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青岛市南区九年一贯制学校项目制冷取暖设计方案
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M2
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组 105


1.  项目名称:市南区九年一贯制学校

2.  项目地点:青岛市市南区四川路1

3.  建设规模:

本项目新建教学楼地上五层,地下一层,总建筑面积为27536.41平方米,地上建筑面积为18616.61平方米(含气膜801平方米),地下建筑面积为 8919.8平方米。各层功能设置如下:

地下负一层建筑面积8919.80平方米,层高6.0米,主要设有食堂、停车场、舞蹈教室、体育活动室、社团活动室、乒乓球室、老师健身室、体育器材室和设备及其它用房等。

地上一层为教学区,建筑面积3995.27平方米,层高3.9米。主要设有标准教室、物理仪器室、物理准备室、物理实验室、德育校史展览室、团队办公室、卫生保健室、体育器材室、、体育办公室图书阅览室、职工阅览室、交流空间、机动教室、个别辅导室等。

地上二层为教学区,建筑面积3787.23平方米,层高3.9米,主要设有标准教室、个别辅导室、计算机教室、机器人教室、计算机网络中心、计算机辅房、老师办公室、技术教室、技术教具室、广播社团中心、教导处、教导主任室等。

地上三层为教学区,建筑面积3787.23平方米,层高3.9米,主要有标准教室、个别辅导室、老师办公室、生物仪器室、生物准备室、生物实验室、生物培养室、科技活动室、语言教室、交流空间、史地教室、家长委员会、个别辅导室、技术教室、技术教具室、政务主任室、政务处等。

地上四层为教学区,建筑面积3787.23平方米,层高3.9米,主要有标准教室、化学仪器室、化学准备室、化学实验室、教师办公室、行政办公室、校长室、副校长室、支部书记室、工会、党员活动室、个别辅导室、交流空间、机动教室、会客室、档案室等。

地上五层为教学区,建筑面积2369.05平方米,层高4.2米,主要有音乐教室、器乐教室、美术教室、美术教具室、舞蹈教具室、个训室、多功能教室、合班教室、总务主任室、财务室、文印室及行政办公用房等。

顶层为楼梯间,建筑面积89.60平方米,层高3.9米。

编号

项目

面积(平方米)

占总用地比例

1

总用地

20728.9

100.0%

2

建筑物占地

4788.4

23.1%

3

绿地

5182.2

25.0%

4

道路、硬化占地

4258.3

20.5%

5

体育运动用地

6500.0

31.4%



组 106

(1)《空气调节设计手册》(第二版)

(2)《采暖通风与空气调节设计规范》    GB50019-2003

(3)《山东省居住建筑节能设计标准》    (DBJ14-037-2006)

(4)《地源热泵系统工程技术规范》   (GB50366-2005)2009版)

(5)《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》GB502422002

(6)《实用供热空调设计手册》

(7) 建设单位对建筑的功能要求


组 113


室外设计参数

     

     

空调计算干球温度()

29.4

空调计算干球温度()

-7.2

空调计算湿球温度()

26.0

采暖计算干球温度()

-5

空调计算日平均温度()

27.3

通风计算干球温度(℃)

-0.5

通风室外计算温度(℃)

27.3

空调计算相对湿度(%

63

平均风速(m/s

4.6

平均风速(m/s

5.4

大气压力(KPa

100.04

大气压力(KPa

101.74

室内设计参数:

夏季 冬季
温度(℃) 24±2 20±2
相对湿度(%) 40~60 30~50
空气流速(m/s) 0.15~0.3 0.15~0.3


组 112


一.  热泵系统介绍

本项目热泵机组热源可选来源有污水源、海水源和土壤源三种。

1、中水源热泵系统

原理

污水源热泵的主要工作原理是借助中水源热泵压缩机系统,消耗少量电能,在冬季把存于水中的低位热能提取出来,为用户供热,夏季则把室内的热量提取出来,释放到水中,从而降低室温,达到制冷的效果。其能量流动是利用热泵机组所消耗能量(电能)吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源,而起所消耗能量作用的是使介质压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用。

污水源热泵系统由通过水源水管路和冷热水管路的水源系统、热泵系统、末端系统等部分相连接组成。经处理设施深度处理后的污水,根据是否直接进热泵机组蒸发器或者冷凝器可以将该系统分为直接利用和间接利用两种方式。直接利用方式是指将中水中的热量通过热泵回收后输送到采暖空调建筑物;间接利用方式是指中水先通过热交换器进行热交换后,再把污水中的热量通过热泵进行回收输送到采暖空调建筑物。

系统特点

我国北方地区,冬季采暖主要是依靠煤、石油天然气等石化燃料的燃烧来获得。采暖与环保成为一对难以解决的矛盾。城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。它的温度一年四季相对稳定,冬季比环境空气温度高,夏季比环境空气温度低,这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高,节能和节省运行费用效果显著。

环保效益

污水源热泵空调系统是利用了城市废热作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统,中水经过换热设备后留下冷量或热量返回污水干渠,污水与其他设备或系统不接触,污水密闭循环,不污染环境与其他设备或水系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘,环境效益显著。


2、海水源热泵系统

原理



海水源热泵机组工作原理就是将海水中存在的大量的低位能收集起来,借助压缩机系统,通过消耗少量电能,在冬季把存于海水中的低品位能量出来,给建筑物供热;夏季则把建筑物内的能量出来释放到海水中,以达到调节室内温度的目的。这种机组的最大优势在于对资源的高效利用,首先它虽然以海水为源体,但不消耗海水,也不对海水造成污染;其次它的热效率高,消耗1千瓦的电能,可以获得3千瓦至4千瓦的热量或冷量,从根本上改变了传统的能源利用方式。

假设冬季海水的温度48℃,通过热泵的运转,以消耗25%左右的电能,从该温度的海水中提取75%的热量,可得到100%的供热量,以50℃左右对外供热。夏季将热泵系统的阀门进行切换后,将室内2428℃的热量提取出来排到15℃左右的海水中,实现夏季制冷空调的功能。



3、地源热泵系统

工作原理

土壤源热泵是利用地下常温土壤温度相对稳定的特性,通过深埋于建筑物周围的管路系统与建筑物内部完成热交换的装置。冬季从土壤中取热,向建筑物供暖;夏季向土壤排热,为建筑物制冷。它以土壤作为热源、冷源,通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。高效热泵机组的能效比一般能达到4.0kw/kw以上,与传统的冷水机组加锅炉的配置相比,全年能耗可节省40%左右,初投资偏高,机房面积较小,节省常规系统冷却塔可观的耗水量,运行费用低,不产生任何有害物质,对环境无污染,实现了环保的功效。


中水源热泵系统运行费用分析表

季节

内容

单位

计算结果

夏季

机组功率

kw

414.8

水泵功率

kw

30

制冷运行天数

60

每天运行小时数

h

12

综合电价

/kwh

0.86

建筑面积

m2

27536.41

耗电量共计

kwh

192153.6

夏季实际运行费用

165252.10

每平米运行费用

/m2

6.00

冬季

机组制热功率

kw

288.8

水泵功率

kw

48.5

制热运行天数

110

每天运行小时数

h

12

综合电价

/kwh

0.86

建筑面积

m2

27536.41

耗电量共计

kwh

222618

冬季实际运行费用

191451.48

冬季每平米运行费用

/m2

6.95

全年运行耗电量

耗电量共计

kwh

414771.60

全年运行费用合计

356703.58

全年每平米运行费用

/m2

12.95

采用中水源热泵系统,运行费用除上述电费外,还包括使用中水的费用。

中水使用价格为1.5/吨,按夏季运行30天,冬季运行110天,则:

夏季制冷每天所需中水量约2832m3,每天中水使用费用为4248元,当季所需费用为12.74万元;冬季制热每天所需中水量约为2160m3,每天中水使用费用为3240元,当季所需费用为35.64万元。全年中水使用费用为48.38万元。

全年空调运行电费约为35.67万元,中水使用费用为48.38万元,全年总运行费用为84.05万元。


土壤源热泵系统运行费用分析表

季节

内容

单位

计算结果

夏季

机组功率

kw

384

水泵功率

kw

120

制冷运行天数

30

每天运行小时数

h

12

综合电价

/kwh

0.86

建筑面积

m2

27536.41

耗电量共计

kwh

108864

夏季实际运行费用

93623.04

每平米运行费用

/m2

3.40

冬季

机组制热功率

kw

518

水泵功率

kw

120

制热运行天数

110

每天运行小时数

h

12

综合电价

/kwh

0.86

建筑面积

m2

27536.41

耗电量共计

kwh

421080

冬季实际运行费用

362128.80

冬季每平米运行费用

/m2

13.15

全年运行耗电量

耗电量共计

kwh

529944.00

全年运行费用合计

455751.84

全年每平米运行费用

/m2

16.55

全年空调总运行费用为45.575万元。

土壤源热泵是以土壤作为热源、冷源,通过高效热泵机组向建筑物供热或供冷。地源热泵机组制冷、供暖所需能量3/4左右来自地能,另外1/4左右来自电力输入,从而减少一次性矿物能源的消耗,不向室外排冷、热风,减少城市热岛效应。

1、土壤温度一年四季相对稳定,不受外界环境温度变化的影响。使得热泵机组运行更可靠、稳定,能够更有保障的在极端气候下,满足建筑需要的冷热负荷。

2、由于工况稳定,系统设计简单,部件较少,机组运行简单可靠,维护费用低。

3、本项目为学校项目,学校内有操场,故有足够的打井面积。

4、采用该系统无需考虑其它水源的引进,使用土壤中的热量,不存在因室外环境温度或供水问题的隐患。

5、土壤源热泵系统在初始投资和后期运营维护中均具有比较明显的优势。

综合考虑,本项目建议采用土壤源作为热泵冷热源。

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青岛沃富公司作为地源热泵工程的系统集成商,配备暖通工程师及项目经理、项目监理人员,拥有近60人的管理团队。设计人员均多年从事地源热泵工程的设计,施工管理人员具有国家注册建造师的执业资格并多年从事地源热泵工程的施工。

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在青岛本地做过有代表性的地源热泵工程有,奥运会帆船媒体中心、青岛日本人学校、天泰蓝泉别墅群、中国海洋大学国家实验室、青岛市气象局、德国拜耳青岛工厂、青岛城投银沙滩度假区、2014年世园会等70余个工程案例成功实施。对本地区的地质情况了如指掌,掌握了大量的实际运行数据 ,对系统的设计、调试、运行、售后等积累了丰富的经验。

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沃富与国际地源热泵主机、水泵、风机盘管等品牌生产商均有良好的合作关系。对所集成的产品性能了如指掌,对系统的匹配有着丰富的经验。

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沃富公司作为青岛地区从事地源热泵行业的公司,承做的项目有政府项目、奥运项目、房地产项目等,项目运行效果良好,节能效果显著,千禧国际村项目顺利通过了国家可再生能源示范项目为期两年的节能监测。在业内树立了良好的口碑,沃富地源热泵已成为岛城自己人的品牌。

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青岛沃富公司是青岛市建筑节能协会的副会长单位,了解各种节能政策,熟悉各种申请程序及文本,公司已配合建设单位申请成功数十万平米的可再生能源专项资金。

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