可再生能源建筑应用示范项目

时间：2022-10-04 百科知识版权反馈

【摘要】：工程项目总建筑面积60543m2，建筑物占地面积4580m2。根据以上分析，在目前国家鼓励推广使用可再生能源的大好形势下，本方案首推垂直地埋管土壤源热泵+冷水机组调峰复合空调系统方案。公建同期使用系数取0.8。由以上可知，若考虑地源热泵机组冬夏季使用系数相同，地埋管的释、取热量在一年内是无法平衡的。因公建部分一天使用时间为10h，完全可以在夜间时间段利用地源热泵主机生产生活热水。

5.2.1　太阳能光热建筑一体化技术建筑应用项目

（1）项目概况。

A学府家园地块位于凉山州政务区与学府区双核心地段，为新古典主义的经典建筑风格，坡地生态园林式景观，绿化率达40%以上，让人们觉得自然近在咫尺；小户型、花园洋房、多层、小高层、空中花园等，让市民有更多选择；凸显学府家园的区位优势。本项目占地面积2.0×105m2，建筑面积187780m2。

（2）集热器面积计算。

综合考虑热水用量和设备投资成本，以下按每户日需45℃～50℃生活热水150L，每平方米太阳集热器面积日产热水量60～70kg（本计算取60kg）来设计。日需热水总量、太阳能集热器面积与投资总额初步预算见表5-1。

表5-1　日需热水总量、太阳能集热器面积与投资总额初步预算

pagenumber_ebook=106,pagenumber_book=100

（3）节能效果分析。节能效果分析相关数据见表5-2。

表5-2　节能效果分析

pagenumber_ebook=107,pagenumber_book=101

从表5-2可知A学府太阳能热水系统与传统热水系统节能效果对比结果。按照对比，最常应用的电加热热水器年节电量3015089kW·h。

（4）太阳能光热建筑一体化示范项目汇总。数据见表5-3。

表5-3　太阳能光热建筑一体化示范项目汇总表

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5.2.2　地源热泵技术建筑应用项目

（1）项目概况。

B大酒店1#、2#楼为高层商住楼，结构形式为框架剪力墙结构，总层数均为19层，建筑高度为63.20m；3#群楼为高层酒店，结构形式为框筒结构，总层数为21层，建筑高度为78m。工程项目总建筑面积60543m2，建筑物占地面积4580m2。总投资规模8000万元。

根据以上分析，在目前国家鼓励推广使用可再生能源的大好形势下，本方案首推垂直地埋管土壤源热泵+冷水机组调峰复合空调系统方案。

（2）基本参数。

①按设计提供冷热负荷：

pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102 ∑QL/∑Q′R=9082/2422，qL/qR=150/40。

②全年提供空调，夏季运行4个月，冬季运行3个月，电价0.59元/度，公建空调每天运行10小时，负荷系数0.655。公建同期使用系数取0.8。

③相关规范和标准《公共建筑节能设计标准》（GB50189—2005）、《民用建筑热工设计规范》（GB176—93）、《采暖通风与空气调节设计规范》（GB 50019—2003）、《地源热泵系统工程技术规范》（GB50366—2009）。

④室内设计参数：夏季计算温度：26℃±1℃，冬季计算温度：18℃±2℃。

⑤冷热负荷，见表5-4。cop=4.545）。

表5-4　冷热负荷

pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102

每孔60m，则取总孔数 pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102 =630，钻孔需要占地面积=7560m2。

造价 pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102 M=630×60×100=378万元。

夏季释热量 pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102 =（630×60×70）/1000=2646kW。

剩余冷量 pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102 AQL=9082-2646=6436kW。

（3）方案设计计算。

方案：地源热泵+夏季单冷冷水机组

设备选型及成本计算：

①地埋管设计（采用垂直打孔埋双U管）。

冬季采用地源热泵采暖：

地埋管供热量 pagenumber_ebook=108,pagenumber_book=102 QR=2422×（1-1/cop）=2422×（1-0.22）=1889kW（其中

②主机选择。

a.地源螺杆热泵机，2台，型号SGHP1600ML， pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 QR/QL=1499/1837；NR/NL=412/321。

冷冻水 pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 GL/Gq=371/316；冷却水GL/Gq=371/316，单价110万元/台，合计220万元。

b.水冷单冷机，型号SLSB900Ⅱ×2，3台。

pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 QL=1920kW，NL=390.6kW，GL=329t/h，G=396t/h，单价90万元/台，合计270万元。

每台主机配1台500t的免动力型冷却塔，造价16万元/台，合计48万元。

主机总造价：220+270=490万元。

③冷却塔总造价：48万元。

④节能水泵：

冷热水泵：型号250BJL-390-30，共3台，功率 pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 N=30kW，单价6万元/台。

冷冻水泵：型号250BJL-360-30，共4台，功率=30kW，单价6万元/台。

地埋冷却水泵：型号200BJL-330-28，共2台，功率 pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 N=22kW，单价5.5万元/台。

冷却水泵：型号250BJL-500-28，共4台，功率=30kW，单价7.5万元/台。

水泵总造价：6×7+5.5×2+7.5×4=83万元。

设备总造价：490+48+83=621万元。

⑤末端管材估计单价：200元/m2，末端造价：200×60543=1211万元。

空调工程总造价：378+621+1211=2210万元。

（4）运行费用估算。

①空调夏季电量： pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 NL=321×2+390.6×3+30×5+22×2

=642+1171.8+150+44=2007.8kW

空调冬季电量： pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 NR=412×2+60+44=928kW。

②夏季空调电费=2007.8×10×120×0.655×1=1578130元。

冬季空调电费=928×10×90×0.655×1=547056元。

③全年空调费为2125187元。

年用电量为3.6×106kW·h。

（5）经济性分析。

①地埋管热平衡计算：夏季释热量1696188kW，冬季取热量640787kW，总取热量883148kW。

热平衡率： pagenumber_ebook=109,pagenumber_book=103 QL/QR=1696188/640787=2.467。

由以上可知，若考虑地源热泵机组冬夏季使用系数相同，地埋管的释、取热量在一年内是无法平衡的。但我们可在夏季运行时增加单冷机的利用率来实现释、取热量达到平衡。

②增量成本：

增加初投资=2210-1755=455万元，增量成本73.21元/m2。

年节省运行电量1.4×106kW·h，节省电费83万元。

③项目费效比、回收年限计算： pagenumber_ebook=110,pagenumber_book=104 =455.8/83=5.5年。

（6）地源热泵示范项目汇总。汇总数据见表5-5。

表5-5　地源热泵示范项目汇总

pagenumber_ebook=110,pagenumber_book=104

5.2.3　太阳能+地源热泵复合系统建筑应用项目

（1）项目概况。

M大厦项目建筑占地面积1.29×10 <上标> 4 m2，总建筑面积3.59×1014m2。其中，公建面积1.8×10 <上标> 4 m2，住宅建筑面积1.7×108m2，住宅总共150户。拟采用太阳能+地埋管地源热泵复合空调系统。

（2）冷热负荷估算。

冷热负荷估算值见表5-6。

表5-6　冷热负荷估算值

pagenumber_ebook=110,pagenumber_book=104

（3）设备选型及成本计算。

设计计算选择375平方米太阳能集能板，每日可产生热水22.5吨。

热量 pagenumber_ebook=110,pagenumber_book=104 ∑QR=1308kW。太阳能设备造价1860×375=69.8万元，其中单位造价为1860元/m2。

①地埋管设计（采用垂直埋双U管）。

冬季采用地源热泵采暖：地埋管供热量 pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 QR=898.56kW，每孔深60m，总孔数=299，钻孔需要占地面积=5980m2。

造价 pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 =299×60×100=179万元。

②主机选择。

a.地源螺杆热泵机，SGHP1200ML型，1台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 QR/QL=1208/1497，NR/NL=323/253。

冷冻水 pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 GL/G=232/199，冷却水GL/G=232/199，单价95万元/台。

b.满液式水冷单冷机SLSB1200MⅡ，1台。

pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 QL=1141kW，NL=184kW，GL=104t/h，G=196t/h，单价70万元/台。

主机造价：95+70=165万元。

③冷却塔：每台主机配1台免动力型冷却塔， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 V=400t/h，单价12.7万元/台。

④节能水泵。

冷冻泵：200BJL-260-28，1台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 N=22kW，单价5万元/台。

250BJL-320-28，2台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 N=22kW，单价5.5万元/台。

地埋冷却泵：200BJL-220-28，2台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 N=18.5kW，单价4.8万元/台。

冷却泵：250BJL-380-28，2台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 N=30kW，单价6万元/台。

热水加热泵：2台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 N=5.5kW，单价0.4万元/台。

循环泵：2台， pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 N=4kW，单价0.3万元/台。

水泵总造价：5.0+5.5×2+4.8×2+6×2+0.4×2+0.3×2=39万元。

设备总造价：179+125+12.7+39=355.7万元。

⑤末端管材估计造价。

末端造价：200×18000=360万元，单价200元/m2。

⑥住宅生活热水部分造价：69.8+0.6+0.8=71.2万元，单价39.78元/m2，每户4746.7元。

公建空调部分造价：179+165+39+360=743万元，单价412元/m2。

⑦合计总造价=71.2+743=814.2万元。

（4）运行费用估算。

①空调费用。

空调夏季电量： pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 NL=253+184+92.5=529.5kW。

空调冬季电量： pagenumber_ebook=111,pagenumber_book=105 NR=323+40.5=363.5kW。

夏季空调电费=529.5×1o×120×0.655×0.59=245550元。

冬季空调电费=363.5×10×90×0.655×0.59=126427元。

全年空调费为371977元，全年单位面积费用为20.67元。

②生活热水费用。

夏季由太阳能设备提供，均免费供应（估算费用），全天热水需热量：1308kW×0.6=785kW。

冬季考虑50%太阳能供热，日耗电量为（1308-1308×0.5）/1208×323=5.33×323=175kW，每天只需开热泵主机1.5h即可，过渡季日耗能175×0.8=140kW，每天只需开热泵主机约1.1h即可。因公建部分一天使用时间为10h，完全可以在夜间时间段利用地源热泵主机生产生活热水。

每年热水加热运行费：（175×90+140×155）×0.59=22095.5元。

全年热水加热循环泵：（5.5×12+4×24）×365×0.59=34887元。

全年热水总运行费=22095+34887=56982元。

全年用热水量：22.5×0.6×120+22.5×0.8×155+22.5×90=6435t。

每吨水加热费用=56982/64.35=8.8元。

全年空调+热水总运行费=371977+56982=428959元。

相当于全年用电量727049kW·h。

（5）经济性分析。

采用可再生能源与直燃机方案相比，初投资增加约102.7万元。

每年节省电费18.8万元，相当于节省用电31万度。

（6）太阳能+地源热泵复合系统建筑应用示范项目汇总，见表5-7。

表5-7　太阳能+地源热泵复合系统建筑应用示范项目汇总