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第一节&& 工程概况
一、&&&&&&&&&&&&& 建筑概况
本建筑位于北京市昌平区，总建筑面积为6000平方米。本项目室内设计为中央空调采暖（制冷）系统。热（冷）源拟采用水源热泵系统。
二、气候条件
空调室外计算干球温度
空调室外平均不保证50h的湿球温度
空气调节日平均温度
空调室外计算相对湿度
通风室外计算干球温度
通风室外计算相对湿度
最大冻土深度
第二节& 方案设计依据
1.《公共建筑节能设计标准》GB
2.《采暖通风与空气调节设计规范》GB
3.《水源热泵系统工程技术规范》GB
4.《城镇直埋供热管道工程技术规程》CJJ/T81-98
5.《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》CJJ101-2004
6.《供水水文地质勘察规范》 GB
7. 北京地区的水文地质资料
8. 北京地区类似工程的数据报告
9.配套设备厂家的样本说明
第三节& 低品位热源概况(即水源概况)
根据经验钻井深度80-100米，水量100-120m3/h，水温12-15度。（以上数据以钻井后的实际测量为准）。
第四节&& 工程设计原则
水源热泵采暖（制冷）系统工程，总建筑面积约6000O。要求采暖（制冷）系统设计与整体工程设计理念结合,与项目建设周期、土建工程进度要求同步进行，以尽快发挥其经济效益和社会效益。
工程方案中应明确的设计原则如下：
1、充分利用北京市昌平区地下水丰富，水温较高的特点，做到热能综合利用，达到最佳经济运行状态。
2、室内温度设计：冬季≥18℃；夏季≤26℃。
3、系统的冷热源设备按大功率水源热泵机组设计选用。
4、供热冷系统热力站规划：依据用户提供的功能要求，需要冬季采暖，夏季制冷。并根据节省投资、节省运行费用的原则，采用一个机房配置。
5、室内末端系统：采用中央空调系统（风机盘管）。
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，运行管理简便的原则。
第五节&& 工程设计范围
水源热泵供暖机房设备、工艺管道及室内末端系统设计。
第二章&&&&&&&&&& 方案设计
第一节&&& 热负荷
热负荷设计：依据该地区气候条件，以及建筑物的使用特点，节能标准（节能墙体）计算负荷如下：
一、冷热指标
&& &&&本项目总建筑面积6000O，通过理论计算及结合当地气候条件，确定平均冷指标为180W/O，热指标为70W/O。
二、冷、热负荷
夏季冷负荷
平均冷指标按180 W/O计算
制冷冷负荷为：180W/O×6000 m2=1080KW
冬季热负荷：
平均热指标按60W/O计算
采暖热负荷为:70W/m2×6000 m2=420KW
三、热泵机组选择
以最大满足需求的负荷来选择机组数量及型号，根据1080KW的负荷，选择2台SGHP600型热泵机组供暖及制冷。
四、室内末端的选择
室内采用风机盘管作为室内末端设备，其具体所需的型号及数量如下表所示：
室内末端设备名称
FP-68WA(30PA)
FP-85WA(30PA)
FP-102WA(30PA)
FP-136WA(30PA)
FP-170WA(30PA)
FP-170KA(30PA)
第二节& 地下水应用的方案设计
一、工程所在地的水文地质情况
&&&& 本工程所在地含水层较浅，通常在80-100米，含水量在80-100吨/小时，水温为12-15度（从相关部门了解到的资料，具体水文地质资料由建设单位发包的钻井施工单位出具）。
二、关于水源井的成井建议
1、成井工艺建议，（具体按照国家验收标准）
1.1、井孔孔径大于600MM，配合使用双滤网过滤器使过水断面增大，利于增加井的采灌量。因为滤网内的滤料相对稳定，不因采灌的双向水流冲击作用改变原有的排列顺序，故而能保证管井长期的采灌运行。
1.2、双层滤网内的预填2-3MM砾料和管外间隙充填的2-5MM砾料形成梯极砾料反滤层，不仅可以阻挡采水和回扬时细颗粒进入井内，而且保证了百分之二十五的孔隙率。
1.3、填砾高度高于滤水管20-30米，可以防止因长期抽灌亏砂，粘土下滑阻塞含水层。
1.4、洗井采用正压活塞洗井和负压的复合式洗井方法，洗井较为彻底，达到了清除泥皮，水清砂净，增加单位出水量与回水量的效果。
1.5、在提水设备上自上而下安装水位测管，可以在运行中随时进行水位观察，掌握井的运行状况。
三、地下水回路运行中易出现的问题及预防措施
水源热泵技术的成败关健在于地下水的回灌技术。回灌问题解决了，其他的只是普通意义上的供暖制冷问题，通过处理都可以解决。现将我公司多年来关于回灌问题的研究与经验，予以介绍：
1、回灌阻塞问题。回灌井堵塞和溢出是大多数地下水源热泵都会出现的问题。回灌经验表明，真空回灌时对于第四纪松散沉积层来说，颗粒细的含水层单位回灌量一般为单位开采量的1/3～1/2，而颗粒粗的含水层则约为1/2～2/3。回灌井堵塞的原因和处理措施大致可以归纳为下列情况。
①、悬浮物堵塞。注入水中的悬浮物含量过高会堵塞多孔介质的孔隙，从而使井的回灌能力不断减小直到无法回灌，这是回灌井堵塞中常见的情况。因此，通过预处理控制回灌井中悬浮物的含量是防止回灌井堵塞的首要因素。在回灌灰岩含水层的情况下，控制悬浮物在30mg/L以内是一项普遍认可的标准。
②、微生物的生长。注入水中或当地的微生物可能在适宜的条件下在回灌井周围迅速繁殖形成生物膜，堵塞介质孔隙，降低含水层的导水能力。防止生物膜的形成只要是通过去除水中的有机质或者进行预消毒杀死微生物的手段来实现。在多数用氮消毒的情况下，典型的残存氮值是1～5mg/L。
③、化学沉淀。当注入水与含水层介质或地下水不相容时，可能引起某些化学反应，不仅可能因形成的化学沉淀堵塞水的通过，甚至可能因新生成的化学物质而影响水质。有些碳酸盐地区通过加酸来改变水的pH值以防止化学沉淀的生成。
④、气泡阻塞。回灌入井时，在一定的流动情况下，水中可能夹带大量气泡，同时水中的溶解性气体可能因温度、压力的变化而释放出来。此外，也可能因生化反应而生成气体物质，最典型的如反硝化反应会生成氮气和氮氧化物。气泡的生成在潜水含水层中并不成为问题，因为气泡可自行溢出；但在承压含水层中，除防止注入水夹带气泡之外，对其他原因产生的气体应进行特殊处理。
⑤、黏性颗粒膨胀和扩散。这是报道最多的因化学反应产生的堵塞，所以单独列为一种。具体原因是水中的离子和含水层中黏土颗粒上的阳离子发生交换，这种交换会导致黏性颗粒的膨胀和扩散。这种原因引起的堵塞可以通过注入CaCl2等来解决。
⑥、含水层细颗粒重组。当回灌井井兼作抽水井时，反复的抽、回灌可能引起存在于井壁周围的细颗粒介质的重组，这种堵塞一旦形成，很难处理。所以在次种情况下，回灌井用于抽水井的频率不易太高。
2、腐蚀与水质问题。腐蚀和生锈是早期地下水源热泵遇到的普遍性问题之一。地下水的水质是引起腐蚀的根本因素。因此，国内外学者对地下水的水质问题进行分析，对地下水水质的基本要求是：澄清、水质稳定、不腐蚀、不滋生微生物或生物、不结垢等。地下水对水源热泵机组的有害成分有：铁、锰、钙、镁、二氧化碳、溶解氧、氮离子、酸碱度等。
①、腐蚀性。溶解氧对金属的腐蚀性随金属而异。对于钢铁，溶解氧含量大则腐蚀速率增加；铜在淡水中的腐蚀速率较低，但当水中氧和二氧化碳含量高时，铜的腐蚀速率增加。水中游离二氧化碳的变化主要影响碳酸盐结垢。但在缺氧的条件下，游离的二氧化碳会引起铜和钢的腐蚀。氮离子会加剧系统管道的局部腐蚀。
②、结垢。水中以正盐和碱式盐形成存在的钙、镁等离子易在换热面上析出沉积，形成水垢，严重影响换热效果，即影响地下水源热泵机组的效率。地下水中的Fe2+以胶体形式存在，Fe2+易在换热面上凝聚沉积，促使碳酸钙析出结晶，加剧水垢形成，而且Fe2+遇到氧气发生氧化反应生成Fe3+，在碱性条件下转化为呈絮状物的氢氧化铁沉积而阻塞管道，影响机组的正常运行。
③、混浊度与含砂量。地下水的混浊度高会在系统中形成沉积而阻塞管道，影响正常运行。地下水的含砂量高会对机组、管道和阀门造成磨损，加快钢材等的腐蚀速度，严重影响机组使用寿命；而且混浊度和含砂量高还会造成地下水回灌时含水层的阻塞，影响地下水的回灌。适合于地下水源热泵的地下水质大致上为：含沙量应小于2×10-5，浊度应小于20mg/L。Ca2+、Mg2+总矿度应小于200mg/L。如果系统中采用板式换热器，水源中固体颗粒的粒径应小于0.5mm。根据地下水的水质不同，可以采用相应的防腐措施。
3、可采用的解决办法
①、除砂。地下水要经过水过滤器和除砂设备后再进入机组，目前多采用旋流除砂器，也可采用预沉淀池。前者初投资较高，后者较低，但采用开式水箱氧气容易进入，加速设备的腐蚀。
②、除铁。我国地下水的含铁量一般都超过允许值，因此在使用前要进行除铁。除铁的方法一直是供水工程的研究课题之一。曾采用曝气氧化法，但效果不够理想。现多使用除铁设备进行除铁，尽管初投资和管理费用增加，但效果很好。
③、软化。目前供暖空调行业多采用软化设备除去地下水中的钙、镁离子并将水软化以达到用水标准。
④、防气泡。回灌井管置于水位以下，这样可以最大限度减速水气泡产生，从而减轻了气泡阻塞问题。
⑤、运行管理。运行管理是任何一项HVAC系统的重要组成部分，对于地下水源热泵这种非普通的设计而言更是关键因素。要使运行管理人员不仅知道怎样操作，更要使这些人员知道为什么这样操作，只有这样才能做到安全经济运行。在运行管理中应注意下述几个问题。
&&&&定期采用回扬清洗的方法来预防和处理管井堵塞问题，回扬次数和回扬时间视含水层的透水性大小而定，在回扬中要抽取水样进行水质检验。
&&& 合理利用水资源，长期开发必须严格按照国家颁布的有关法规执行以确保水源不被污染，不对地质环境造成灾害。
&&& 随着使用时间的推移，抽水井和回灌井的能力都会下降，甚至其能力不能再满足热泵运行的需要。这一过程可以用井的老化这一概念加以概括，为了防止水井快速老化，应定期洗井和加强技术管理。
&&& 搞好水源监测工作，严格遵守控制水源水质的标准。
第三节 热泵机房内部技术方案
1.水系统管道公称大于DN25mm的管路用焊接或法兰连接；小于等于DN25mm的管路采用螺纹连接。
2.设备（如地源热泵机组、水泵等）、附件（阀门、金属软管接头等）的连方式根据产品要求来确定。
3.系统安装完毕冲洗后应按要求进行试压，地源热泵机房空调水系统工作压力为1.0MPa；室外地埋管侧水系统工作压力为0.3MPa。试压时室内外管线应断开。
4.防腐:明装的管道及支架涂刷一道防锈漆，两道银粉。保温管道刷两道防锈漆。
5.保温:机房内管道保温材料采用橡塑保温采用32mm厚难燃型发泡橡塑管壳（氧指数不小于32）,保温系数应优于0.1375tm[W/(m2.k)]。
6.管路上必须配置必要的支、吊、托架，具体形式由安装单位根据现场实际形式选定，做法参见国标95R417-1且间距不得大于下表。
7.管道穿防火墙处应设固定支架，并用不燃材料对穿墙的缝隙进行封堵。
8.在水管路系统的最低点处，应设置DN25的泄水管；在水管路系统的最高点处，应设置DN15的自动排气阀。
9.管路安装完毕并经试压合格后，应对室内系统单独进行冲洗。
10.公称直径大于DN50的管道阀门采用蝶阀；小于等于DN50mm的阀门采用闸阀。所有阀件的工作压力要求不小于1.0MPa，工作温度不小于100℃。冬夏转换阀抗水路两侧压力要求不小于1.0MPa。
11.软水设备如果接市政上水，要加防污染隔断阀。
12.机房内的明装管道外表面应涂刷颜色漆以示区别，且应以鲜明颜色箭头表示管道内水流方向。
13.各种阀门的安装应注意将操作手柄配置在便于操作的位置。
14.压力表、温度计设置应按01R405、01R406进行安装。
15.水泵的基础配减振基座；水泵和热泵机组接管设软接头。热泵机房内管道采用减振型支吊架，穿结构处均采用减噪措施。
16.室内部分施工说明与机房外管道系统设计相冲突时按机房外部分执行。
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