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青島市美術(shù)學(xué)校(青島六中)冷熱源設(shè)計方案
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M2
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組 105


青島美術(shù)學(xué)校位于開發(fā)區(qū)青島國際生態(tài)智慧城,柳花泊地塊。從地理位置來看,在珠宋路以西,淮河路以北,西側(cè)為規(guī)劃的柳花泊5號線,北側(cè)為規(guī)劃道路。據(jù)介紹,青島美術(shù)學(xué)校占地面積175334平方米,規(guī)劃總建筑面積約14萬平方米,其中一期工程建筑面積約11萬平方米,二期工程建筑面積約3萬平方米。擬新建校舍包括教學(xué)樓、科技樓、辦公樓、藝術(shù)樓、美術(shù)館、學(xué)生宿舍、食堂、體育館、游泳館、地下停車場等。


山東省青島市美術(shù)學(xué)校項目為青島市“千萬平米”社會事業(yè)公共設(shè)施教育項目,該項目位于珠宋路以西、淮河西路以北,項目用地面積263畝,建筑面積10.5萬平米,共分教學(xué)樓、科技樓、美術(shù)館、體育館、宿舍樓、圖書館等13個單體建筑。

擬對該項目空調(diào)冷熱源進(jìn)行設(shè)計。


組 106


(1)、《空氣調(diào)節(jié)設(shè)計手冊》(第二版)

(2)、《民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》   (GB50736-2012)

(3)、《公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》          (GB50189-2005)

(4)、《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》  (GB50366-2005)(2009版)

(5)、建設(shè)單位對建筑的目的功能要求

(6)、業(yè)主提供的建筑資料


組 113


室外設(shè)計參數(shù)

夏     季

冬     季

空調(diào)計算干球溫度(℃)

29

空調(diào)計算干球溫度(℃)

-9

空調(diào)計算濕球溫度(℃)

26

采暖計算干球溫度(℃)

-6

空調(diào)計算日平均溫度(℃)

23.0

通風(fēng)計算干球溫度(℃)

1

通風(fēng)計算干球溫度(℃)

29.0

空調(diào)計算相對濕度(%)

80.0

平均風(fēng)速(m/s)

5.7

平均風(fēng)速(m/s)

4.9

大氣壓力(KPa)

96.32

大氣壓力(KPa)

94.77





室內(nèi)設(shè)計參數(shù)

夏季 冬季
溫度(℃) 26±2 20±2
相對濕度(%) 40~60 30~50
空氣流速(m/s) 0.15~0.3 0.15~0.3

夏季空調(diào)制冷:負(fù)荷側(cè)供回水溫度:7/12℃;

冬季空調(diào)供暖:負(fù)荷側(cè)供回水溫度:45/40℃。


組 112

末端系統(tǒng)形式


末端形式:冬夏季均采用風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng),夏季通過風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)為建筑提供冷量,冬季通過風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)為建筑提供熱量;對于高大空間,冬季采用地板輻射采暖形式供暖。

對于公共建筑,新風(fēng)系統(tǒng)采用全熱交換器為建筑提供新風(fēng),回收能量按照60%考慮。

根據(jù)所甲方提供設(shè)計方案,空調(diào)冷熱負(fù)荷如下表所示。

序號

名稱

建筑面積

總冷負(fù)荷

總熱負(fù)荷

(萬m2)

(MW)

(MW)

1

美術(shù)學(xué)校

10.5

6300

5250

 注:負(fù)荷計算是方案設(shè)計的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),其大小直接關(guān)系到項目的初投資及后期的節(jié)能運行。因此,需要針對單體建筑進(jìn)行詳細(xì)的逐時冷熱負(fù)荷計算,并充分考慮整個項目的同時使用系數(shù)、以及寒暑假對學(xué)??照{(diào)負(fù)荷的影響,最終合理選擇機(jī)組的臺數(shù)及大小,以期達(dá)到項目初投資最小、節(jié)能運行最顯著的目的。


方案一:污水源+地源熱泵系統(tǒng)



污水源熱泵的主要工作原理是借助污水源熱泵壓縮機(jī)系統(tǒng),消耗少量電能,在冬季把存于水中的低位熱能“提取”出來,為用戶供熱,夏季則把室內(nèi)的熱量“提取”出來,釋放到水中,從而降低室溫,達(dá)到制冷的效果。其能量流動是利用熱泵機(jī)組所消耗能量(電能)吸取的全部熱能(即電能+吸收的熱能)一起排輸至高溫?zé)嵩?,而起所消耗能量作用的是使介質(zhì)壓縮至高溫高壓狀態(tài),從而達(dá)到吸收低溫?zé)嵩粗袩崮艿淖饔谩?/span>


污水源熱泵系統(tǒng)由通過水源水管路和冷熱水管路的水源系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)、末端系統(tǒng)等部分相連接組成。根據(jù)原生污水是否直接進(jìn)熱泵機(jī)組蒸發(fā)器或者冷凝器可以將該系統(tǒng)分為直接利用和間接利用兩種方式。直接利用方式是指將污水中的熱量通過熱泵回收后輸送到采暖空調(diào)建筑物;間接利用方式是指污水先通過熱交換器進(jìn)行熱交換后,再把污水中的熱量通過熱泵進(jìn)行回收輸送到采暖空調(diào)建筑物。


方案二:離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t+地源熱泵



采用該種方式,技術(shù)成熟,冬季能耗較大,需單獨設(shè)計燃?xì)忮仩t房。系統(tǒng)方案設(shè)計需注意以下幾點設(shè)計事項,以充分降低運行費用。

(1)     地源熱泵可按照50%熱負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計,可降低初投資,并起到過渡季節(jié)或冬季熱負(fù)荷較低時期的供熱調(diào)節(jié)作用。當(dāng)夏季制冷峰值負(fù)荷時,可采用地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)峰運行,調(diào)峰運行工況時,地源工況優(yōu)于傳統(tǒng)離心式冷水機(jī)組,可進(jìn)一步降低運行費用。

(2)     夏季選擇離心式冷水機(jī)組和冷卻塔制取7/12℃冷凍水,非峰值制冷期,系統(tǒng)能效比高。

(3)     可結(jié)合冰蓄冷或水蓄冷裝置,空調(diào)冷凍水系統(tǒng)設(shè)計采用8℃供回水溫差,降低水泵輸送能耗,并充分利用峰谷平電價差,以降低運行費用;

冬季采用燃?xì)忮仩t提供空調(diào)熱水,供回水溫度60/50℃。過渡季節(jié)或冬季熱負(fù)荷較低時,采用地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行供熱調(diào)節(jié)。



方案三:多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

多聯(lián)機(jī)中央空調(diào)是戶用中央空調(diào)的一個類型,俗稱”一拖多”,指的是一臺室外機(jī)通過配管連接兩臺或兩臺以上室內(nèi)機(jī),室外側(cè)采用風(fēng)冷換熱形式、室內(nèi)側(cè)采用直接蒸發(fā)換熱形式的一次制冷劑空調(diào)系統(tǒng)。


(1)   控制先進(jìn),運行可靠。

(2)   寒冷地區(qū)多聯(lián)機(jī)配置需按照冬季負(fù)荷進(jìn)行校核,裝機(jī)量加大,初投資增多,且冬季存在融霜現(xiàn)象,能耗較大;

(3)   機(jī)組適應(yīng)性好,制冷制熱溫度范圍寬。

(4)   設(shè)計自由度高,安裝和計費方便。

(5)   多聯(lián)機(jī)室內(nèi)外均為銅管連接,初投資較高。它可實現(xiàn)各室內(nèi)機(jī)的集中管理,采用網(wǎng)絡(luò)控制??蓡为殕右慌_室內(nèi)機(jī)運行,也可多臺室內(nèi)機(jī)同時啟動,控制靈活。

(6)   多聯(lián)機(jī)空調(diào)室外機(jī)需放置于樓頂或地面,有可能影響室外環(huán)境布置。且對于高層或超高層建筑,需設(shè)置中間設(shè)備層,放置室外機(jī),并設(shè)置百葉窗,通過風(fēng)管將機(jī)組進(jìn)出口氣流引出室外,以保證機(jī)組對流換熱效果。

(7)   長配管、高落差。多聯(lián)機(jī)空調(diào)可實現(xiàn)超長配管125米安裝,與室內(nèi)機(jī)落差可做到50米;兩個室內(nèi)機(jī)之間的落差可做到30米。


方案四:風(fēng)冷熱泵+集中供熱


采用該方案,可充分利用市政集中供熱為建筑提供熱源,并在夏季借助風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)為建筑提供冷源,風(fēng)冷熱泵為水-風(fēng)系統(tǒng),末端為水系統(tǒng),可與風(fēng)機(jī)盤管及地暖系統(tǒng)相結(jié)合。


(1)       采用該方案有如下特點:

(2)       該采用市政集中供熱,需要繳納市政配套費,且對于公共建筑,配套費用接至建筑紅線,紅線內(nèi)的換熱站及園區(qū)供熱管網(wǎng)、末端裝置均由開發(fā)商自行投資實施。

(3)       夏季采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組進(jìn)行制冷,系統(tǒng)能效比可達(dá)到3.0以上。

(4)       在過渡季節(jié),可利用風(fēng)冷熱泵進(jìn)行輔助供熱。

(5)       冬夏需要在建筑物總?cè)霊艄苌锨袚Q季節(jié)轉(zhuǎn)換閥門,需要物業(yè)管理人員進(jìn)行實施,操作方便。

(6)       采用該方案,需要制定風(fēng)冷熱泵的位置,風(fēng)冷熱泵需放置于樓頂或地面,有可能影響室外環(huán)境布置。其主機(jī)與多聯(lián)機(jī)相似。

(7)       風(fēng)冷熱泵可以根據(jù)建筑單體靈活布置,夏季運行可根據(jù)供回水溫度進(jìn)行臺數(shù)控制、負(fù)荷調(diào)節(jié)控制靈活。冬季集中供熱由供熱公司統(tǒng)一管理收費。

(8)       單體建筑需要設(shè)置獨立的泵房。

(9)       冬季采用集中供熱時,需要將風(fēng)冷熱泵室外機(jī)組內(nèi)部水防空,以免凍裂。

        方案名稱

項目

方案一:地源熱泵+污水源中央空調(diào)

方案二:離心式冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t+地源熱泵

方案三:多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)

方案四:風(fēng)冷熱泵+集中供熱

冷熱源形式

土壤源+污水源

冷水機(jī)組+燃?xì)忮仩t+地源熱泵

空氣源

空氣源

有無室外機(jī)

冷卻塔

多聯(lián)室外機(jī)模塊

室外機(jī)模塊

室外天氣影響

水地源熱泵系統(tǒng)運行不受室外天氣影響

冷卻塔存在熱島效應(yīng);夏季高溫峰值運行時,

結(jié)合地源熱泵工況,提高系統(tǒng)能效

夏季高溫時,多聯(lián)機(jī)制冷效率下降;冬季低溫時,制熱效率下降,需增加除霜模式及輔助電加熱

夏季高溫時,制冷效率下降;冬季,采用集中供熱

控制系統(tǒng)

集中控制,可做到無人值守

冷水機(jī)組集中控制,可做到無人值守

燃?xì)忮仩t房需獨立設(shè)置

集中控制,可做到無人值守

集中控制,可做到無人值守

噪音問題

機(jī)組集中于機(jī)房內(nèi),室內(nèi)噪聲低

存在噪聲隱患,室外冷卻塔有噪音

多聯(lián)機(jī)組在室外,噪聲較大

熱泵機(jī)組在室外,噪聲較大

安裝空間

室內(nèi)水系統(tǒng),占用空間不大,但有安裝坡度要求

需室外放置冷卻塔,

室內(nèi)水系統(tǒng),占用空間不大,有安裝坡度要求

室內(nèi)氟系統(tǒng),吊頂空間要求低,

安全防護(hù)要求高

室內(nèi)水系統(tǒng),占用空間不大,有安裝坡度要求

使用壽命

地埋管系統(tǒng)使用壽命50年,污水源側(cè)設(shè)備材料采用耐腐蝕材料,機(jī)組使用壽命一般為15~20年

冷水機(jī)組位于機(jī)房內(nèi),一般為15年,
室外冷卻塔,影響壽命,需定期維護(hù)

多聯(lián)機(jī)組位于室外,風(fēng)吹雨淋,影響使用壽命

熱泵機(jī)組位于室外,風(fēng)吹雨淋,影響使用壽命

初投資估算(元/m2)

380~450

350~400

380~430

350~380

空調(diào)全年運行費用估算(元/m2)

25~35

40~45

50~55

55~60

維護(hù)管理方面

維護(hù)管理復(fù)雜,單臺主機(jī)維修時,系統(tǒng)制冷量減少,但不影響整體使用

維護(hù)管理復(fù)雜;系統(tǒng)維修時不影響整個建筑物空調(diào)使用

維護(hù)管理成本較高,主機(jī)維修時,影響

該部分空調(diào)區(qū)域使用

維護(hù)管理復(fù)雜,單臺主機(jī)維修時,系統(tǒng)制冷量減少,但不影響整體使用

節(jié)能政策

可申請政府節(jié)能補貼

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技術(shù)優(yōu)勢

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青島沃富公司有成熟的運營團(tuán)隊,了解各種節(jié)能政策,熟悉各種申請程序及文本,公司已配合建設(shè)單位申請成功數(shù)十萬平米的可再生能源專項資金。

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