某国际大酒店地源热泵系统方案
五、设计方案概述 1、方案概述
该项目地处山间盆地，第四系较薄，厚度为10米，下伏泥岩。在该类地层钻凿换热孔成本较高，为了相对准确地确定项目投资规模，需要在项目前期钻凿试验孔以确定单孔换热量和可行的钻凿深度。为了有效降低空调系统的初投资，特别是降低地埋管换热器系统的投资，减少运行费用，本方案设计采用调峰的方案，即用地源热泵系统提供系统所需的基础负荷，燃油锅炉解决大约40%的调峰负荷。地埋管换热器系统设计以基础负荷为依据，冷负荷的不足部分由冷水机组来承担。在本方案的设计中，酒店与别墅分别进行地源热泵系统的设计。
1)酒店部分
根据冬季热负荷设计室外地埋管系统，并进行热泵机组的配置选型。校核地埋管系统的放热能力后，确定能够解决的夏季冷负荷大小，不足的部分用冷水机组加冷却塔的方式解决。
系统末端采用风机盘管，冬季采暖热水供回水温度为45/40℃；夏季冷冻水供回水温度为7/12℃。生活热水冬季由燃油锅炉提供，夏季采用冷凝热回收的方式免费获得，春、秋过渡季采用地源热泵系统制取。
2)别墅部分
别墅群设计统一的地埋管换热器系统，单个别墅室内设置独
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立的热泵机组。根据冬季热负荷设计室外地埋管系统，并进行热泵机组的配置选型。
系统冬季供暖供回水温度为45/40℃；夏季制冷供回水温度为7/12℃。
3)地源热泵供暖、制冷的系统原理图如下所示：
2、地埋管系统设计
冬季热泵效率（COP）取为4，地源热泵承担总热负荷的60%
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（3120kW），需要从土壤中吸收热量2340kW。根据我公司多年的实际工程经验给出设计孔深和单位孔深的换热量，在实际施工图设计中要以现场的实际勘察数据为计算依据。地埋管吸热量取为50W/m，放热量取为90W/m，以此作为方案计算的依据。其中埋地孔深按150m设计，孔间距按照5m×5m，实际地埋管的敷设根据建筑物周围的绿地，道路等进行调整。地埋管采用高密度聚乙烯管，双U垂直埋设。则冬季埋地换热器与周围土壤的换热情况见下表。
1)酒店部分
冬季地埋管系统计算表
热负荷 (kW) 3120 从土壤中吸热 (kW) 2340 单位孔换热量(W/m) 50 孔深 （m） 150 孔数 (个) 312 孔间距 占用面积 （m×m） （m2） 5×5 7800 地埋管系统夏季校核计算表
孔数(个) 312 孔深 （m） 150 孔间距 （m×m） 5×5 占用面积 单位孔换热量向土壤中放热可承担冷负荷(W/m) (kW) (kW) （m2） 78000 90 4212 3510 室外布312个换热孔，占地面积约为7800m2。 2)别墅部分
冬季地埋管系统计算表
热负荷 (kW) 2380 从土壤中吸热 (kW) 1785 单位孔换热量(W/m) 50 孔深 （m） 150 孔数 (个) 240 孔间距 占用面积 （m×m） （m2） 5×5 6000 地埋管系统夏季校核计算表
孔数(个) 240 孔深 （m） 120 孔间距 （m×m） 5×5 占用面积 单位孔换热量向土壤中放热可承担冷负荷(W/m) (kW) (kW) （m2） 6000 90 3240 2700 室外布240个换热孔，占地面积约为6000m2。
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3、设备选型
主要设备选型如下表所示： 1)酒店部分
额定功率 （kW） 37 30 4 2.2 200 设备 地源热泵 空调侧循环泵 地源侧循环泵 空调侧补水泵 地源侧补水泵 其他 型号 WPS QPG200-315A QPG200-260 QPG50-200A QPG50-160A 备注 3台 3用1备 2用1备 2用1备 2用1备 额定电功率: 1600kW，不含生活热水系统。
2)别墅部分
设备 地源热泵 水泵 空调侧循环泵 地源侧循环泵 地源侧补水泵 额定功率 （kW） 45 5.5 11 2.2 型号 WPS060.1B QPG80-160B QPG125-260A QPG50-160A 备注 11台 1用1备,11套 3用1备 2用1备 额定电功率: 600kW，不含生活热水系统。
六、经济性分析 1、初投资估算
1)酒店部分 序号 一、 1 2 3 4 工程或费用名称 机房设备 主机 冷水机组 燃油锅炉 水泵 费用 270 55 35 40 备 注 3台 1台 3吨 屏蔽泵 13
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软水设备、分集水器、水箱、定压罐、工艺管线、管道附件 设备、工艺管线、管道附件安装 低压配电柜及电气安装 312个150米深的孔，高密度聚乙烯，双U垂直埋设 建筑面积3.8万m 25 6 7 二、 机房配套设备 机房配套安装 电气、控制系统 室外工程 90 80 55 990 1615万元 425元/m 2垂直打孔、双U管埋设、水平联络管 总计 估算造价 三、 四、 注：以上初投资为根据现有条件的粗略估算，不含电力增容、土建、末端部分，实际工程造价以施工图预算为准。
2)别墅部分 序号 一、 1 2 3 4 二、 工程或费用名称 机房设备 主机 水泵 机房配套设备及安装 电气、控制系统 室外工程 费用 135 22 80 10 780 1027万元 604元/m 2备 注 11台热泵 11组22台屏蔽泵 分集水器、工艺管线、管道附件 低压配电柜及电气安装 240个150米深的孔，高密度聚乙烯，双U垂直埋设 建筑面积1.7万m 2垂直打孔、双U管埋设、水平联络管 总计 估算造价 三、 四、 注：以上初投资为根据现有条件的粗略估算，不含电压增容、土建、末端部分，实际工程造价以施工图预算为准。
2、能源费用估算 1) 室外温度变化曲线图
室外温度是随时间波动的，下图给出了外温随日期的变化曲线。
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