某星级会所能源系统节能方案设计及探索_赵军 (1)
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S hanghai Energy Conservation 上海节能
节能工程
某星级会所能源系统 节能方案设计及探索
上海城建置业发展有限公司 赵军 张传生 张海军
摘 要： 瑞仕华庭会所它是一所按国家绿色三星设计标识要求进行设计的节能型会所。 文章对它的能源 系统的节能方案设计作了详细的介绍。 其能源系统涉及用于会所夏天制冷、冬天制热、三季泳池池水加热、四季 生活热水制取的高效热回收型地源热泵系统，带热回收功能的集空调、除湿、泳池加温功能一体的三集一体机 系统，以及与地源热泵联动的太阳能热水系统等综合节能和舒适性系统。
上海节能
42 SHANGHAI ENERGY CONSERVATION 2011 年 第 6 期
节能工程
S hanghai Energy Conservation 上海节能
体按国家绿色三星设计要求进行设计，其能源系统 节能设计目标又高于国家绿色三星设计要求。
1 设计内容 1.1 工程概况：
瑞仕华庭会所位于上海安亭，三层建筑，建筑 面积 5000m2,包含室内游泳池（350m2）、多功能运 动场、健身房咖啡厅等多功能设施。 1.2 设计内容
VeP- 060- E 热量 - 126.9kW 冷量 - 96.3kW 59.8 kg /h 68.77 kg /h 79.09 kg /h 12500 m3/h 2 350 Pa 离心式 380/3/50 3kW+ 3kW= 6kW 18℃ 95％ 49kJ /kg 2 涡卷式，Cop eland（谷轮）品牌 R- 407 C 9.2kW+ 9.2kW= 18.4kW 65kW+ 65kW= 130kW 铜管 / 铝翅片(EPOXY 防腐喷涂) 65kW+ 65kW= 130kW 钛管壳管式换热器 0.03 MPa 0.4 MPa 35℃ 5.2 L/s 63mm 100kW 380/3（50 HZ） 80A （长）4510（阔）1720（高）1725mm 1800kg
注：制热工况：水源侧进水 10℃，出水 5℃，用户侧进水 40℃，出水 45℃； 制冷工况：水源侧进水 30℃，出水 35℃，用户侧进水 12℃，出水 7℃；
表 4 三集一体机性能参数
型号: 热量 / 冷量输出:(29℃气温,28℃水温) 净除湿量(回风相对湿度 60%) 净除湿量(回风相对湿度 65%) 净除湿量(回风相对湿度 70%) 标配风量: 风机数量: 风压: 风机种类: 风机运行电压: 风机总运行功率: 制热期外排风温湿度 制热器外排风焓值 压缩机数量: 压缩机种类: 压缩机用冷媒: 压缩机总额定运行功率: 空气再热器换热量: 空气再热器材质种类: 池水热交换器换热量: 池水热交换器材质种类: 水压差: 最高工作水压: 最高水温: 水流量: 水管配接: 内置表冷器（主机内）: 热泵运行电压: 安装电流: 热泵外壳尺寸（立式）: 热泵重量:
56.8
制热 COP 4.56
3 系统设计及设备选型 3.1 系统描述
该设计所包含的系统有地 源热泵机组、冷热源系统、空调 末端系统、游泳池加热系统、泳 池恒温恒湿系统、淋浴热水系统 及太阳能系统等七个系统。 3.2 地源热泵机组
1）地源热泵机组的选型 热泵机组的选型一般原则 为：满足系统的设计负荷；系统的 初投资与运行费用小。该设计中 选择的水—水式热泵机组为制 冷、供暖及卫生热水三位一体机 热泵机组，以及集空调、除湿和泳 池加温功能的三集一体机。一机 多用，减少初投资与运行费用。 根据以上的冷、热负荷计算 可知：空调设计冷负荷为： 310.34kW， 设 计 热 负 荷 为 ： 400.73kW。 （1） 热泵机组选用美国特 灵产品：二台型号为 RTWD60HE 的水源螺杆热泵机 组（一用一备），主机带全热回收 装置,10%~100%的无级能量控 制，性能参数见表 3。 （2） 三集一体机选用香港 易达型号为 VeP-060-E 的机 型一台，性能参数见表 4。
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44 SHANGHAI ENERGY CONSERVATION 2011 年 第 6 期
节能工程
S hanghai Energy Conservation 上海节能
温功能于一体，能确保泳池室内四季恒温恒湿，并 对泳池蒸发出的热量和新风系统排出的热量进行 有效回收，大大增加了泳池的节能效果和舒适性。
【作者简介】 赵军，男，1971 年出生，1993 年毕业于上海同济大学电气工程系。 现任上海城建置业发展有限公司副总经理。 张传生，男， 1963 年出生，1987 年毕业于福州大学土木建筑系。 高级工程师，中国房地产协会专家。 现任上海城 建置业发展有限公司总工程师。 张海军，男，1978 年出生，2002 年毕业于湖北工业大学土木工程管理专业，2010 年毕业于华中科技大学建筑工程 管理专业。 现任上海城建博远置业有限公司副总经理。
总计
冷负荷 193.34
117 310.34
（W）
热负荷 147.48
67 214.48
2.2 游泳池加热负荷 1）散热量 Qa （1）水面蒸发损失热量：Q1=258330kJ/h
（2）水表面传导损失热量,由于室内气温比池 水温度高，所以该项可忽略不计，即：Q2=0
（3）池底和池壁传导损失的热量：Q3=18842kJ/h （4） 管道和设备损失的热量, 按以上三项的 20%计算,则：Q4=55435kJ/h （5）开放时,总散热量： Qa=Q1+Q2+Q3+Q4=332607kJ/h=92.4kW 2）补充新水加热所需热量 Qb （按每天 24 小时补充新水 5%、水的初温 5℃ 计算） 加热功率为： Qb=107466kJ/h=29.85kW 3）游泳池开放时所需的总加热功率 Qc 游泳池不开放时，用薄膜覆盖池面，可以大量 减少水面蒸发损失。采用三集一体机回收了 80% 的水面蒸发损失热量，即 58kW。所以，泳池开放时 所需的总加热功率为： Qc=Qa+Qb-58kW=64.25kW。 2.3 淋浴热水的负荷 热水供应分为两部分： 1）用于淋浴共 32 个龙头，按《给排水设计规 范》，提供温度为 40℃的热水量为每个龙头 180L/ h；则最大小时用水量为 5.76m3/h； 2）SPA10 间，按《给排水设计规范》，每天提供 温度为 55±2℃的热水量为 400L/间，则每天最大 用水量为 4m3。 初始水温为 5℃，设置两个 6 m3 的保温储热 水箱，夏季采用空调热回收系统产生热水，冬季采 用主机制热。加热功率为 122kW。会所开放时先运 行 4h 把水箱加热。 2.4 会所总负荷 由以上分析可知： 1）冬季：会所所需的热负荷由游泳池水加热保 温负荷 64.25kW、室内采暖负荷 214.48kW、热水 负荷 122kW 组成，总负荷为 400.73kW。 2）夏季：会所所需的冷负荷为室内空调负荷， 计 310.34kW；热水负荷 122kW，热水系统由热泵
关键词： 绿色建筑 能源系统 节能设计 绿色三星 会所 舒适
Scheme Design and Discussion for Energy Efficiency System in Ruishi Huating Three Star Club
Zhao Jun Zhang Chuansheng Zhang Haijun Abstract: Ruishi Huating Club is an Energy Saving Club designed according to National Standard of “Three Star”. In this article has a detailed introduction of its energy efficient design for energy system. The energy system includes followings: the ground resource heat pump, which has high efficiency in heat recovery, it works for cooling, heating, heating for pools, and hot water extraction in whole year; the air-conditioner used in the swimming pool has heat recovery, dehumidification and heating functions; the solar water heating system linked with heat pump system. And the other systems with energy-saving and comfort features also can be found in this club. Keywords: Green Building, Energy system, Energy Efficiency Design, Three Star , Club, Comfort
0 引言 随着国家绿色建筑的不断推广，如何做好建筑
节能已越来越引起国内房产公司的重视，但真正意
阶段，尤其能达到国家绿色三星设计标识要求的建 筑屈指可数。对会所这种带游泳池等综合设施的商 业性建筑，国内目前尚没有一个其能源系统节能设
义上做到高节能要求的绿色建筑国内还处在起步 计符合国家绿色三星设计要求。瑞仕华庭会所则整
该设计包括建筑物室内空调及新风、游泳池池 水加热、餐馆和淋浴用生活热水以及系统自动控制 等内容。
2 系统冷/热负荷 2.1 室内空调冷、热负荷
1）室内设计参数（见表 1）
表 1 室内设计参数
夏季
建筑类别 温度 相对湿度
（℃） （%）
餐厅
24- 27 55- 65
健身房 26- 28
65
游泳池大厅 27- 29 ≯75
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43 SHANGHAI ENERGY CONSERVATION 2011 年 第 6 期
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节能工程
主机全热回收装置免费提供。
该三集一体机同特灵热泵机组共用地下埋管
3）春秋季：会所所需的热负荷由游泳池水加热 系统，同时带有热回收功能，集空调、除湿、泳池加
2）热泵机组的运行方案 热泵机组的具体运行方案如下： （1）夏季制冷工况：开启型号为 RTWD060HE 热泵机组和型号为 VeP-060-E 三集一体机作为 建筑物空调的冷源，对建筑物进行制冷，同时开启 该台热泵机组热回收装置来制取生活热水（免费）， 则两台机组的装机制冷量为 332.3kW （263kW + 96.3kW），满足设计要求。 （2）春秋季：此时建筑只有泳池大厅需要供暖， 开启型号为 VeP-060-E 三集一体机提供泳池大 厅采暖和泳池保温，由型号为 RTWD060HE 热泵 机组热回收装置制取卫生热水。 （3）冬季供暖工况：开启型号为 RTWD060HE 热泵机组和型号为 VeP-060-E 三集一体机作为建 筑供暖和泳池保温的热源，热回收装置制取卫生用 热。两台机组的装机制热量为 385.9kW（259kW + 126.9kW），小于设计负荷 400.73kW，但卫生热水系 统有太阳能系统预热，所以可以满足设计要求。 （4） 泳池初始加温：将 560m3 水从 5℃加热 27℃所需热量为: Qd =mc △t =560 ×4.187 ×1000 ×(27 -5) = 51583840kJ 考虑加热系统热损为 20%，加热时间为 48h， 加热功率为： Qd' =51583840（/ 1 -0.2）/48 =1343329kJ/h = 373kW 按以上运行方案，热泵机组一机多用，灵活多 变的组合既能够满足不同工况的需求，又最大限度 地减少了运行费用。 3.3 冷热源系统—— —地下垂直埋管热交换系统 1）埋管形式 地源热泵的地下埋管形式有竖直埋管和水平 埋管两种形式，本工程中，采用竖直埋管中的单 U （φ32×3.0）型管。采用制作成型的单 U 型管，可节
保温负荷 64.25kW、游泳池大
厅供暖 67kW 和淋浴热水负荷 122kW 组 成 ， 总 负 荷 为 253.25kW。
表 3 水源螺杆热泵机组性能参数
冷负荷 设备型号 台数
(kW) RTWD60HE 2 236
耗电功率 （kW）
45.1
制冷 COP 5.23
热负荷 (kW) 259
耗电功率 （kW）
冬季
温度 相对湿度
（℃） 18- 22 16- 18 28- 30
（%） 40- 50
≯75
游 泳 池 水 温 度 ：27±1℃
2）室内空调冷、热负荷计算结果（见表 2） 按照国家绿色三星设计要求，考虑了新风冷热 负荷，计算得出室内空调冷、热负荷如表 2 所示。
表 2 室内空调冷热负荷
类别 会所空调 泳池大厅空调
节能工程
某星级会所能源系统 节能方案设计及探索
上海城建置业发展有限公司 赵军 张传生 张海军
摘 要： 瑞仕华庭会所它是一所按国家绿色三星设计标识要求进行设计的节能型会所。 文章对它的能源 系统的节能方案设计作了详细的介绍。 其能源系统涉及用于会所夏天制冷、冬天制热、三季泳池池水加热、四季 生活热水制取的高效热回收型地源热泵系统，带热回收功能的集空调、除湿、泳池加温功能一体的三集一体机 系统，以及与地源热泵联动的太阳能热水系统等综合节能和舒适性系统。
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节能工程
S hanghai Energy Conservation 上海节能
体按国家绿色三星设计要求进行设计，其能源系统 节能设计目标又高于国家绿色三星设计要求。
1 设计内容 1.1 工程概况：
瑞仕华庭会所位于上海安亭，三层建筑，建筑 面积 5000m2,包含室内游泳池（350m2）、多功能运 动场、健身房咖啡厅等多功能设施。 1.2 设计内容
VeP- 060- E 热量 - 126.9kW 冷量 - 96.3kW 59.8 kg /h 68.77 kg /h 79.09 kg /h 12500 m3/h 2 350 Pa 离心式 380/3/50 3kW+ 3kW= 6kW 18℃ 95％ 49kJ /kg 2 涡卷式，Cop eland（谷轮）品牌 R- 407 C 9.2kW+ 9.2kW= 18.4kW 65kW+ 65kW= 130kW 铜管 / 铝翅片(EPOXY 防腐喷涂) 65kW+ 65kW= 130kW 钛管壳管式换热器 0.03 MPa 0.4 MPa 35℃ 5.2 L/s 63mm 100kW 380/3（50 HZ） 80A （长）4510（阔）1720（高）1725mm 1800kg
注：制热工况：水源侧进水 10℃，出水 5℃，用户侧进水 40℃，出水 45℃； 制冷工况：水源侧进水 30℃，出水 35℃，用户侧进水 12℃，出水 7℃；
表 4 三集一体机性能参数
型号: 热量 / 冷量输出:(29℃气温,28℃水温) 净除湿量(回风相对湿度 60%) 净除湿量(回风相对湿度 65%) 净除湿量(回风相对湿度 70%) 标配风量: 风机数量: 风压: 风机种类: 风机运行电压: 风机总运行功率: 制热期外排风温湿度 制热器外排风焓值 压缩机数量: 压缩机种类: 压缩机用冷媒: 压缩机总额定运行功率: 空气再热器换热量: 空气再热器材质种类: 池水热交换器换热量: 池水热交换器材质种类: 水压差: 最高工作水压: 最高水温: 水流量: 水管配接: 内置表冷器（主机内）: 热泵运行电压: 安装电流: 热泵外壳尺寸（立式）: 热泵重量:
56.8
制热 COP 4.56
3 系统设计及设备选型 3.1 系统描述
该设计所包含的系统有地 源热泵机组、冷热源系统、空调 末端系统、游泳池加热系统、泳 池恒温恒湿系统、淋浴热水系统 及太阳能系统等七个系统。 3.2 地源热泵机组
1）地源热泵机组的选型 热泵机组的选型一般原则 为：满足系统的设计负荷；系统的 初投资与运行费用小。该设计中 选择的水—水式热泵机组为制 冷、供暖及卫生热水三位一体机 热泵机组，以及集空调、除湿和泳 池加温功能的三集一体机。一机 多用，减少初投资与运行费用。 根据以上的冷、热负荷计算 可知：空调设计冷负荷为： 310.34kW， 设 计 热 负 荷 为 ： 400.73kW。 （1） 热泵机组选用美国特 灵产品：二台型号为 RTWD60HE 的水源螺杆热泵机 组（一用一备），主机带全热回收 装置,10%~100%的无级能量控 制，性能参数见表 3。 （2） 三集一体机选用香港 易达型号为 VeP-060-E 的机 型一台，性能参数见表 4。
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节能工程
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温功能于一体，能确保泳池室内四季恒温恒湿，并 对泳池蒸发出的热量和新风系统排出的热量进行 有效回收，大大增加了泳池的节能效果和舒适性。
【作者简介】 赵军，男，1971 年出生，1993 年毕业于上海同济大学电气工程系。 现任上海城建置业发展有限公司副总经理。 张传生，男， 1963 年出生，1987 年毕业于福州大学土木建筑系。 高级工程师，中国房地产协会专家。 现任上海城 建置业发展有限公司总工程师。 张海军，男，1978 年出生，2002 年毕业于湖北工业大学土木工程管理专业，2010 年毕业于华中科技大学建筑工程 管理专业。 现任上海城建博远置业有限公司副总经理。
总计
冷负荷 193.34
117 310.34
（W）
热负荷 147.48
67 214.48
2.2 游泳池加热负荷 1）散热量 Qa （1）水面蒸发损失热量：Q1=258330kJ/h
（2）水表面传导损失热量,由于室内气温比池 水温度高，所以该项可忽略不计，即：Q2=0
（3）池底和池壁传导损失的热量：Q3=18842kJ/h （4） 管道和设备损失的热量, 按以上三项的 20%计算,则：Q4=55435kJ/h （5）开放时,总散热量： Qa=Q1+Q2+Q3+Q4=332607kJ/h=92.4kW 2）补充新水加热所需热量 Qb （按每天 24 小时补充新水 5%、水的初温 5℃ 计算） 加热功率为： Qb=107466kJ/h=29.85kW 3）游泳池开放时所需的总加热功率 Qc 游泳池不开放时，用薄膜覆盖池面，可以大量 减少水面蒸发损失。采用三集一体机回收了 80% 的水面蒸发损失热量，即 58kW。所以，泳池开放时 所需的总加热功率为： Qc=Qa+Qb-58kW=64.25kW。 2.3 淋浴热水的负荷 热水供应分为两部分： 1）用于淋浴共 32 个龙头，按《给排水设计规 范》，提供温度为 40℃的热水量为每个龙头 180L/ h；则最大小时用水量为 5.76m3/h； 2）SPA10 间，按《给排水设计规范》，每天提供 温度为 55±2℃的热水量为 400L/间，则每天最大 用水量为 4m3。 初始水温为 5℃，设置两个 6 m3 的保温储热 水箱，夏季采用空调热回收系统产生热水，冬季采 用主机制热。加热功率为 122kW。会所开放时先运 行 4h 把水箱加热。 2.4 会所总负荷 由以上分析可知： 1）冬季：会所所需的热负荷由游泳池水加热保 温负荷 64.25kW、室内采暖负荷 214.48kW、热水 负荷 122kW 组成，总负荷为 400.73kW。 2）夏季：会所所需的冷负荷为室内空调负荷， 计 310.34kW；热水负荷 122kW，热水系统由热泵
关键词： 绿色建筑 能源系统 节能设计 绿色三星 会所 舒适
Scheme Design and Discussion for Energy Efficiency System in Ruishi Huating Three Star Club
Zhao Jun Zhang Chuansheng Zhang Haijun Abstract: Ruishi Huating Club is an Energy Saving Club designed according to National Standard of “Three Star”. In this article has a detailed introduction of its energy efficient design for energy system. The energy system includes followings: the ground resource heat pump, which has high efficiency in heat recovery, it works for cooling, heating, heating for pools, and hot water extraction in whole year; the air-conditioner used in the swimming pool has heat recovery, dehumidification and heating functions; the solar water heating system linked with heat pump system. And the other systems with energy-saving and comfort features also can be found in this club. Keywords: Green Building, Energy system, Energy Efficiency Design, Three Star , Club, Comfort
0 引言 随着国家绿色建筑的不断推广，如何做好建筑
节能已越来越引起国内房产公司的重视，但真正意
阶段，尤其能达到国家绿色三星设计标识要求的建 筑屈指可数。对会所这种带游泳池等综合设施的商 业性建筑，国内目前尚没有一个其能源系统节能设
义上做到高节能要求的绿色建筑国内还处在起步 计符合国家绿色三星设计要求。瑞仕华庭会所则整
该设计包括建筑物室内空调及新风、游泳池池 水加热、餐馆和淋浴用生活热水以及系统自动控制 等内容。
2 系统冷/热负荷 2.1 室内空调冷、热负荷
1）室内设计参数（见表 1）
表 1 室内设计参数
夏季
建筑类别 温度 相对湿度
（℃） （%）
餐厅
24- 27 55- 65
健身房 26- 28
65
游泳池大厅 27- 29 ≯75
上海节能
43 SHANGHAI ENERGY CONSERVATION 2011 年 第 6 期
S hanghai Energy Conservation 上海节能
节能工程
主机全热回收装置免费提供。
该三集一体机同特灵热泵机组共用地下埋管
3）春秋季：会所所需的热负荷由游泳池水加热 系统，同时带有热回收功能，集空调、除湿、泳池加
2）热泵机组的运行方案 热泵机组的具体运行方案如下： （1）夏季制冷工况：开启型号为 RTWD060HE 热泵机组和型号为 VeP-060-E 三集一体机作为 建筑物空调的冷源，对建筑物进行制冷，同时开启 该台热泵机组热回收装置来制取生活热水（免费）， 则两台机组的装机制冷量为 332.3kW （263kW + 96.3kW），满足设计要求。 （2）春秋季：此时建筑只有泳池大厅需要供暖， 开启型号为 VeP-060-E 三集一体机提供泳池大 厅采暖和泳池保温，由型号为 RTWD060HE 热泵 机组热回收装置制取卫生热水。 （3）冬季供暖工况：开启型号为 RTWD060HE 热泵机组和型号为 VeP-060-E 三集一体机作为建 筑供暖和泳池保温的热源，热回收装置制取卫生用 热。两台机组的装机制热量为 385.9kW（259kW + 126.9kW），小于设计负荷 400.73kW，但卫生热水系 统有太阳能系统预热，所以可以满足设计要求。 （4） 泳池初始加温：将 560m3 水从 5℃加热 27℃所需热量为: Qd =mc △t =560 ×4.187 ×1000 ×(27 -5) = 51583840kJ 考虑加热系统热损为 20%，加热时间为 48h， 加热功率为： Qd' =51583840（/ 1 -0.2）/48 =1343329kJ/h = 373kW 按以上运行方案，热泵机组一机多用，灵活多 变的组合既能够满足不同工况的需求，又最大限度 地减少了运行费用。 3.3 冷热源系统—— —地下垂直埋管热交换系统 1）埋管形式 地源热泵的地下埋管形式有竖直埋管和水平 埋管两种形式，本工程中，采用竖直埋管中的单 U （φ32×3.0）型管。采用制作成型的单 U 型管，可节
保温负荷 64.25kW、游泳池大
厅供暖 67kW 和淋浴热水负荷 122kW 组 成 ， 总 负 荷 为 253.25kW。
表 3 水源螺杆热泵机组性能参数
冷负荷 设备型号 台数
(kW) RTWD60HE 2 236
耗电功率 （kW）
45.1
制冷 COP 5.23
热负荷 (kW) 259
耗电功率 （kW）
冬季
温度 相对湿度
（℃） 18- 22 16- 18 28- 30
（%） 40- 50
≯75
游 泳 池 水 温 度 ：27±1℃
2）室内空调冷、热负荷计算结果（见表 2） 按照国家绿色三星设计要求，考虑了新风冷热 负荷，计算得出室内空调冷、热负荷如表 2 所示。
表 2 室内空调冷热负荷
类别 会所空调 泳池大厅空调