(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
(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
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
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:
∑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
每孔60m,则取总孔数=630,钻孔需要占地面积
=7560m2。
造价M
=630×60×100=378万元。
夏季释热量=(630×60×70)/1000=2646kW。
剩余冷量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,QR/QL
=1499/1837;
NR/NL
=412/321。
冷冻水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。
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:NL
=321×2+390.6×3+30×5+22×2
=642+1171.8+150+44=2007.8kW
空调冬季电量: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: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:=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
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 上标>m2,总建筑面积3.59×1014m2。其中,公建面积1.8×10 <上标> 4 上标>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
(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∑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QR
=898.56kW,每孔深60m,总孔数
=299,钻孔需要占地面积
=5980m2。
造价=299×60×100=179万元。
②主机选择。
a.地源螺杆热泵机,SGHP1200ML型,1台,QR/QL
=1208/1497,
NR/NL
=323/253。
冷冻水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。
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,V
=400t/h,单价12.7万元/台。
④节能水泵。
冷冻泵:200BJL-260-28,1台,N
=22kW,单价5万元/台。
250BJL-320-28,2台,N
=22kW,单价5.5万元/台。
地埋冷却泵:200BJL-220-28,2台,N
=18.5kW,单价4.8万元/台。
冷却泵:250BJL-380-28,2台,N
=30kW,单价6万元/台。
热水加热泵:2台,N
=5.5kW,单价0.4万元/台。
循环泵:2台,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:NL
=253+184+92.5=529.5kW。
空调冬季电量: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
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