某園林住宅小區中央空調系統可行性研究報告

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2019-11-13
簡介
本項目采用淡水承壓井組+熱泵供熱、供冷方案在技術上是成熟的,并且我市已有經過實際運行的工程。因此在技術上是可行的。庭院管網采用塑料管材,耐腐蝕、抗老化,熱熔連接,施工方便。戶內系統采用可分室控溫、分戶計量的風機盤管系統,滿足了某節能型高檔住宅小區冬天集中供熱、夏天集中供冷的要求。綜上所述,本示范項目采用了較為先進的技術和設備,節能和環保等社會效益顯著。本項目的實施對XX乃至全國建筑節能具有重要的現實指導意義。建設部在《建設部建筑節能“十五”計劃綱要》建科[2002]175號文件精神正確提出,節約建筑用能是可持續發展和實施科教興國戰略的一個重要方面。在推薦建筑節能科技項目中明確提出重點開展地源熱泵采暖及水源熱泵技術系統研究開發和工程應用。應用水源熱泵技術供熱/制冷具有顯著的節能和環保效益,市場前景廣闊。但由于目前還存在著一些技術上的障礙,缺乏必要的政策支持,這就影響了這項技術在我國的推廣和應用。XX已有20多年利用地熱資源供熱的歷史。無論是技術上,還是規模上均處于全國領先地位,積累了一定的經驗。但與國外先進水平相比,我們在熱泵機組設計與制造、鉆井技術、成井工藝、采灌技術及相關的鉆井設備等方面存在較大的差距。這些技術的提高將會大大降低類似工程的投資風險。此外,由于現階段熱價體系不完善,更缺乏制定供冷價格的技術和經驗。為此,特提出以下建議:項目主管單位在有關鉆井、采灌、成井等技術的引進、交流、培訓等方面給與支持。結合項目生活熱水井的鉆探,施工或建設單位應做出詳細的地下水資源報告。項目主管單位應在資金上給與支持。集中供冷的價格研究應納入整個現實熱價研究課題中,為本項目的實施奠定基礎。有關部門研究并盡早出臺適宜的財稅激勵政策,進一步提高水源熱泵空調系統的競爭力。綜上所述,某園林小區“采用水源熱泵空調系統”不論是供暖規模還是住宅供暖方式,在我市尚屬首次。它的建成將為XX和全國其他住宅供熱中推廣清潔能源提供重要經驗,其示范意義重大。

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某園林住宅小區中央空調系統可行性研究報告第一章緒論1.1項目背景1.1.1中國建筑節能現狀中國是一個幅員遼闊、人口眾多、人均資源相對匱乏的發展中國家。近年來,隨著社會經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高,我國已成為僅次于美國的世界第二大能源消費國,并從1993年起就成為能源的凈進口國。目前,能源供應與需求之間日益突出的矛盾已成為制約我國社會和經濟高速穩定發展乃至影響未來國家戰略安全的重要因素。據2000年12月30日《世界能源導報》報道,我國煤炭探明可開采儲量為1145億噸,可開采年限為54~81年;石油探明可開采儲量為32.74億噸,可開采年限為15年~20年;天然氣探明可開采儲量為11704億立方米,可開采年限為28年~58年。此外,根據國際上通行的能源預測,世界石油將在40年左右趨向枯竭,天然氣也將在60年用完,煤炭也只能用220年左右。因此,對我國這樣一個人口占世界總人口20%,人均常規能源占有量不到世界平均水平的一半,石油僅占十分之一的發展中國家而言,必須把節約能源、保護環境作為國家實現可持續發展的基本國策。建筑耗能在我國能源消耗中占有非常重要的地位,建筑節能是實現國家節能戰略目標的重要途徑之一。目前,中國建筑耗能已占全國能源消費量的27.5%左右,今后隨著國民經濟的持續發展和城市建設步伐的加快,我國建筑耗能總量及其所占比例還將進一步增加,溫室氣體及其它污染物的排放也必然會隨之增長。我國采暖能耗占全國建筑總能耗的55%以上,為采暖地區社會能耗的21.4%。因此,進一步降低建筑采暖能耗是我國建筑節能工作的中心任務和突破口。多年來,盡管我國各級政府十分重視建筑節能工作,并從1986年起開始貫徹執行《民用建筑節能設計標準(采暖居住建筑部分)》,全國各地也建設了許多節能建筑,然而單位面積采暖能耗卻沒有發生根本性的變化,建筑節能工作成效甚微,突出表現在:建筑節能發展緩慢,節能建筑的總量仍然較低;采暖能耗居高不下,單位建筑面積采暖能耗為相同氣候條件下發達國家的3倍左右;在冬季采暖期,采暖耗能已成為北方地區主要的環境污染源。1.1.2提高中國建筑節能工作成效的手段和對策我國二十多年建筑節能的歷史經驗表明,建筑節能是一項復雜而持久的系統工程,涉及社會經濟的各個領域。在廣泛調研的基礎上,由國家建設部和XX銀行于2002年完成的題為《促進中國建筑節能的契機》的研究報告,全面分析和總結了我國建筑節能的現狀及存在的問題,并提出了我國建筑節能的總體工作思路。該報告是今后指導我國供熱改革和建筑節能的綱領性文件,提出的思路或方法必將對我國相關領域的改革產生深遠而廣泛的影響。該報告明確指出,中國北方采暖地區城市建筑節能工作要取得更好的成效,必須采取一個綜合的途徑,包括:1、改革供熱系統控制與收費制度;2、改進和完善建筑節能標準并加大執行力度。其主要內容包括:——通過實施使熱成為商品的政策和計劃,使用戶能夠控制他們的能耗,并按照實際能耗付費,以調動和激勵用戶的節能積極性,獲得長期而有效的節能效益。——通過實施保證建筑節能標準得到有效貫徹的政策和計劃,廣泛采用更有效的節能設計、節能材料和施工方法,從根本上降低建筑物采暖能耗。1.2XX示范工程及某園林住宅小區的基本概況XX示范工程是XX銀行/XXX“中國供熱改革和建筑節能示范項目”的核心。該工程將通過把先進的供熱系統技術、熱計量收費和熱價體系以及節能建筑的設計與建造組合在開發項目中,提供一個綜合的、投資成本相對較低、能效提高顯著的供熱改革和建筑節能示范平臺,其主要內容包括:投資和建設一定規模的住宅小區;投資建設與其相配套的完整供熱系統;研究并制定相關的供熱改革和建筑節能政策。在建設部和XX銀行的統一領導下,該示范工程由黃林市建設管理委員會及項目常設管理機構——XX項目辦統一組織和管理,參與方有:黃林市供熱辦、墻改辦等政府職能機構;供熱系統建設單位和房地產開發商;設計院及其它技術支持單位。某園林住宅小區坐落于黃林市(詳見附圖)該小區總占地面積13.47公頃,總建筑面積約194000平方米(包括地下和其它非營業性設施),其中住宅有多層和高層建筑,配套公建有幼兒園、商場、酒店、地庫等。項目總投資約為4~5億元,主要包括:征地及建筑物、中央空調系統(含冷熱源、熱力管網、室內空調末端裝置和生活熱水供應等)的投資和建設。該項目分兩個階段完成,其中:一期工程建設規模為100000平方米,建設期為2004年3月~2005年;二期工程建設規模為94000平方米,建設期為2005年~2006年。該項目由XXXXX置業有限公司投資建設。公司已經承諾,愿意在建設部、XX銀行及XX項目辦的領導下,組織實施某園林住宅小區項目,為我國供熱改革和建筑節能事業做出一定貢獻,并通過此項目提升企業自身的技術和管理水平。1.3主要研究內容及任務來源1.3.1主要研究內容某園林住宅小區中央空調系統是該住宅建設項目的重要配套工程。本報告將在分析、研究、論證和比選的基礎上,提出一個技術先進、投資和成本相對合理、節能和環保效益顯著、風險較小的中央空調技術方案。主要研究內容包括:分析研究項目資源供應情況;比選空調技術(含冷熱源、熱力管網、室內末端裝置、生活熱水供應及相應的控制和計量方案);預測投資和成本;分析評估項目節能和環保效益及可能的風險。1.3.2任務來源黃林市供熱節能開發中心與XXXXX置業有限公司簽訂的技術咨詢協議。(詳見附件)1.4研究方法及原則在國際和國內專家的支持下,本研究將采取包括調研、設計、比選、論證、修改完善等過程的“開放式”研究方法,以期達到最好的經濟和社會效益。在研究過程中,將堅持“以人為本,節能和環保優先,兼顧技術先進,經濟合理,適度超前”的原則。按國家相關改革規定的范圍,項目經費由建設單位自行解決。這樣可以保證項目具有較好的推廣和示范作用。第二章某中央空調系統冷、熱源初步方案2.1城市供熱現狀及發展思路2.1.1城市供熱現狀經過二十多年的努力,XX城市供熱從無到有并在供熱規模、集中供熱普及率、供熱技術和管理水平等諸多方面都取得了長足發展。截止到2002年底,XX中心城區現有建筑面積11147萬㎡,供熱面積為8126萬㎡(含公建和住宅),熱負荷約為5363MW。在現有供熱面積中,區域燃煤鍋爐房供熱面積為6378㎡,占總供熱面積的78.49%;熱電聯產供熱面積為1207.5㎡,占總供熱面積的14.86%;地熱井供熱面積為452萬㎡,占總供熱面積的5.56%;燃油、燃氣供熱面積為88.5㎡,占總供熱面積的1.09%。XX中心城區供熱普及率已達72.90%,集中供熱普及率為72.10%(含地熱井供熱)。XX中心城區現有的主要熱源供熱能力為8465MW,其中XX第XXXXXXX等三個熱電廠的供熱能力為1241MW(XXXXXXXX熱能力為270MW,但目前還不具備向中心城區供熱的能力);437座區域鍋爐房供熱能力為6674MW;現有182眼基巖地熱水井供熱能力約為280MW。需要特別指出的是,為改善XX中心城區大氣環境質量,未來幾年將有662臺14MW以下的燃煤鍋爐需要拆除,預計減少供熱能力2834MW。所以,XX中心城區的供熱能力已基本飽和。2.1.2發展XX城市供熱的工作思路以煤為主的供熱能源消費結構和小容量燃煤鍋爐居多、熱電聯產和清潔能源供熱比例較小的供熱現狀,是造成冬季采暖期XX中心城區大氣污染嚴重、空氣質量差的主要原因。所以,為保護環境、改善和提高大氣環境質量,保障人民群眾健康,促進經濟和社會可持續發展,2002年XX制定并出臺了《大氣污染防治條例》,并要求:1)2002年9月1日以后,外環線內(即中心城區)不允許新建燃煤鍋爐房;2)逐步拆除市內小容量燃煤鍋爐,其原有熱用戶并入供熱規劃熱網;3)在集中供熱輻射不到的邊緣地區,或其熱網已滿負荷運行的新建建筑,只能考慮利用電、燃油、燃氣、地熱等潔凈能源供熱。面對日益嚴重的環保壓力和供熱需求與供應間的突出矛盾,為實現可持續發展的戰略目標,XX提出了“以熱電聯產為主,區域鍋爐房為輔,清潔能源供熱作為有效補充”的發展城市供熱工作思路,具體內容包括:1)以供熱體制改革為突破口,全面推動建筑節能工作上水平,降低既有和新建建筑的采暖能耗,提高現有供熱系統能效。2)建立和完善供熱投資和建設機制,本著量力而行、適度超前的原則,在中心城區周圍擴建或新建幾座大型熱電廠和區域鍋爐房。3)擴大高效、清潔供熱技術的應用范圍,鼓勵電、天然氣、地熱等清潔能源供熱,完善供熱體系。2.2某項目可選擇的幾種中央空調冷、熱源方案經過詳細的市場需求調研,項目投資建設單位——XXXXX置業有限公司認為,建設供暖、制冷和生活熱水供應的生態性高檔住宅小區,具有較強的市場需求潛力。因目前城市熱網規劃還沒有覆蓋到該小區,所以某小區要自行建設冷、熱源。可選擇的中央空調系統冷、熱源方案如下:燃煤鍋爐冬季供熱、冷水機組夏季供冷。電供熱+電制冷:采用電熱鍋爐或電輻射采暖實現冬季供熱;壓縮式冷水機組或吸收式溴化鋰制冷機組實現夏季供冷。燃氣或燃油供熱+電制冷:采用燃氣或燃油鍋爐實現冬季供熱;冷水機組實現夏季供冷。吸收式制冷型燃氣或燃油直燃機:采用直燃機實現一機冬季供熱、夏季供冷。熱泵系統:可采用水源、空氣源熱泵系統,以燃氣或電力為動力實現冬季供熱、夏季供冷。在冷、熱源選擇上,主要考慮其技術經濟性、可操作性、運行穩定性和本項目著重要求的環保性。從經濟性分析,利用燃油、燃氣和電能供熱和供冷,運行費用較高。按照我市現行能源價格估算,在相同條件下,燃氣或燃油供熱成本要比燃煤鍋爐供熱高二倍以上,電直接供熱成本更是高出三倍以上。采用低溫地熱水直接供暖,既受當地地熱水溫度的限制,又無法用一套系統解決用戶夏天集中空調制冷的問題。采用燃煤鍋爐供熱、冷水機組供冷環保性差。相對而言,對需集中供熱和供冷的高檔住宅小區,熱泵系統是較為合適的選擇方案。熱泵技術是一種高效清潔能源供熱技術,其顯著的節能環保特性已逐步被人們所認識。在條件適合的地區或范圍內,這項技術具有良好的經濟效益和廣泛的發展前景。2.3熱泵技術2.3.1熱泵的概念和工作原理熱泵空調是通過消耗一部分高品位能源,高效利用可再生低品位能源的集供熱、制冷為一體的空調系統。按所利用的低品位能源可分為土壤地源熱泵、水源熱泵、空氣源熱泵等。而水源熱泵又可分為利用江、河、湖、海等的資源地表水源熱泵和利用地下水資源的地下水源熱泵兩大類。本質上熱泵與制冷機原理是相同的,冬季供熱時是以冷凝器放出的熱量來供熱。其工作原理是,由電能驅動壓縮機,使工質(如R407)循環反復發生物理相變過程,分別在蒸發器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱,使熱量不斷得到交換傳遞,并通過閥門切換使機組實現制熱或制冷功能。在此過程中,熱泵的壓縮機需要一定量的高位能驅動,蒸發器吸收低位熱能,經過熱泵,能輸出可利用的高位熱能,在數量上是其所消耗的高位熱能和所吸收低位熱能的總和。熱泵輸出功率與輸入功率之比稱為熱泵性能系數,即COP值(CoefficientofPerformance)。以地下水作為冷、熱源的水源熱泵供暖空調系統,冬季從地下水吸收熱量,夏季向地下水放出熱量,向建筑物供冷供熱。制冷時,地下水作為冷卻水,流經冷凝器,帶走熱量,溫度升高后,排至回水井;空調系統循環水流經蒸發器,溫度降低后,送至空調系統的末段裝置(如室內風機盤管)。取暖時,地下水作為熱源,流經蒸發器,釋放熱量,溫度降低后,排至回水井;空調系統循環水流經冷凝器,溫度升高后,送至空調系統的末段裝置。圖2-1是地源熱泵空調系統的示意圖。利用地下水作為冷、熱源的水源熱泵對地熱井的深度和井間距離有一定要求,并且利用其能量后必須全部回灌。圖2-1水源熱泵空調系統示意圖2.3.2水源熱泵的特點1)屬可再生能源利用技術水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉換的供暖空調系統。地下水體是通過土壤間接的接受太陽輻射能量,是一個巨大的動態能量平衡系統。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地能成為可能。所以說,水源熱泵是一種清潔的可再生能源技術。2)高效節能與鍋爐房和空氣源熱泵的供熱系統相比,水源熱泵具明顯的節能優勢。鍋爐供熱只能將95%-99%的電能或70~90%的燃料內能轉化為熱量供用戶使用。水源熱泵要比電鍋爐加熱節省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節省二分之一以上的能量;據美國環保署EPA估計,設計安裝良好的水源熱泵,平均來說可以節約用戶30~40%的供熱制冷空調的運行費用。3)運行穩定可靠地下水的溫度一年四季相對穩定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動,是很好的空調冷、熱源。地下水溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩定,也保證了系統的高效性和經濟性,不存在空氣源熱泵的冬季低溫運行效率低、除霜難等問題。4)環境效益顯著水源電動熱泵使用少量電能,就可以挖掘大量常規不能被利用的低品位熱能,是一種真正的節電設備。但在發電時,消耗一次能源并導致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節電就意味著減少污染。熱泵的制冷劑,可以采用R134A、R407C和R410A等替代工質,不會破壞大氣臭氧層。由于水源熱泵機組的運行沒有任何污染,不需要堆放燃料廢物的場地,因此可建造在居民區內,且不用遠距離輸送熱量。5)一機多用,應用范圍廣水源熱泵系統可供暖、空調,還可供生活熱水,一機多用。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優點。不僅節省了大量能源,而且用一套設備可以同時滿足供熱和供冷的要求,減少了設備的初投資,可廣泛應用于住宅、賓館、商場、辦公樓、學校等建筑的采暖和空調。6)運行自動化程度高水源熱泵機組自動控制程度高,維護管理簡單方便,使用壽命可達到20年以上。2.3.3國內外水源熱泵的發展熱泵空調系統在國外已普遍應用于建筑空調,技術已經比較成熟。1998年美國商業建筑中水源熱泵系統已占空調總保有量的19%,其中新建筑中占30%。美國水源熱泵工業已經成立了由美國能源環境研究中心(Energy&EnvironmentalResearchCenter)、美國地下水資源聯合會(NationalGroundWaterAssociation)、愛迪生電力研究所(EdisonElectricInstitute)及眾多水源熱泵制造設計銷售公司以及政府機構和建筑商等146家成員組成的美國地源熱泵協會。荷蘭從事地下水儲能技術研究和開發多年,從地質勘探、井的設計、成井、系統集成到系統的運行和監控具有一套專用的技術,從根本上解決了井的堵塞現象,灌抽比達成100%,技術已相當成熟。地下儲能技術在荷蘭飛速發展,被很多大型建筑如政府機關(環境能源署大樓、外交部大樓等)、公共設施(體育館、菲利浦技術展示中心、博物館、國家圖書館、醫院)及大型工廠采用。至今,該國已完成200多個大型的工程項目,積累了大量的經驗。而第一個項目到現在也已有20年歷史。這項技術已成為荷蘭政府推崇的成熟的環境保護技術之一。它一方面達到了建筑節能的目的,另一方面,又實現了地下含水層可持續利用。我國的業內人士在學習國外先進技術的同時,不斷地進行實踐,熱泵機組的一些技術問題已經基本解決。打井技術和成井工藝也有了大幅度的提高。應該說,經過幾年的推廣應用,XX對熱泵特別是地下水源熱泵空調系統的技術已基本掌握。并且,隨著人民的生活水平不斷提高,廣大市民對冬夏季熱舒適提出了要求。這些都為熱泵在我國的發展奠定了基礎和提供了良好的機遇。2.3.4XX發展熱泵的優勢條件就地理位置而言,XX的氣候條件更有利于發展熱泵。XX的氣候特征是冬寒夏熱。一般來說,我國冬季要比同一緯度全球平均溫度低,而夏季則比同緯度平均溫度高,如XX與相應緯度的華盛頓比較,XX一月和七月的平均溫度為-4.2℃和26.7℃;而華盛頓為0.7℃和24.0℃。和西歐比較則寒暑相差更大,如XX與同緯度的里斯本比較,里斯本一月平均溫度為10.8℃,高于XX15℃,七月份平均溫度21.8℃,低于XX約5℃。由此可見,為了改善人們的居住條件,XX地區更應在公、民用建筑中進行采暖和空調。為了說明XX地區更適于用熱泵進行冬天采暖和夏季空調,今以空氣—空氣供熱/制冷型電動熱泵用于某公用建筑為例進行分析,熱泵的某些參數見表(2-1)。由表(2-1)看出,我國東北地區,冬季嚴寒,夏無酷暑,與室外溫度有關的冷熱負荷差異甚大。若考慮全年空調,這類地區的供熱/制冷型熱泵應設計成供熱型;在長江流域以及華南地區則出現相反的情況。該地區冬季很短,且平均氣溫較高,供熱/制冷型熱泵應以夏季冷負荷作為熱泵選型的依據。XX地區的地理位置和氣候條件適中,冷熱負荷比大致相當,使用供熱/制冷型熱泵對建筑物全年空調極為有利。空氣-空氣供熱/制冷型熱泵的一些設計參數表2-1地區平均溫度(℃)熱泵工況(℃)供熱/制冷熱泵性能系數冷熱負荷比冷/熱采暖通風冬夏天數備注一月七月tntwtn'tw'εφ冬夏哈爾濱-20.123.318-2622274.572.090.3617950采暖天津-4.226.718-922304.132.940.9712090采暖空調上海3.427.118222323.873.051.6862110采暖空調廣州13.628.218722314.013.878.130180空調注:表中tn、tw、tn'、tw'分別為室內、外設計溫度參數,ε為夏季制冷系數,φ為熱泵制熱系數上例熱泵的熱源是空氣,如能利用低溫熱源(井水、低溫余熱、低溫地熱水、電廠冷卻水等),則熱泵性能系數還可以大加改善。所以說,XX是非常適合應用熱泵,特別是水源熱泵空調系統的地區。2.4.地熱水資源狀況2.4.1XX地熱水資源XX蘊藏豐富的低溫地熱資源,適宜于作為城市建筑物冬季采暖的熱源。由于地熱供熱站占地面積小、運行費用低、資源綜合利用率高、資金回收快。同時,采用地熱水回灌技術不會對環境造成熱污染,所以地熱供熱已越來越受到人們的關注。在二十世紀八十年代前,開發利用的地熱水儲層淺,水溫低,用途單一,大部分用于工業用水和農業灌溉(占總量的73%)。進入八十年代后,開采層位由第三系轉向基巖熱儲,采出的地熱水溫度最高可達97℃,多用于供暖,并且由單一用途轉為綜合利用,逐步發展為地熱供暖、工業洗滌、農業溫室、水產養殖、醫療保健、旅游康樂和飲用礦泉水等綜合利用。據統計,XX中心城區現有基巖熱水井182眼,供熱面積452萬㎡,無論開發總量還是開發規模在全國都是領先的。2.4.2某項目地熱水資源狀況1)地熱地質構造及地層某園林小區位于新華夏系構造體系第二沉降帶滄州隆起北部,XX斷裂以西,大成斷裂北端,處于海河斷裂和XX斷裂的交匯地帶,基巖埋深1300米左右,由石碳二迭系地層構成,下伏有奧陶系碳酸巖地層。基巖之上依次為第三系明化鎮組半膠結砂、淤泥巖、第四系粉細砂層。2)含水層組及水文地質特征⑴第四系含水層第四系孔隙地下水含水層以粉細砂為主,偶有中砂,與粘性土呈交互狀。該區咸水層底界埋深70m,其下為淡水承壓含水系統,劃分為四個含水組。Ⅰ組:底板埋深70m,含有粉砂層,厚15-16m,礦化度6000mg/L,水溫14-15℃,水量50-60m3/h。Ⅱ組:底板埋深250m,含有粉砂層七層,厚28-32m,單位出水率0.13-0.20m3/h·m·m,水質為HCO3-Na型,礦化度860.6mg/L,水溫17-18℃,水量60-80m3/h。Ⅲ組:底板埋深350m,含有粉砂層四層,厚29-35m,單位出水率0.15-0.18m3/h·m·m,水質為HCO3-Na型,礦化度861.85mg/L,水溫20-22℃,水量60-80m3/h。Ⅳ組:底板埋深450m,含有粉砂層,厚23-27m,單位出水率0.15-0.17m3/h·m·m,水質為HCO3-Na型,礦化度700.0mg/L,水溫23-25℃,水量60-80m3/h。Ⅴ組:底板埋深630m,為新第三系明化鎮組,含有粉細砂巖六層,厚35-42m,單位出水率0.10-0.15m3/h·m·m,水質為HCO3-Na型,礦化度696.9mg/L,水溫27-32℃,水量60-80m3/h。某地處非地熱異常區,地溫梯度<3℃/百米,第四系含水層組水溫最高不過26℃。除第一承壓含水組為咸水外,第二承壓含水組及以下各組地下水水質為低礦化度重碳酸鈉型淡水,各層組水質詳見下表:第二至第五含水組地下水主要成分含水組總硬度CaCO3礦化度mg/L氯化物mg/L硫酸鹽mg/L氟化物mg/LPH值水化學類型二60860.6657038HCO3-Na三50861.8585603.58.4HCO3-Na四3070085552.88.5HCO3-Na五18696.970452.88.5HCO3-Na從上表可以看出,該地區各含水層組水化學成分除氟化物超標外,均符合飲用水標準。沒有對碳鋼腐蝕的成分存在,完全符合水源熱泵空調系統使用。⑵上第三系館陶組上第三系熱儲層在本區發育穩定,頂板埋深450m左右,底板埋深1300m,上部為明化鎮組,下部為館陶組。館陶組含砂礫巖和砂巖,厚40-50m,水溫46-50℃,水量60-80m3/h。⑶奧陶系熱儲該區位于海河斷裂和XX斷裂的交匯地帶,奧陶系巖溶裂隙發育,預計頂板埋深1750m,可設計2300m深的地熱井,預計單井出水量230m3/h,水溫60℃,水質為SO4·Cl-Na型,礦化度5480mg/L,具有強腐蝕性。3)某地域地熱開發及利用現狀某及附近地區地熱資源開發強度較小,地熱井主要集中在市區,開采的熱儲層有明化鎮、館陶和奧陶系。工作區及附近地區共有地熱井18眼,不同熱儲地熱井數量及基本情況見下表。鄰近區域地熱井基本情況序號井號成井時間井溫熱儲層開采量靜水位埋深年降速率1BC-051999明化鎮332HB-03199946館陶41.063HB-01198248明化鎮25.34NK-10B199352.3奧陶12624.315NK-05198146明化鎮4556.792.856NK-02198251奧陶47.73.862.77NK-01198145明化鎮66458NK-14199663奧陶16012.39NK-07199043明化鎮527410NK-03199447明化鎮947211HX-02198749明化鎮89.572.2512HX-18198648明化鎮5513NK-11199757奧陶1863414NK-15200047明化鎮10515NK-13199862奧陶12030.316XQ-05199670奧陶1261.917XQ-061996明化鎮4518XQ-12199555奧陶802.5方案的確定在上述背景下,某園林小區擬采用地下水源熱泵作為該小區供024681012明化鎮館陶奧陶地熱井數量分布圖數量熱、供冷的冷、熱源。并據此進行空調系統方案的初步設計、初投資和運行費用的估算,以及進行該方案和其他冷、熱源方案的經濟技術性分析、環境效益分析和風險分析。為了進一步了解某地域的地熱資源狀況,地質專家一致建議,在某地域已掌握的地熱井資料的基礎上,在該小區內先打一眼探采井進行分析。在充分掌握該小區地下水資源的情況下,最終確定打井方案。第三章熱泵中央空調系統冷、熱源初步設計方案3.1數據收集及設計條件確定3.1.1設計基礎數據1.室外設計參數1)冬季采暖設計參數室外設計溫度:tw=-9℃室外平均溫度:twp=-1.2℃采暖期度日數:N=120天2)夏季空調設計參數室外設計溫度:tw=-33.4℃室外濕球溫度:ts=26.9℃空調天數:90天2.室內計算溫度1)住宅部分室內計算溫度(℃)臥室起居室書房廚房衛生間冬季2020201525夏季26262635352)公建部分幼托商業酒店溫度(℃)相對濕度%溫度(℃)相對濕度%溫度(℃)相對濕度%冬季20—18—20—夏季2665266524653.地熱井參數根據相關地質資料和某周圍地區成井的數據,確定地熱井參數如下:序號井深H(m)水溫(℃)流量(t/h)礦化度(mg/L)17014-15506000225017-1870860.6335020-2270861.85445023-2570700.0563027-3270696.96130046-5070723006023054803.1.2設計負荷估算確定設計負荷的最理想方法是對區域系統每幢建筑物的負荷進行詳細計算,目前某園林小區處于詳規階段,要求了解建筑物和構件的詳細情況是很困難的。因此,按我國現行的技術規程的計算方法,本項目參考《全國民用建筑工程設計技術措施——暖通空調·動力》所推薦的冬季采暖負荷指標和夏季冷負荷指標,按三步節能估算小區冬季供熱負荷和夏季空調冷負荷。參照《建筑給水排水設計規范》GBJ15-88估算生活熱水負荷。1.住宅部分1)采暖設計熱負荷的確定根據二步節能和三步節能已確定的建筑物耗熱分別控制20.5W/m2和14.4W/m2,以及二步節能已確定的采暖設計熱負荷45W/m2,按比例其三步節能時采暖設計熱負荷為32W/m2。但通過對已有的房型的上機(計算機)計算,其采暖設計實際平均熱負荷為38W/m2(因二步節能及三步節能的室內平均溫度分別為16℃和20℃,因此數值有所提高),計算過程從略。2)供冷設計冷負荷的確定根據《建筑節能示范項目設計指南》(三步節能)建筑物所推薦的圍護結構的各傳熱系數,以及每戶3人,設備負荷1200w/戶(包括電腦、電冰箱、電視等家電設備)和每人新風量為30m3/人計算,其單位面積冷負荷平均值為38W/m2(建筑面積,包括各房間面積、衛生間和廚房不供冷房間面積、樓梯間面積),計算過程從略。3)房間冷、熱負荷的確定通過計算單個空調房間的冷負荷值均大于熱負荷值(選用空調末端設備所需值),根據三步節能建筑物所推薦的圍護結構的各傳熱系數及不同房型及朝向所計算出的冷負荷值,加上3人的顯熱負荷及濕負荷和3人的新風負荷,以及1000w/間的設備負荷,即為該房間的總冷負荷值。2.公建部分由于公建內的燈光及人員較住宅要多一些,且還增加了一些設備負荷,根據設計實踐經驗,其外圍護結構形成的冷、熱負荷不超過總負荷10%,另外公建內還設有新風處理裝置,因此外圍護結構形成的冷、熱負荷對公建三步節能的影響很小。固還沿用《全國民用建筑工程設計技術措施》(暖通空調·動力)中冷、熱指標的中間值,見下表。1)冬季供熱負荷節能建筑采暖熱負荷指標建筑類型住宅學校辦公醫院托幼旅館商店食堂餐廳影劇院展覽館大禮堂體育館熱指標(W/m2)45-7060-8065-8060-7065-75115-14095-115115-160…
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