產品的性能非常滿意，再次向我們定貨。我們產品通過機械工業(yè)通用機械產品檢測所與國家壓縮機制冷設備質量監(jiān)督檢驗中心檢驗，并在2004年順利取得生產許可證。天加公司將發(fā)展成為擁有自身技術特色及自主知識產權、制造高質量穩(wěn)定的產品，并以客戶為中心的服務型企業(yè)。到目前為止，天加公司已經擁有兩家生產基地——南京工廠、天津工廠，以及全國四十多個銷售網點和售后服務點。天加公司進入一個全新的發(fā)展時代，規(guī)范化的管理和世界水準的制造等級使產品的質量得以保證，領先的技術更使我們有信心制造一流的中央空調設備。天加公司奉行質量第一的原則，以制造高品質空調為己任，不斷改進生產技術和產品設計，著力研究和開發(fā)新產品，在中國擁有多項專利，并注重產品可靠性、穩(wěn)定性和耐久性實驗，產品主要部件采用國際著名品牌。天加空調可廣泛應用于飯店、寫字樓、商場、紡織、電子、醫(yī)院、電信、餐廳、公寓、娛樂場所、體育場館等各類型建筑和行業(yè)。天加公司特別強調以人為本、公司規(guī)范理念、經營信條和個人品德，在公司迅速發(fā)展的同時，我們更注意企業(yè)自身素質的提高與管理的完善。我們需要聚集一大批德才兼?zhèn)涞木芍?，共同抓住當今千截難逢歷史機遇去實現我們共同的理想和事業(yè)。五、滿液式水源螺桿熱泵機組(TWSF)特點天加TWSF系列螺桿水源熱泵機組的特點是系統(tǒng)設計簡潔穩(wěn)定，運行高效節(jié)能。這個特點體現在滿液式換熱器最新技術的運用與先進的R134a/R22半封閉式雙螺桿壓縮機配合微電腦控制技術的結合。技術先進、運行穩(wěn)定機組使用高品質的進口R134a/R22專用半封閉雙螺桿壓縮機，該壓縮機運動部件只有三個，可靠性極高，從而保證了壓縮機的穩(wěn)定運行；水源（地下水、土壤等）的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠遠小于空氣的變動，從而不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題；此外，優(yōu)良的系統(tǒng)設計（多機頭多回路技術），先進的自動拉油技術確保各運動部件的良好潤滑，都使得機組運行更可靠、穩(wěn)定。多機頭多回路技術天加滿液式水源螺桿熱泵機組采用多機頭多回路的技術，根據用戶冷量的需求，在一臺機組上選用兩臺或三臺壓縮機。每臺壓縮機具有完全獨立的工質回路，各系統(tǒng)具有獨立的：冷凝器、蒸發(fā)器、電子膨脹閥。如上圖所示。機組具有以下優(yōu)勢：a．運行可靠：各壓縮機具有獨立的制冷劑回路，各壓縮機之間不需要復雜的油平衡管路，徹底解決壓縮機油不平衡的問題。b．備用性強，便于維護：機組具有兩個到三個獨立的制冷劑系統(tǒng)，一個系統(tǒng)維護的時候其余的壓縮機可以正常運行，系統(tǒng)備用性強，便于維護。無需選擇備用機組。c．高效節(jié)能：多機頭具有無與倫比的部分負荷性能，運行費用低，IPLV可以達到7.1以上。天加獨創(chuàng)的自動拉油技術滿液式水源螺桿熱泵機組運行過程中，正常情況下，蒸發(fā)器液面上有約0.1%的浮油，通過引射泵引射到壓縮機當中，維持一個動態(tài)的平衡。這種回油設計是可靠的。但是當空調負荷變化頻繁，尤其是環(huán)境溫度，末端負荷發(fā)生劇烈變化時，有可能導致正常的回油功能發(fā)生紊亂，導致壓縮機的油槽缺油。由于蒸發(fā)器的溫度低，大量的潤滑油將積存在液面上，如果不及時將油拉回到壓縮機，壓縮機可能會缺油會很容易損壞。天加公司獨創(chuàng)了自動拉油的程序：當壓縮機的油槽里的油位過低，油位傳感器觸發(fā)報警信號，并激發(fā)自動拉油的程序，通過對電子膨脹閥的控制，在短短的幾秒鐘內將潤滑油吸入壓縮機，從而確保壓縮機穩(wěn)定可靠運行。油分高效、以油帶油技術機組采用滿液式機組專用壓縮機，結合使用內外螺紋高效強化滿液式蒸發(fā)器，高效二次內置油分離器，使機組有很強的適用性和更高的效率。天加水源螺桿熱泵機組擁有兩級油分離器：一個是壓縮機內置油分，一個是內置在冷凝器內部的二次油分。壓縮機的排氣兩級油分后，效率到達99.9%，還有0.1%的油進入蒸發(fā)器，為實現機組連續(xù)運行，需要將0.1%的油引射回到壓縮機，天加滿液式螺桿熱泵機組，采用技術國際領先，并經特殊設計的引射泵，用二次油分分離出來的高壓油將蒸發(fā)器中0.1%的油引射到壓縮機吸氣管。這就是天加獨創(chuàng)的用油來引射油的回油技術。見上圖所示。選擇靈活R134a和R22兩種冷媒供選擇，通過各種壓縮機的搭配運用，可以提供從100～950RT的各種機型供用戶選擇，其中必有一種可以滿足用戶的需要。我們還可以按照用戶的需要特別定制。節(jié)能螺桿壓縮機有部分負荷功能，通過多機頭配置、高效滿液式蒸發(fā)器與PLC控制技術配合，機組采用無級能量調節(jié)，無論是滿負荷或部分負荷均可達到最佳能效比，顯著降低用戶運行費用；在標準制熱工況下，機組熱水最高出水溫度58℃（R22機組），65℃（R134a機組，請聯系天加公司），出水溫度的提高，可減少設備投資，提高系統(tǒng)運行安全、可靠機組提供從制冷劑系統(tǒng)、電系統(tǒng)到水系統(tǒng)的完備保護，完全保護機組安全正常地運行。（壓縮機電機過熱、過電流、相序異常、油位過低、油壓差過大、排溫過高、高壓、低壓、冰點、斷流）等安全保護。方便操作機組采用先進的PLC控制技術，全自動運行。根據用戶的要求可實現多機聯控以及與樓宇自控系統(tǒng)方便的連接。由于采用的智能自動控制，機組的運行相當簡單，用戶可以通過操作面板、用戶自己的控制器、以太網絡、有線或無線網絡，隨時與機組進行信息交流，了解機組的運行狀態(tài)，對機組進行實時監(jiān)控。功能齊全機組不僅能滿足夏季供冷、冬季供暖的需要，還可以解決生活或工藝用水的供應問題，充分發(fā)揮了一機多用的功能。也可以增加中間換熱器利用河水、湖水或海水，甚至可以利用工業(yè)廢水和地熱的尾水。六、天加公司地下水源熱泵案例序號項目名稱項目面積地址分公司水源模式主機型號竣工日期1德國漢跋集團蘇州技紡有限公司6000M蘇州蘇州分公司工業(yè)污水TWSF0195.1BH1-N20072哈爾濱機械研究所3000哈爾濱哈爾濱分