建筑工程论文

概述

　　项目概述

　　总建筑面积：23436平方米，其中酒店公共区12207平方米，客房区8749平方米，海上屋763平方米

　　主要功能：商务度假酒店

　　占地面积：92860平方米

　　唐山湾地热温泉水温度约70度，拟采用水源热泵中央空调系统为酒店夏季制冷和冬季供暖，热源水采用地热温泉水尾水，因酒店的特殊使用功能，热水需求量大，尾水收集起来座建筑物供暖的热源，夏季制冷用冷却塔，实现一机两用，减少系统投资及后期运营费用，主机拟采用中美合资顿汉布什水源热泵机组。

　　

　　编制原则

　　 1、利用地热温泉水资源，做到热能综合利用，达到最佳经济运行状态

　　 2、整个空调系统采用全自动控制系统，自动调节负荷，自动调节温度

　　 3、本工程设计方案遵循技术先进、投资省、效率高、经济实用、节省能源、无污染、运行管理简单的原则。

　　热泵技术

　　 1、热泵原理

　　热量是从高温传向低温，热泵是把热量从低温传向高温的一种热量提升装置，工作时他本身消耗很少一部分电能，却从环境介质中提取4-7倍于热能，提升温度进行利用，这也是热泵节能的原因。热泵主要有压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀节流阀组成，原理如图所示

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　　压缩机：起着压缩和输送循环工作介质从低温、低压处到高温、高压处的作用，是热泵机组的心脏。

　　蒸发器：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却的热量，达到制冷的目的。

　　冷凝器：是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的。

　　膨胀节流阀：对循环工质其节流降压作用，并带走进入蒸发器的循环工质流量.

　　热泵在制热时，把环境介质中储存的能量在蒸发器中加以吸收，通过工质循环系统在冷凝器中进行放热，热泵输出的能量为压缩机做的功和热泵从环境中吸收的热量，可见，采用热泵技术可以节约大量的电能。

　　 2、热泵的种类

　　热泵机组根据蒸发器、冷凝器循环工质与传热介质的不同，主要分为空气换热和水换热两种形式，热泵若按照与环境传热介质的不同，可分为水--水式、水--空气式、空气--空气式、空气-水式共四种，热泵若按其低位冷热源的性质来分，热泵系统可分为空气源热泵和地源热泵两大类，地源热泵又可分为水源热泵和地源热泵。根据我国目前地源热泵国家标准《地源热泵系统工程技术规范》定义，地源热泵系统指以岩石体、地下水或地表水为低温热源，由水源热泵机组地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统。根据地热能交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水源热泵系统和地表水源热泵系统。

　　低位热能的品质直接影响热泵系统的经济性和稳定性。在东北地区，由于冬季的室外空气温度较低，采用空气源热泵作为热源是不适宜的。利用水源或土壤源作为冷热源的热泵，称之为水源热泵和地源热泵。水源和地热源是优良的热源，其热容量大、传热性和稳定性能好，一般情况下水源和地热源泵的制冷热效率或能力高于空气源热泵，但地源热泵的应用又常受到水资源或打孔面积的限制。

　　水源热泵优势

　　水源热泵系统与常规的空调及供热系统相比，具有以下优势：

　　、热源可再生性

　　水源热泵技术属于再生能源利用技术，水源热泵是利用了地球表层浅层地热资源作为冷、热源，进行能量转换的供暖（冷）空调系统。它不受地域、资源等限制，量大面广、无处不在。

　　 2）经济节能性

　　水源热泵属于经济有效的节能技术，地埋或地表层地热资源的温度一年四季先对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统的空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右，另外，地能温度较恒定的特性，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。

　　、洁净环保性

　　水源热泵环境效益显著，水源热泵的污染物排放与常规空调系统相比，相当于减少40%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上，如果结合其他节能措施节能减排会更明显。虽然也采用制冷剂，但比常规空调装减少25%的充灌量；属自含式系统，即该装置能在工厂车间内实现整装密封好，因此，制冷剂泄漏机率大为减少。热泵系统的运行没有化石燃料的燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料物的场地，且不需要远距离输送热量，减少了对环境第大气污染。

　　、可一机多用

　　水源热泵一机多用，应用范围广，水源热泵系统可供暖、供冷，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换集中供热、中央空调和热水的三套系统；可是用于酒店、医院、厂房、办公楼、生活设施的供暖、供冷和生活热水是的供应。

　　 5）、运行可靠性

　　机组的运行情况稳定，不受天气及环境变化的影响，即使在寒冷的冬季机组也无结霜、除霜之忧；自动化程度高，系统由于电脑控制，能够更具室外气温和室内气温自动调节，管理方便，运行可靠。水源热泵系统的地下水井部分可以使用20年，地上部分可以保用30年以上，机组使用寿命长，维修费用低，主机运行寿命可以达到10万小时。

　　 4、应用条件

　　热泵技术是一项节能环保的新技术，相比其他系统具有较高优势，在应用是需要注意以下几方面：

　　1）、有适用的低位热源：应用热泵系统一个重要的原则是因地制宜，根据项目条件，采用适宜的低位热源，如浅层地下水、浅层岩土体，海水、江河水、余热水、污水、地热水等，并优先采用品质较低的低位热源。

　　2）、符合国家相关政策：对于浅层地下水或地热水，为了保证资源有序开采和避免地面沉降，国家制定政策，规范要求100%同层回灌。

　　3）、本工程采用水源热泵，为了保持冷热平衡，热泵末端系统适宜采用风机盘管或吊灯式空调箱,冬季取暖、夏季供热，以达到最佳的效果。

　　本工程技术方案

　　 1、气象条件

　　大气压力：冬季1026.6Kpa，夏季1004.8Kpa.

　　室外平均风速：冬季3.0m/s , 夏季 2.6m/s, 冬季最多风向平均风速6m/s

　　室外计算干球温度：冬季采暖-9度，冬季通风-4度，冬季空调-11度，夏季空调33.4度，夏季通风29度，夏季空调平均29.2度

　　室外计算湿球温度：夏季空调26.9度

　　室外计算相对湿度：冬季最冷月月平均53%，夏季最热月月平均78%

　　 2、负荷设计：

　　根据设计院提供的本工程建筑冷、热负荷：

　　冷负荷指标110w/m2，总冷负荷2578KW；热负荷指标70w/m2，总热负荷1641KW

　　 3、机组选择与运行方案：

　　 1）设备选择：根据建筑物总的冷、热负荷及顿汉布什水源热泵技术手册，主机型号和数量如下：2台WCFXHP41T机组（制冷量1330KW，功率205.5KW；制热量1528KW/台，功率290.2KW/台）

　　冷水（系统水）进/出水温度12/7度，热源水（地下水）进/出水温度18/29度；制热运行：热水（系统水)进、出水温度40/45度，热源水（地下水）进、出水温度15/7度。




                    　　夏季制冷时冷却塔散热，工况为32/37度，12/7度，在此工况下机组制冷量为1266KW，功率237.5KW;冬季供暖时尾水温度为30度（甚至更高），一般的机组不能承受这么高的水温，需要板式换热器换热，一次侧水温30/13.5度，二次侧水温12/20度，一次侧流量80m3/h,经计算二次侧流量为165m3/h，WCFXHP41T热泵主机在12/20度工况下，制取50度热水时制热量为1741KW,功率为338KW,设计热负荷为1641KW，一台热泵主机即可满足酒店供暖需求。

　　 2）、机组运行方案

　　本方案选择的热泵主机均为满液式高效节能水源热泵空调机组，每台热泵机组均为两个压缩机，均为独立回路系统，即每个压缩机都有自己独立的水系统、油系统制冷剂系统、电气控制系统，其中一个系统出现故障不影响其他系统的使用，实际使用中可以根据建筑物的实际负荷更好的调节机组的使用率，进行不同档次的加载，从而降低运行费用。本机组能够根据室外气候和冷热负荷的变化自动改变机组变挡运行的级数，以达到最经济的运行。

　　本机组为全智能化自动控制，采用PLC微电脑控制系统，机组可设定温度、时间，并根据设定的参数自动加载或卸载，（12.5--100%变频运行）。同时，系统故障自动保护，自动报警，自动记录，自动停机，能够很好的保护机组，又方便故障排除。

　　空调配置方案：

　　1）、机房系统：

　　●机房系统设计依据美观实用，可操作性强的特点进行设计。

　　●系统补水使用经过全自动软水机软化后软化水软化水，系统采用定压泵+软化水的补水方式，井水先经过旋流除砂器除砂，再经过电子水处理器进热泵主机，电缆采用走电缆桥的布线方式。

　　● 机房内设污水坑和排水泵，防止因检修、调试等原因而出现存水的现象，影响电气控制。

　　2）、配电：机组电源为380V.50HZ三相四线制电源，用户将动力线引至机房配电柜或主机配电箱内。机房总配电量不小于700KW.

　　3)、机房面积：12米×10米，机房高度4米以上。

　　4）、设备选型：

　　空调主机：水源热泵机组WCFXHP41T 2台

　　机房附属设备：空调水循环泵 SLS150-315 流量260米3/h扬程28米功率

　　30KW3台

　　全自动软水器 FY--5I台

　　空调系统补水箱2000×1500×20001台

　　空调系统定压泵 SLS40-200（I）B 流量13.8米3/h扬程34米

　　功率 3KW2台

　　旋流除砂器 XL1251台

　　电子水处理器DN125 1台

　　冷却塔流量350米3/h2台

　　冷却水循环泵 SLS200-250（I）流量400米3/h扬程20米

　　功率 30KW3台

　　板式换热器换热量1600kw

　　板换循环泵 SLS125-160B 流量166米3/h扬程21米

　　功率 15KW2台

　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。