第一章  项目概况

1.1、项目概述

1.1.1、项目名称

西藏华林办公室地暖供暖项目。

1.1.2、项目简介

本项目位于西藏省拉萨市，建筑面积总共420平方用于办公室项目，需求总供地暖面积约为382平方米。

1.2、设计依据和参照标准

1、《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）

2、《全国民用建筑工程设计技术措施给水排水篇》（2003）

3、《民用建筑空气能热水系统应用技术规范》GB50364-2005

4、《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》 （GB50242-2002）

5、其他有关设计规范及规程

中国一月平均气温分布图

由中国一月平均气温分布图可知拉萨地区最冷月平均温度在-12摄氏度左右。

第二章  供热热源的选择及确定

2.1、供热热源的选择

2.1.1、各种热源的可行性分析

常用的生活热源有：空气能热泵热水机、空气能热水器、燃汽热水器、电热水炉源等。目前技术成熟应用最广泛的为前四种。其各自性能、投资、可靠性等分析如下：

2.1.2、热源的确定

我们选择热源时，从一次性投资、运行成本、后期维修保养三个指标确定性价比。从运行成本上看，选用热泵运行成本最低，但针对本项目供热量小的特点，综合考虑，本方案拟定以空气能热泵加热系统为保障地暖的供暖方案，结合空气能热泵超高热效率的优势，系统安全可靠，管理简单，运行经济。

2.2、地暖采暖系统末端的确定

2.2.1、空气能地暖系统

地暖系统是地面均匀的铺设发热暖线,因为暖线系统的间距是固定的.所以地面的温度在每一个角度都是非常均匀的.而且热量一旦起来,就分布到人体最需要的脚部.再辐射上升到人体的腿部、身体、头部，符合人体工程学特点和中医“脚暖身舒”的原理。地暖系统在加热的过程是属于辐射加热，空气中没有风，不会有干燥的感觉。所以对于追求健康、品质的生活来讲，地暖是最舒适，最健康的采暖方式。

根据资料显示地暖系统具体优点如下：

1、改善血液循环及新陈代谢，对风湿病有明显的疗效；

2、无风的地暖形式，可减少对老年人心血管的压力；

3、保持肌肤水份，帮助女性青春常驻；

4、室内无粉尘，适宜呼吸系统敏感者，减少哮喘发病率；

5、有利于保持头脑清醒，帮助提高记忆力和理解力，从而提高学习效率；

6、提高睡眠质量，入睡快，保证深度睡眠，有利于保持旺盛的工作精力；

7、节省空间，避免安装传统的暖气片形成的直接隐患；

8、据有关科学统计资料表明，地暖系统可刺激人们增加运动量，有助身心，健康。

2.2.2、锅炉结合散热片系统采暖

散热片的传热方式是通过强烈反差的温差来实现.散热片的温度达到85度左右,一部分热量是通过墙体被吸收.他们的热量一方面是从屋顶流到下面,热量分布的均匀度在房间的每个角落是不一样的,靠近散热片的地方温度比较高,越远离,温度就越低.热量损失大而且不均匀！很容易局部温度高，很难有均热效果，在同一房间内出现大的温差变化更易引发感冒。

综上所述结合项目特征，地暖系统在使用过程中对人的健康有很大帮助，此外结合空气能具有很大的投资效益，因此综合考虑本公司建议采用空气能地暖采暖系统。

第三章  地暖系统方案规划设计

3.1、空气能地暖工作原理及主要技术指标

3.1.1、空气能地暖系统的工作原理

空气能能供暖原理图

3.2、空气能热泵热水系统介绍

3.2.1、热泵原理

空气能热泵机组是一种高效集热的产品。它运用逆卡诺循环原理。利用设备内的吸热介质（冷媒），吸收空气中的能量后经压缩机压缩，并通过热交换器使冷媒放出热量生产热水。制取的热水通过水偱环系统供应给用户。

在自然界中，水总由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。

一台压缩式热泵装置，主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四部分组成，通过让工质不断完成蒸发（吸取环境中的热量） →压缩→冷凝（放出热量）→节流→再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。

空气能热泵运行原理图

空气能热泵在工作时，把环境介质中贮存的能量QA在蒸发器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即压缩机耗电QB；通过工质循环系统在冷凝器中进行放热QC，QC=QA+QB，由此可以看出，热泵输出的能量为压缩机做的功QB和热泵从环境中吸收的热量QA；因此，采用热泵技术可以节约大量的电能。

3.2.2、热泵发展趋势

从科学利用热能的角度来说，使用电力、燃气、燃油等高品位的能源，来加热仅四五十度温升的生活用热水是极不合算的，这样的加热过程即使是达到100%的效率，表面看是没有热能的损失，但实际上已经伴随着巨大的熵增损失，是一种极大的能源浪费。

从热力学第二定律的意义上讲，传热的温差越大，能量的损失就越大，即热能除了有“热量”方面度量以外，还有“品位”方面的度量，人们应该尽可能使用较低品位的热能，这才是科学的和合理的。

现有的热水器实质上都是能量转换装置，它把电能、燃料的化学能或空气能转换为热能，其系统“效率”不可能超过100 %，例如燃气热水器，因为有高温废气的排放、不完全燃烧、强制排烟及换热效率方面的损失，实际的制热效率仅在50%～70%之间。

20世纪初，科学家就提出了热泵的工作原理，为人类科学的使用低温热能指出了方向，目前热泵技术在世界上也已经有了许多方面的应用，国内的应用主要在冷热双效空调产品中，即以室外空气为热源对室内空气进行加热，以达到节能的目的，其系统致热系数已经能高达4倍。

热泵的名称很形象的比喻它的原理：即热泵不是热能的转换设备而是热量的搬运设备，它是一台“泵”，这个泵所搬运的介质不是水、气或油，而是“热”。也因为这样，它的“效率”不受能量转换效率（100%为其极限）的制约。

热泵制热的效率，受到逆向卡诺循环效率的制约，其理论上的最高效率为：（工作温度 + 273.15）/ 高、低温差，从这里可以看出，只要有效的降低工作温差，就可以提高制热效率。例如高低工作温差在 20 度时，系统的理论制热系数就可以达到15倍以上。

3.2.3、热泵制热过程

   (1) 压缩过程 

蒸发后的运行工质被吸入压缩机，通过压缩机的压缩功能，将工质压缩成高压高温气体，使其对于较低温度的自来水易于放热、液化的过程。

   (2) 冷凝过程 

从压缩机排出的高压高温工质被常温的自来水吸收热量而变成的液态工质的工程。

   (3) 节流过程

把液化后的工质送入热泵主机蒸发器之前，利用毛细管的压力差，使工质在保温水箱的冷凝器内冷凝降压，将它变成即使在低温下也易于蒸发的状态的过程。

   (4) 蒸发过程 

    液态工质从周围空气中吸收热量而不断蒸发汽化，被吸收热量后的空气变为“冷气”的过程。

系统简图

3.2.4、空气能热泵的优势

   (1) 节能性

空气能中央热水机组集中供热系统能最大限度为用户的热水系统节省营运成本，具有高效节能安全环保的特点，由于其能效比高达350%～500%，其运行成本与其它热水设备比较，优势十分明显。同等温度下用电热水器每吨热水成本是40～45元，用燃气锅炉每吨热水成本是25～35元，用燃煤锅炉每吨热水成本是20～30元，用空气能加电辅热每吨热水成本是15～20元，而用空气能热泵每吨热水成本大约在6～10元左右。

   (2) 安全性

空气能中央热水机组结构先进，采用高效HCFC制冷剂，安全可靠，不存在污染、易爆、中毒等危险。是生产生活用热水、商业用水，投资小运行费用最低，节能最明显的制热设备。空气能一般不启动电加热，所以启用电加热的时间也相对较少，也是属于较安全产品；电锅炉是完全启用电能加热的制热水产品，且发热管长时间与水接触加热较易产生漏电安全隐患。

   (3) 环保性

热泵、空气能与电锅炉都是使用洁净能源—电能，所以都符合环保规定。

   (4) 无局限性

与空气能相比，使用空气能中央热水机组不受环境天气影响，在阴雨天均能正常运行，并保证热水的供应。

   (5)安装占地要求小

热泵产品结构紧凑，安装占用面积小，对安装位置无严格要求，可安装于任意指定可安装位置，无须专用机房，智能化管理，可实现全机系统自动化运行，不需专人值守；空气能安装必须在楼顶天面，且需占用一定位置；电锅炉安装须设置专用机房。

   (6)操作维护简便

热泵主机采用智能人性化电脑板控制，一次设定后可即可全天候自动运转。且主机部分无直接强电流、高电压的直接控制，操作安全可靠，故障率低，无须专人维护；空气能系统控制可能配合部分机械控制部件，因主机全年对强电流、高电压（直接用电加热时）工作时间少，操作相对也较安全可靠，故障率也较低，定期维护即可；电锅炉运行电流大、电压高，对电网冲击大。电控部件采用机械控制多，故障率较高，一般须专人维护。

   (7)使用寿命长

空气能热泵一般使用寿命长达15～20年，而燃气锅炉一般在8～10年，电热水炉一般不超过20000小时，燃煤锅炉一般在5～8年。

3.2.5、热泵机组优势

空气能热泵热水机可完全替代传统的燃气锅炉、燃煤锅炉，不受天气气候等因素的影响，全天候提供热水，为客户节能降耗，降低生产成本 ，提升经济效益，其主要特点如下：

◆独特的抗水垢设计。环式换热器耐腐蚀抗水垢的特殊设计

◆高产水量，高吸热量。蒸发器吸热系数高，通常在3000-6000W/m²

◆高热效率，低能耗，热效率高达350％～500％

◆超大孔径盘式换热器改善流体流动状态，增强换热效率。克服水质差，水垢多等顽固问题，结垢倾向低。

◆完美流线型导流区，流体流通更加顺畅，减少局部阻力损失。

◆换热器材质采用奥氏体不锈钢（AISI316/316L），具有超强抗腐蚀，使用寿命长达15～20年，一般水垢清洗剂无腐蚀作用，耐压高达2.5MPa。换热器盘管采用大角度波纹设计，提高传热系数，阻力降增大，传热系数增高。

◆安全可靠性高，配备过流过载自动开关、断电记忆、高压保护等12种保护。

    ◆操作方便，无需专人值守，空气能热泵采用全自动微电脑系统控制。

3.3、关于管材

3.3.1、主管管材选择

热水系统各种管材比较表

由上表可知PP-R稳态管具有下列优点：

(1)、强度好且受温度变化的影响较小；

(2)、热传导率低；

(3)、耐腐蚀性能强；

(4)、机械强度较好。

故本系统主供水/回水管设计选用PP-R复合保温管。

3.3.2、地暖管管材选择

(1).U-PVC管、XPAP管满足不了ISO/DIS10508"4"、"5"的规定要求，在欧洲不用于热水地暖。
    (2).PP-R管，壁厚脆化温度-5-10℃，弯曲难一般不用于住宅地暖。
    (3).PB管抗应力、抗划痕能力差，透氧率高，为保护系统金属件被氧化腐蚀，国际规定必带阻氧层，但国内地暖无阻氧层。
    (4).PEX管具有如下优势：

①无毒无味、卫生、不腐蚀、不滋生细菌、不污染水质、内壁光滑，流阻小。

②耐温耐压，可稳定工作于—40～110°C的环境，爆破压力可达6.0Mpa。

③导热系数高达0.35W/m.k，特别适用于地暖用管、冷热给水管。

④保温隔热性能好，导热时不结垢，导冷时不结霜。

⑤抗蠕变、耐老化，使用寿命达50年以上。

⑥安装与维修费用低，免除“堵、冒、滴、漏”现象。

综合上述情况考虑，我公司建议采用PEX管作为地暖埋地管。 

3.4、空气能热泵加热系统容量确定

3.4.1、地暖用水水量确定

(1)负荷确定

根据《全国民用建筑工程设计技术措施-暖通空调篇》确定平均采暖热负荷q为150w/ m2 。

Q地=q*382m2=57KW

3.4.2、空气能选型

① 以最严冬季节条件确定机型。

② 机组按最严冬季节每日最多运行10小时（考虑备用情况）。

③ 空气能热泵在冬季的热效率：

④ 空气源热泵选型：

所需机组的制热功率需大于57KW/小时，因此，本项目设计采用2台MDB-10PIW(10匹，北方超低温机型）即可满足所需制热量，机组参数请参照下表：

3.5、北方超低温空气能机型介绍

3.5.1、超低温机组优势：

新设备就得新科技：美国谷轮喷气增焓强势降临！

1、采用美国谷轮喷气增焓压缩机有如下特点：A、浮动密封—专门适应设计高压缩比；B、定涡宣判及动态排气阀—专门设计适应高压差；C、EVI—控制安全排气温度

2、喷气增焓技术，-25℃稳定运行：应用带中间喷射的低温热泵专用涡旋式压缩机及带经济器的设计，构成喷气增焓系统，喷气增焓可降低涡旋温度，避免压缩机过热，并提高制热量，确保系统-25℃环境下稳定正常运行

3、制热能力比常规热泵提高约30%：随着环境温度的下降，喷气增焓热泵系统的制热能量和能效比衰减速度远小于常规热泵，低温时，喷气增焓热泵的制热量比常规热泵的制热量提高约30%，在-20℃环境下，恒 跃喷气增焓低温热泵能效比超过2.0

4、适用范围覆盖中国90%人口居住区：与常规热泵相比，恒跃喷气增焓低温热泵可在-25℃低温环境下正常运行，无需电加热辅助加热，即可实现中国北部及中部区域寒冷季节的制热，适用范围覆盖中国90%人口居住区。

3.5.1、产品配置：

四、材料明细