百色xx学院学生宿舍楼可再生能源建筑应用示范项目可行性研究报告——地源热泵系统(完整版)

使用可再生能源，如地源热泵，作为热水系统的补充。 #生活常识# #日常生活小窍门# #节能建议# #节能热水系统#

【正文】 板冷冻水出 (a)夏天制冷、制热水系统图 热水进热水出采暖用户气体液体冷凝器高温高压四通阀热水箱水泵高温高压蒸发器液体气体压缩机地面冷却塔地热换热管群（冬天吸热）太阳能集热板热交换器 （ b）冬天制热水、采暖系统图 地能 太阳能热泵 冷却塔混合型空调和制热水系统工作原理图 25 主要设备 表 3 地源热泵 热水 系统 主要设备 序号 设备名称 形号规格 品牌 特点 1 地源热泵空调 热水设备 涡旋式压缩机 百福马 寿命长、噪音低 2 热水换热器 板式换热器 德国 GEA 材料 换热能效高 3 节流阀 电子膨胀阀 美国艾高 寿命长、精 确度高 4 控制元件 自动控制 鹭宫 /丹佛斯/江森 /卡乐 寿命长、全自动、有 效保护压缩机 5 风扇 外转子风机 马尔 风量大、噪音小 6 视液镜 监察装置 美国艾高 随时掌握机组运行情 况 7 保温热水箱 不锈钢热水管 自制 保温效果好 8 管材（含弯头、水阀等） PP— R 热水管 上海白蝶牌 耐热、寿命长 9 热水管保温 材料 保温材料 广东福乐斯 抗风化、保温好 10 热水泵 IRG100— 160（ I） 上海连成 N=22KW； H=32m；Q=160T/h 11 自来水加压 泵 SLS40— 100（ I） 上海连成 N=； H=16m；Q=12 冷冻水水泵 SLS100— 160A 上海连成 N=11KW H=28m Q= T/h 13 地能水泵 ISG100— 125 上海连成 N=11KW H=20m Q=100 T/h 14 方型散流器 新凌牌 400 400 广州新凌公 司 美观、 15 矩型风管 700 350 自制 保温效果好 26 16 管路 接到原有主供水管处 17 太阳能板？ 四、技术经济分析 工程项目投资概算 投资预算范围 ： 项目 投资预算包括：固定资产投资和流动资金两部分。土壤换热器与冷却塔并联形成了 3种运行模式： 夏天制冷循环：（见 下 图（ a）） 冷冻水循环，把热量从冷用户源源 不 23 断地送到蒸发器。运行效果证明该系统技术成熟。本技术采取热量多级分流技术方案，将制冷产生的热量用于制热水、向土壤和冷却塔散热，空调工况制热水不耗能，大大提高了能源利用率，并减少了制冷所需的埋地盘管长度，降低了系统的投资成本。制热水与电锅炉比节能 70%以上。 该项技术经过多年的理论与实践探索，依据南方土壤和气候实际， 形成了一套由 太阳能集热器、 土壤换热器、热泵机组、冷却塔、控制系统等 19 科学集成的工程系统技术。土壤埋管 式系统 又分垂直 U型埋管、水平埋管、螺纹盘管等。另外，由于地能温度相对恒定 ，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。 （ 2）制冷高峰期在夏季。所以生活热水是南方人的生活必须。主要措施有 防水隔热 屋面（外保温、内保温）、架空通风屋面、坡屋面、绿化屋面等 。 项目建设目标 （ 1）项目建设主要内容 本项目拟在 百色 XX学院 的教学、行政以及学生生活区范围内安装太阳能－地源热泵复合型系统 ，为总计 平方米的建设面积提供节能型的空调、供热支持， 其中包括为教学、行政区安装地源热泵空调系统，为学生生活区安装地源热泵热水和空调系统。建设部总工程师王铁宏举例说，到 2020年，如果城镇建筑达到节能标准，每年就可节省 亿吨标准煤，空调高峰负荷可减少 8000 万千瓦时，约相当于 1998到 20xx 年 5年新增电力装机容量的总和，相当于 个三峡大坝的发电量，相当于每年可减 少电力建设投资约 1 万亿元。 地源热泵技术属于经济利益、社会效益和生态效益显著的社会公益技 10 术。尽管各应用项目工况、要求和条件不同，采用浅层低温地热系统虽然会比传统的中央空调系统增加初期投资１／３～１／２，但运行费用节省１／３～２／３。目前，中国房间空调机和单元式空调机的产量已达世界第一，建筑耗能逐年大幅多上升。据统计，商场的空调单位面积年耗电量在每平方米每小时 160—220千瓦，占总能耗的 40％ — 60％；写字楼空调电耗大约占总能耗的 40％。 我国是一个贫油国家，能源安全问题更显得严峻。 6 二、示范目标及主要内容 项目背景 能源是人类社会存在与发展的物质基础。 项目建设有利条件 在 百色 XX学院 学生宿舍楼建立亚热带地源热泵节能系统示范项目具有许多有利条件 ： （ 1） 自然环境得天独厚， 实施亚热带地源热泵 热水 节能系 统 的 条件 成 5 熟 。 (2)行政办公区： 包括学院行政服务机 构以及相关公共设施。 依照当地规划部门的意见，结合环保要求，学院根据国家中长期节能发展规划和建设节能型社会总体要求，为把庞大建筑群建设成为绿色、节 能、环保示范园，拟 在 百色 XX 学院 新建和既有学生宿舍楼、行政办公楼、计算机信息中心及电教实验中心 采用广西大学最新科技成果 —— 地源热泵制冷供热节能环保系统。 II 地源热泵系统的优点 ...................... 错误 !未定义书签。目前全日制在校生 6150 人。 百色 XX 学院 可再生能源建 筑应用示范 工程包括三大部分： (1)学生生活区： 正 在 东合、澄碧校区 兴建新学生宿舍楼 3栋，新宿舍楼建筑面积 平方米 , 可容纳 2976 名学生在校住宿。教学活动区存放着先进教学仪器设备，也是学生、教师工作学习逗留 最长的地方，因此，环境条件相对要求较高，温度湿度要求保持相对衡定，要达到以上条件要求，对高温高湿的南方来说，中央空调是最理想选择，然而，普通中央空调运行成本高，对贫困地区学校来说有较大难度，所以，在设备选型上，拟选择运行成本低、且节能环保好的 太阳能－地源热泵复合型系统 。 示范内容 示范项目建设的目的是建立建筑节能的活样板， 为 专业化节能服务公司提供 了 成功的服务案例 ， 能为社会提供参观、学习、示范与推广。目前世界能源消费仍然是以石油为主，其次是 天 然 气、煤炭和电，火力发电也离不开煤、石油、天然气作为原料。建筑能耗是指在建筑物使用过程中的能耗，主要包括建筑采暖、空调、热水供应、炊事、照明、家用电器、电梯、通风等方面的能耗。 我国建筑能耗是相同气候条件发达国家的 23倍 ,采暖和空调的能耗占建筑总能耗的 55%。建筑节能对于促进能源资源节约和合理利用，加快发展循环经济，实现经济社会的可持续发展，建设节约型社会，有着举足轻重的作用，也是保障国家能源安全、保护环境、提高人民群众生活质量、贯彻落实 科学发展观的一项重要举措。通常地源热泵消耗 1kW 的能量，用户可以得到 4kW 以上的热量或冷量。其中，北方城镇建筑采暖和农村生活用煤约为 /年，占我国 20xx 年煤产量的 ％；建筑用电和其它类型的建筑用能（炊事、照明、家电、生活热水等）折合为电力，总计约为 5500 亿度 /年，占全 国社会终端电耗的 27％～ 29％。年，用电总量约占我国全年供电量的 10％。本项目新建学生宿舍楼外墙（除图中注明者外）均为 240厚粘土多孔墙 PMU10CGB13544，卫生间内墙为 120厚 粘土多孔砖墙；其他内墙均为 MU10 混凝土空心小型砌块。 14 冷热负荷估算 经初步估算本工程设计冷负荷指标约为 100W/m2，设计热负荷指标约为50W/m2，按照 教学行政用房 平方米面积 计，同时使用系数定为 ，则合 计 夏季设计总冷负荷 5577kW， 生活热水设计制热量为 505 kW,即设计总热负荷为 3293 kW。在广西采用地源热泵制热水，能效比一般可达 以上，人均配电功率只需 2530w。 16 . 供热供冷系统 根据建筑物的使用性 质，为合理利用能源，降低能耗，减少环境污染， 本建筑供冷供热系统初步决定采用地源热泵空调机组作为中央空调及热水系统的冷热源。 浅层地热方案的论述 太阳能－ 地源热泵 复合型 系统的确定 就地源热泵 的 运行方式而言，地源热泵系统分为两种，一种为 水源 式 开路 系统，另一种为 土壤埋管 式 闭路 系统 。 机组系统 本项目采用的技术是广西大学依靠自己的技术力 量开发的 的太阳能－地 源热泵 复合型 系统应用技术，主要包括热泵机组、暖通空调、系统优化设计、 深井钻探技术、 自动化 监控管理 等技术。 项目技术特点及优势 （ 1）充分利用南方富水土壤的传热优势，换热效率高 根据南方亚热带地区土壤特性：地下水位高，土壤含水量丰富、液相对流传热起重要作用等，提出相应的土壤换热器设计理论和方法，实施土壤换热器垂直 U型管的浅埋方式。这样既使热泵机组始终保持高能效比，又保证了地表浅层热能的合理利用。 （ 6）一机多用、自动化控制程度高 系统集成程度高，一套系统实现了供热水、采暖和供冷多重功效。同时 将太阳能集热器做为热泵的蒸发器，大大提高太阳能的吸热效率，机组的蒸发温度提高，使得热泵压缩机的耗电量减少，节省运行费用；在夏季夜间运行时还可以作为辅助散热设备，这减少了夏季向地下的排热量，使地温在数年内保持稳定，以保证机组在高效率下运行。 冬天地能热水循环：（见 下 图（ b） 冷冻水循环，把地下热能吸收，送到蒸发器；制冷剂循环，把冷冻水吸收来的热能在蒸发器释放给制冷剂，并经过压缩机压送到热交换器放热，交换给生活热水，使热水升温。 ③《建筑给排水工程设计手册》、《建筑给排水规范》。 资金落实情况 项目资金筹措计划 项目资金拟从三个方面解决： ① 单位自筹 万元， ② 银行贷款 万元， ③申请国家资金支持 万元。 （ 4） 20xx年 6 月 － 7月，设备调试，试运行。 比方案 ③ 节约 46万元 。 10－ 3 8 30 7 10－ 4=（万元） ②、地源热泵热水－空调 系统与电热水器相比，每年节约能源费用 +=（万元） ③、节省空调设备投资 地源热泵制热水产生的冷量可供约 3600 平方米空调，按中央空调 300元 /平方米的造价，中央空调工程费为： 3600 300 104=108（万元） 34 环境影响分析 空气热源泵是以空气作为低温位热源加以利用的热泵方式，是一种节电、节能的新方式。地源热泵运用热泵技术，从土壤或地下（地表）水中吸取大量的低温热量，只需消耗少量的高品位能源（如电能），即可获得高于输入能量约 4倍的热能效果。 35 此外，与空气源热泵相比，设备噪音低 15 分贝以上，利于保障学生有安静的休息环境。 国外市场预测 地源热泵技 术 在美国及西欧推广应用了近 20 年，年增长率在 20%30%左右，目前世界安装的地源热泵系统的总容量达 9500 MW、产热量和520xxTJ/yr（ 14400GWh/yr）、实际安装地源热泵的数量为 80 万套。如果不加控制，广西 20xx 年的建筑能耗将比 20xx年 增加 1 倍，空调高峰负荷将近 2个龙滩电站的满负荷出力，需要增加电力建设投资数百亿元。 学院现有在职教职工 509人 ,专任教师 282人。 1999年国家计委批复立项进入 “211 工程 ” 建设行列，学校设有 19 个二级学院，69个本科专业， 53个硕士点， 3个专业硕士点， 5 个博士点。在校硕士研究生 195人，本专科生 1780人。业主已与广西大 学签定了合作协议。 项目技术实际应用情况 广西大学依靠自己的技术力量，根据南方土壤和气候实际，形成了一套土壤换热器、热泵机组、冷却塔、控制系统科学集成的系统技术，已在两广地区实施了十多项地源热泵、空气源热泵工程。 产品质量检测单位是国家空调设备质量监督检验中心，经现场检测，范例工程南宁市三中空调 热水系统在运行两年多后，其机组制热水工况的 能效系数 COP 达 ，系统的能效系数 COP达 ，换热量大于 60w/m。 技术实施单位 承担 本 项目主要技 术工作的是广西大学地源热泵研究所（广西钧富凰地源热泵研究所）。有 5 个国家重点建设学科， 3 个部级重点开放实验室， 2 个自治区实验中心， 46 个科研所（中心）。学院现设有中文系、政治与法律系、历史与文化旅游系、经济管理系、外语系、数学与计算机科学系、物理与电信工程系、化学与生命科学系、计算机与信息科学系、体育系、艺术系、教育系和成人教育学院等 13 个系（部），开设有汉语言文学、思想政治教育、英语、数学与应用数学、物理学、计算机科学与技术、体育教育、对外汉语、音乐表演、生物技术、电子信息工程、化学工程与工艺、旅游管理等 38 13 个普通本科专业和 33 个高职高专专业， 6 个成人教育本科专业和近 20个专科专业。则空调、采暖及制热水共节电约3913 万千瓦小时。随着我国融入东盟贸易自由区，而广西是中国通往东盟的桥头堡和东盟商品流入中国的黄金通道，无疑为项

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