莱芜名嘉广场冷热源选择方案论证
一、 地理位置介绍：莱芜地处东经117°19′～117°58′、北纬
36°02′～36°33′之间。位于山东省中部，总面积2246平方公里，泰山东麓，北邻济南市所辖的章丘市，东邻淄博市博山区和沂源县，南邻泰安市所辖的新泰市，西邻泰安市郊区，境内有汶河和淄河两大水系。本项目位于莱芜市经济开发区龙潭大街以北、马鞍山路以西、原山路以东，基地用地平坦、北部略低，用地呈北宽南窄的梯形，项目内部有一水系----连河。 二、 气象参数介绍：莱芜气候属暖温带大陆性季风气候，四季分明。
年平均气温11.O-13.0℃，降水量760.9毫米，无霜期204天，具体室外参数：
夏季空调室外计算干球温度34.7℃: 夏季通风室外计算干球温度31℃ 夏季空调室外计算湿球温度26.6℃； 夏季室外平均风速2.3m/s;； 夏季最热月平均相对湿度为76%； 冬季采暖室外计算干球温度-9℃； 冬季空调室外计算干球温度：-12℃； 冬季最冷月相对湿度60%
冬季最冷月冻土深度约50cm-70cm
三、项目情况介绍：基建总占地面积为36.28公顷，包含商场综合楼体（ZHE SHOPPING MALL ）、商务办公、酒店、娱乐、户外游乐场
所及高档住宅、低层度假公寓等多种功能。总建筑面积约90万平方，其中商业区综合楼体五层，建筑面积约42万平方，每层约8.4万平方，商业区住宅为25+4F层，约5.3万平方。
四、市政参数及耗能价格：根据莱芜名嘉项目公司提供的参数知
道：莱芜名嘉周边现在没有市政供热管网。开发区热力公司预计2010年9月份建成一条热水管线（供回水设计温度130/70），该管线直接为莱芜“六馆一院”供热，接入点距离莱芜名嘉城市广场500米左右。当地供水公司为莱芜龙兴供水公司，市政给水最底保证压力约为0.4兆帕，附近无中水管网具体附图。热力公司开口费用，不做机房的话是25元/m2；天然气是每户2650元，商业的话实际工程费加分摊费用。从河流、湖泊、水库取水每立方米0.30元；从地下取水每立方米0.65元(矿泉水每立方米1.40元) ，目前莱芜水利局还没有针对采用地下水回灌取费标准。
五、技术分析：
目前，一期五层商业建筑面积约为30万平方，冷负荷指标暂按110w/m2,总冷负荷约33000kw 。现在主要有以下几种空调机组：
（－）“冷水机组”加“换热器”：夏季用冷水机组制冷，冬季用锅炉烧热水供暖，也可以由热电厂或集中供热站供应蒸汽，经换热器转换成60℃热水，供空调机组。其包括以下几种方式（1）活塞式（2）蜗旋式（3）螺杆式（4）离心式。活塞式制冷压缩机多为中型（标准制冷量60~600KW）和小型（小于60KW ），但是由于其噪音大、效率低且容易发生故障，目前使用的已不多；涡旋式制冷压缩机目前主要用于小型制冷系统，在家用空调以及商用VRV 等小型系统大量使用；而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列独特的优点，已经广泛应用于空调中；离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，一般适用大于500RT 的制冷系统中，380V 的制冷量可以达到5000KW ，高压电的可以达到10000KW ，并且可以实现无级调节，使机组的负荷在30%~100%范围内工作。主机运行23年左右。
（二）空气源热泵：冬季从室外空气中吸热并向室内放热，夏季则放热给室外空气。用于中小型公共建筑。主机运行十年
（三）“蒸汽溴化锂吸收式机组”加“换热器”：夏季利用热电厂送来的蒸汽，通过溴化锂吸收式机组进行制冷，冬季通过换热器将蒸汽转换成60℃热水，供空调器使用。也可直接用溴化锂机供暖。溴化锂双效吸收机（用蒸汽的）和直燃型的溴化锂吸收机最大可以达到20000kw 左右。主机运行15年左右
（四）“冰蓄冷空调系统”加“换热器”：建筑物空调时（电网高峰）所需冷量的全部或者一部分在非使用空调时间（电网低谷）制备好， 将其能量蓄存起来供空调时使用。
（五）多联机空调系统：多联机为制冷剂流量可变系统，室内机、室外机、制冷剂配管和控制装置组成。一台室外机可以配置不同规格、不同容量的室内外l-16台。通过控制涡旋式压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，适时满足室内冷热负荷要求，是一种可以根据室内负荷大小自动调系统容量的节能、高效的空调方式。目前有变频技术和数码涡旋技术两种。
（六）地源热泵（土壤热泵）：地源热泵包括地下水热泵、地表水热泵、土壤热源。地下水热泵是将井水汲出，通过水源热泵空调机中的换热器进行加热或冷却，再将井水回灌入井内。地表水热泵是将江、河、湖、海水吸出，通过水源热泵的换热器加热或冷却，再排回到江、河、湖、海中去。土壤热泵是将水环路理地下，以土壤作为吸热源和排热源。
（七）水环热泵：水环热泵是用一个循环水环路作为加热源和排热源。当环路中水的温度由于水环热泵空调机的放热（制冷运行时）使其温度超过一定值（35℃）时，环路中水将通过冷却塔将热量放给大气。当环路中水的温度由于水环热泵空调机的吸热（制热运行时）而使其温度低于一定值（l5℃）时，通常使用加热装置对循环水进行加热。水环热泵是一种介于中央空调与分散空调之间的优化空调能源方式。 （八）房间空调器：属分散式空调系统，舒适健康条件差，适合住宅家用，办公楼在建设经费紧张时也可考虑采用。
本项目面积比较大，冷负荷大。针对这种情况选用两种方案：1、电压为380v 离心机组: 8台特灵CVHG1200-674制冷量为：4200kw ，耗电量700kw ；2、直燃型溴化锂吸收式制冷剂：6台ZX-582HA ，制冷量5820kw ，天然气380m3/h（天然气热值10kw/m3,即8600kcal/m3） 六、经济分析：
冷热源方案比较
说明：空调面积按300000平米，夏季冷负荷按110W/m2，冬季热负荷按60W/m2
地源热泵可行性研究
莱芜名嘉广场一期二期商场约50万平，其中一期约30万平方，冷负荷为：36000kw ，热负荷为：24000kw ；二期20万平方，冷负荷约24000kw ，热负荷为：14000kw ；地源热泵有三种形式，考虑本项目实际特点一期和二期商场占有面积较大，考虑论证地埋管和地下水两种方案。地埋管：由于水平式占用较大面积和埋管深度太浅，只考虑垂直式：
L=(Q×1000)/q N=L/(nH)
式中:L—钻孔总长度,m;Q —地埋管散热负荷,kW; q —通过现场测试得到的单位钻孔深度的换热量, W/m;N—所需钻孔数目(应进行圆整), 个;H —钻孔深度,m ，取q 为100W/m,计算：一期设计总进尺360000m, 钻孔直径150mm, 若取深度为100m, 共需设钻
孔 3600眼。间距选为4.5*4.5，所需面积3.6万m2；二期设计总进尺240000m ，钻孔直径150mm ，若深度100m, 共需设钻孔2400眼。间距选为4.5*4.5，所需面积2.4万m2。如用地源热泵首先进行勘探实验，测量地下水位、水温及岩土层结构和热物性，经计算本项目基本没有保证换热所需面积，另一口井大约需要3万元，打井费用一期总计：10800万元，二期打井费用总计：7200万元，比离心式和直燃式初投入都高很多，所以在莱芜名嘉一期和二期设置地源热泵不可取。
若采用水源热泵需要先进行勘探实验探测当地地下水位含水量及含水层深度：抽水实验、回灌实验、水流方向实验及测量出水温度。
1、热源井应单独进行验收，且应符合GB50296—1999《供水管井技术规范》，以及CJJ12—1987《供水水文地质钻探与凿井操作规程》的规定。
2、抽水试验应稳定持续12h ，出水量不应小于设计出水量，降深不应大于5m ；回灌试验应稳定延续36h 以上，回灌量应大于设计回灌量。
3、抽水试验结束前应采集水样，进行水质测定和含砂量测定。经处理后的水质应满足系统设备的使用要求。
4、热源井持续出水量和回灌量应稳定，并应满足设计要求。持续出水量和回灌量应满足规范规定。
地源热泵所需水量：
q=Q/c⊿t
其中q 为每小时用水量；Q 为计算负荷；⊿t 为工作管道和地面室外温差，取15度。计算得一期需要用水量为2057T/h，二期需要1371 T/h。对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现，回灌水率必须保证达到90%，且不能污染，冬夏热平衡不能超过15%，如热量不平衡需要从新打井，根据计算所得一期和二期总水量用量太大，无法保证热平衡，利用地下水源需要和当地水利部门沟通取得用水许可证，所以不建议在一期和二期用水源热泵。经过沟通莱芜煤气热力公司、莱芜热水公司及莱芜项目公司和设计院得出结论，根据费用比较及项目特点，直燃式初投资比离心式和板换少约600万，但是运行费用每年高出200万，高出建议选用离心式加板式换热器。
莱芜名嘉广场冷热源选择方案论证
一、 地理位置介绍：莱芜地处东经117°19′～117°58′、北纬
36°02′～36°33′之间。位于山东省中部，总面积2246平方公里，泰山东麓，北邻济南市所辖的章丘市，东邻淄博市博山区和沂源县，南邻泰安市所辖的新泰市，西邻泰安市郊区，境内有汶河和淄河两大水系。本项目位于莱芜市经济开发区龙潭大街以北、马鞍山路以西、原山路以东，基地用地平坦、北部略低，用地呈北宽南窄的梯形，项目内部有一水系----连河。 二、 气象参数介绍：莱芜气候属暖温带大陆性季风气候，四季分明。
年平均气温11.O-13.0℃，降水量760.9毫米，无霜期204天，具体室外参数：
夏季空调室外计算干球温度34.7℃: 夏季通风室外计算干球温度31℃ 夏季空调室外计算湿球温度26.6℃； 夏季室外平均风速2.3m/s;； 夏季最热月平均相对湿度为76%； 冬季采暖室外计算干球温度-9℃； 冬季空调室外计算干球温度：-12℃； 冬季最冷月相对湿度60%
冬季最冷月冻土深度约50cm-70cm
三、项目情况介绍：基建总占地面积为36.28公顷，包含商场综合楼体（ZHE SHOPPING MALL ）、商务办公、酒店、娱乐、户外游乐场
所及高档住宅、低层度假公寓等多种功能。总建筑面积约90万平方，其中商业区综合楼体五层，建筑面积约42万平方，每层约8.4万平方，商业区住宅为25+4F层，约5.3万平方。
四、市政参数及耗能价格：根据莱芜名嘉项目公司提供的参数知
道：莱芜名嘉周边现在没有市政供热管网。开发区热力公司预计2010年9月份建成一条热水管线（供回水设计温度130/70），该管线直接为莱芜“六馆一院”供热，接入点距离莱芜名嘉城市广场500米左右。当地供水公司为莱芜龙兴供水公司，市政给水最底保证压力约为0.4兆帕，附近无中水管网具体附图。热力公司开口费用，不做机房的话是25元/m2；天然气是每户2650元，商业的话实际工程费加分摊费用。从河流、湖泊、水库取水每立方米0.30元；从地下取水每立方米0.65元(矿泉水每立方米1.40元) ，目前莱芜水利局还没有针对采用地下水回灌取费标准。
五、技术分析：
目前，一期五层商业建筑面积约为30万平方，冷负荷指标暂按110w/m2,总冷负荷约33000kw 。现在主要有以下几种空调机组：
（－）“冷水机组”加“换热器”：夏季用冷水机组制冷，冬季用锅炉烧热水供暖，也可以由热电厂或集中供热站供应蒸汽，经换热器转换成60℃热水，供空调机组。其包括以下几种方式（1）活塞式（2）蜗旋式（3）螺杆式（4）离心式。活塞式制冷压缩机多为中型（标准制冷量60~600KW）和小型（小于60KW ），但是由于其噪音大、效率低且容易发生故障，目前使用的已不多；涡旋式制冷压缩机目前主要用于小型制冷系统，在家用空调以及商用VRV 等小型系统大量使用；而螺杆机具有结构简单、可靠性高及操作维护方便，另外技术成熟等一系列独特的优点，已经广泛应用于空调中；离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用运行费用低，一般适用大于500RT 的制冷系统中，380V 的制冷量可以达到5000KW ，高压电的可以达到10000KW ，并且可以实现无级调节，使机组的负荷在30%~100%范围内工作。主机运行23年左右。
（二）空气源热泵：冬季从室外空气中吸热并向室内放热，夏季则放热给室外空气。用于中小型公共建筑。主机运行十年
（三）“蒸汽溴化锂吸收式机组”加“换热器”：夏季利用热电厂送来的蒸汽，通过溴化锂吸收式机组进行制冷，冬季通过换热器将蒸汽转换成60℃热水，供空调器使用。也可直接用溴化锂机供暖。溴化锂双效吸收机（用蒸汽的）和直燃型的溴化锂吸收机最大可以达到20000kw 左右。主机运行15年左右
（四）“冰蓄冷空调系统”加“换热器”：建筑物空调时（电网高峰）所需冷量的全部或者一部分在非使用空调时间（电网低谷）制备好， 将其能量蓄存起来供空调时使用。
（五）多联机空调系统：多联机为制冷剂流量可变系统，室内机、室外机、制冷剂配管和控制装置组成。一台室外机可以配置不同规格、不同容量的室内外l-16台。通过控制涡旋式压缩机的制冷剂循环量和进入室内各换热器的制冷剂流量，适时满足室内冷热负荷要求，是一种可以根据室内负荷大小自动调系统容量的节能、高效的空调方式。目前有变频技术和数码涡旋技术两种。
（六）地源热泵（土壤热泵）：地源热泵包括地下水热泵、地表水热泵、土壤热源。地下水热泵是将井水汲出，通过水源热泵空调机中的换热器进行加热或冷却，再将井水回灌入井内。地表水热泵是将江、河、湖、海水吸出，通过水源热泵的换热器加热或冷却，再排回到江、河、湖、海中去。土壤热泵是将水环路理地下，以土壤作为吸热源和排热源。
（七）水环热泵：水环热泵是用一个循环水环路作为加热源和排热源。当环路中水的温度由于水环热泵空调机的放热（制冷运行时）使其温度超过一定值（35℃）时，环路中水将通过冷却塔将热量放给大气。当环路中水的温度由于水环热泵空调机的吸热（制热运行时）而使其温度低于一定值（l5℃）时，通常使用加热装置对循环水进行加热。水环热泵是一种介于中央空调与分散空调之间的优化空调能源方式。 （八）房间空调器：属分散式空调系统，舒适健康条件差，适合住宅家用，办公楼在建设经费紧张时也可考虑采用。
本项目面积比较大，冷负荷大。针对这种情况选用两种方案：1、电压为380v 离心机组: 8台特灵CVHG1200-674制冷量为：4200kw ，耗电量700kw ；2、直燃型溴化锂吸收式制冷剂：6台ZX-582HA ，制冷量5820kw ，天然气380m3/h（天然气热值10kw/m3,即8600kcal/m3） 六、经济分析：
冷热源方案比较
说明：空调面积按300000平米，夏季冷负荷按110W/m2，冬季热负荷按60W/m2
地源热泵可行性研究
莱芜名嘉广场一期二期商场约50万平，其中一期约30万平方，冷负荷为：36000kw ，热负荷为：24000kw ；二期20万平方，冷负荷约24000kw ，热负荷为：14000kw ；地源热泵有三种形式，考虑本项目实际特点一期和二期商场占有面积较大，考虑论证地埋管和地下水两种方案。地埋管：由于水平式占用较大面积和埋管深度太浅，只考虑垂直式：
L=(Q×1000)/q N=L/(nH)
式中:L—钻孔总长度,m;Q —地埋管散热负荷,kW; q —通过现场测试得到的单位钻孔深度的换热量, W/m;N—所需钻孔数目(应进行圆整), 个;H —钻孔深度,m ，取q 为100W/m,计算：一期设计总进尺360000m, 钻孔直径150mm, 若取深度为100m, 共需设钻
孔 3600眼。间距选为4.5*4.5，所需面积3.6万m2；二期设计总进尺240000m ，钻孔直径150mm ，若深度100m, 共需设钻孔2400眼。间距选为4.5*4.5，所需面积2.4万m2。如用地源热泵首先进行勘探实验，测量地下水位、水温及岩土层结构和热物性，经计算本项目基本没有保证换热所需面积，另一口井大约需要3万元，打井费用一期总计：10800万元，二期打井费用总计：7200万元，比离心式和直燃式初投入都高很多，所以在莱芜名嘉一期和二期设置地源热泵不可取。
若采用水源热泵需要先进行勘探实验探测当地地下水位含水量及含水层深度：抽水实验、回灌实验、水流方向实验及测量出水温度。
1、热源井应单独进行验收，且应符合GB50296—1999《供水管井技术规范》，以及CJJ12—1987《供水水文地质钻探与凿井操作规程》的规定。
2、抽水试验应稳定持续12h ，出水量不应小于设计出水量，降深不应大于5m ；回灌试验应稳定延续36h 以上，回灌量应大于设计回灌量。
3、抽水试验结束前应采集水样，进行水质测定和含砂量测定。经处理后的水质应满足系统设备的使用要求。
4、热源井持续出水量和回灌量应稳定，并应满足设计要求。持续出水量和回灌量应满足规范规定。
地源热泵所需水量：
q=Q/c⊿t
其中q 为每小时用水量；Q 为计算负荷；⊿t 为工作管道和地面室外温差，取15度。计算得一期需要用水量为2057T/h，二期需要1371 T/h。对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现，回灌水率必须保证达到90%，且不能污染，冬夏热平衡不能超过15%，如热量不平衡需要从新打井，根据计算所得一期和二期总水量用量太大，无法保证热平衡，利用地下水源需要和当地水利部门沟通取得用水许可证，所以不建议在一期和二期用水源热泵。经过沟通莱芜煤气热力公司、莱芜热水公司及莱芜项目公司和设计院得出结论，根据费用比较及项目特点，直燃式初投资比离心式和板换少约600万，但是运行费用每年高出200万，高出建议选用离心式加板式换热器。