水源熱泵制冷和采暖方案分析

1、水源熱泵采暖 / 制冷的方案目錄content一、前言 3二、方案和投資 4三、采暖 / 制冷運(yùn)行費(fèi)用分析 8四、結(jié)論 911、前言以往，辦公用房及大型建筑多為雙系統(tǒng)解決采暖和制冷，即冬季燃煤鍋爐供暖或集中供熱，夏季 制冷由水冷式冷水中央空調(diào)機(jī)組或用風(fēng)冷民用家用小型空調(diào)。水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源， 既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過(guò)輸入少 量高品位的電能，實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地表水的熱能是基本恒定的，在冬季作為熱泵供暖 的熱源和夏季作為空調(diào)的冷源，即在冬季，把地能中的熱量"取 "出來(lái)提高溫度后，供給室內(nèi)采暖 ;夏季把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，通過(guò)地表

2、水 （或介質(zhì) ）釋放到地下。通常水源熱泵消耗 lkW 的能量，用戶可以得 到 4kW 以上的熱量或冷量。與電鍋爐和燃料鍋爐供熱系統(tǒng)相比，只能將90%以上的電能或7090%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量，供用戶使用。因此，水源熱泵要比電鍋爐節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的 能量。由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為1025 C，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)4.45.4 ,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比， 效率要高出 40%左右， 制冷時(shí)其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的 5060%，與 風(fēng)冷民用家用小型空調(diào)相比，制冷時(shí)節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用 6070% 。水源熱泵作為一種被國(guó)家計(jì)委、 國(guó)家科委、 建設(shè)部列入 “十

3、 一五”規(guī)劃的新技術(shù)，它有如下特點(diǎn) :A. 屬于可再生能源。B. 高效節(jié)能及低價(jià)位的運(yùn)行費(fèi)用。C. 環(huán)境效益顯著。D機(jī)多用，即可以采暖，又可以制冷，還可以全天提供生活用熱水，省去了采暖設(shè)施及生活熱水系 統(tǒng)的投資。在諸多的熱泵機(jī)組品牌中意大利克萊門(mén)特機(jī)組， 由于擁有獨(dú)特的蒸發(fā)器專利技術(shù)， 其效率比世界任何 廠家生產(chǎn)的同類型最好的機(jī)組高出 11%以上，降低了運(yùn)行費(fèi)用。意大利克萊門(mén)特水源熱泵， 由于具有獨(dú)特的系統(tǒng)控制技術(shù)及壓縮機(jī)生產(chǎn)技術(shù)， 是目前唯一擁有能夠一 次性將3C以上可利用溫度，由機(jī)組蒸發(fā)器全部提取，減少了機(jī)組對(duì)井水流量的需求，大幅度減少打 井的一次性投資。120元130元（天津市人民如果采

4、用集中供熱作為冬季采暖的熱源，其熱源及熱管網(wǎng)費(fèi)為每建筑平米 政府規(guī)定）。夏季采用水冷式冷水中空調(diào)機(jī)組（單冷機(jī)組）進(jìn)行制冷，其投資與水源熱泵機(jī)組的投資相當(dāng)。如果采用水源泵機(jī)組，既可以采暖又可以制冷，又可以提供生活用水，工程總造價(jià)中每平方米減少了100元以上的投資。我們完成的水源熱泵項(xiàng)目（包括水源系統(tǒng)、機(jī)房、末端、管網(wǎng)和控制系統(tǒng)調(diào)試）有：天津農(nóng)場(chǎng)局辦公樓采暖/制冷工程（8,500怦）、天津技術(shù)監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所工程（15,000怦）、天津聯(lián)盟里小區(qū)（26,000怦）、唐山公安局指揮中心（20,000怦）、天津三達(dá)大酒樓（9,000怦）、天津明都物資交易 中心（10,000怦）、天津全盈制衣有

5、限公司辦公樓（廠房）、天津峰通金屬加工有限公司辦公樓（廠房）等。二、方案和投資方案： 大廈總建筑面積11000 m 002 機(jī)組,。設(shè)計(jì)總冷負(fù)荷為 990KW ,總熱負(fù)荷為880KW。單位建筑面積 冷負(fù)荷為90W/ m 2，熱負(fù)荷為 80 W/ m 2。1、 水源系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)（輔助設(shè)備）選型依據(jù)“一機(jī)、一井、一泵；機(jī)組制冷/制熱量，依據(jù)制冷優(yōu)先的原則進(jìn)行選擇。為了減少一次性投資和經(jīng)常性運(yùn)行費(fèi)用，建議新風(fēng)系統(tǒng)采用全熱交換器與風(fēng)機(jī)盤(pán)管組合，可以減少冷/熱負(fù)荷20% ;考慮到局部大廳高度對(duì)采暖不利，建議安裝形式為落地式風(fēng)機(jī)盤(pán) 管或考慮高靜壓風(fēng)機(jī)盤(pán)管。2、 冷負(fù)荷990KW，選擇克萊門(mén)特螺桿水源熱泵

6、機(jī)組PSRHH2002機(jī)組2臺(tái)，單機(jī)機(jī)組制冷量792.9KW/臺(tái)，輸入功率139.4KW。冷凝器釋放熱量溫差16 C,單機(jī)制冷時(shí)冷卻水流量 44.7 m （制冷量792KW）/h ;洗浴機(jī)組 PSRHH1201機(jī)組夏季由系統(tǒng)提取熱量，可為系統(tǒng)制冷貢獻(xiàn)冷量489KW，總制冷量達(dá)到 1281KW，因此，制冷量已經(jīng)超過(guò)設(shè)計(jì)要求。洗浴1201機(jī)組（制冷量489KW）系統(tǒng)回水蒸發(fā)器:發(fā)器系統(tǒng)供水冷凝器嚴(yán)凝器一J 11V1 號(hào)井 2 號(hào)井儲(chǔ)熱箱制冷工況機(jī)組水系統(tǒng)流程圖1.制熱工況根據(jù)計(jì)算該建筑總熱負(fù)荷為 880KW，按照蒸發(fā)器提取熱量溫差為水源熱泵是一種利用地下淺層 地?zé)豳Y源，既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空

7、調(diào)系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過(guò)輸入少量高品位的電能，實(shí)現(xiàn)低溫位 熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地表水的熱能是基本恒定的，在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季作為空調(diào)的冷源， 即在冬季，把地能中的熱量"取"出來(lái)提高溫度后，供給室內(nèi)采暖 ；夏季把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，通過(guò)地表水（或介質(zhì)）釋放到地下。通常水源熱泵消耗IkW的能量，用戶可以得到 4kW以上的熱量或冷量。為849.9KW/臺(tái)，輸入功率為187.9KW，單臺(tái)機(jī)組滿負(fù)荷需要的熱源水流量為50.6 m 3/h。2、洗浴負(fù)荷根據(jù)項(xiàng)目規(guī)模計(jì)算，制熱工況滿負(fù)荷熱源水流量37.2 m3/h。因此，需要配備PSRHH1201機(jī)組1臺(tái), 制冷量489KW，制熱量518

8、.2KW。機(jī)組2002（制熱量1011KW3號(hào)井冷凝器儲(chǔ)熱箱洗浴1201機(jī)組冷凝器蒸發(fā)器1號(hào)井4號(hào)井制熱工況機(jī)組水系統(tǒng)流程圖 3、水源條件根據(jù)北京市順義區(qū)水資源局提供水文資料表明，北京順義天竺地區(qū)含水層以中、細(xì)砂為主，地下水資源豐富，200米以下含水層共 4個(gè)，實(shí)探井（北京天竺宏遠(yuǎn)倉(cāng)儲(chǔ)有限公司院內(nèi)）靜水位 43.1米，動(dòng)水位51米，涌水量為50 m3/h，水溫17 C。該地區(qū)地下水流動(dòng)性差，具有較好的儲(chǔ)能性，如果根據(jù) 含水層的滲透系數(shù)計(jì)算合理井距，即可以冬季把提取熱量后的冷水回灌到含水層中，供夏季作為冷卻水使用；而夏季把建筑體內(nèi)的提取熱量的水回灌到含水層中，兩井互為采灌，大大提高了機(jī)組效率。同

9、時(shí)，還可以減少提水量和回灌量，降低運(yùn)行費(fèi)用。根據(jù) 機(jī)組對(duì)井水的需求量和回灌量，本工程需要打井 4眼，其中包括還水井 2眼，井深200米。地下含水層地質(zhì)構(gòu)成見(jiàn)下表:深度（米）厚度（米）含水層地質(zhì)構(gòu)成11012818中砂1441528細(xì)砂1661726細(xì)砂190 197.57.5粉砂合計(jì)39.54、控制系統(tǒng)：A. 潛水泵為溫差變頻；B. 系統(tǒng)循環(huán)泵為溫差變頻;C. 補(bǔ)水系統(tǒng)采用恒壓變頻;D. 控制為機(jī)組鍵盤(pán)優(yōu)先或計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程通訊方式;5、投資: 機(jī)組投資：合計(jì)133萬(wàn)元。本方案依據(jù) “一機(jī)，一井，一泵、制冷優(yōu)先、 對(duì)井互 灌/采的原則”，選用克萊門(mén)特水源熱泵 PSRHH2002 螺桿機(jī)組 1 臺(tái)。造

10、價(jià)： 71 萬(wàn)元 /臺(tái)。運(yùn)費(fèi)、安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、保修費(fèi)15 萬(wàn)元洗浴熱水系統(tǒng)采用 PSRHH1201 螺桿機(jī)組 1 臺(tái)，造價(jià) 39萬(wàn)元 /臺(tái)，運(yùn)費(fèi)、安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、保修費(fèi)8 萬(wàn)元。 末端設(shè)備投資：合計(jì) 74萬(wàn)元。A、風(fēng)機(jī)盤(pán)管：FP8 300 臺(tái)，合計(jì) 4 3萬(wàn)元（包括安裝費(fèi)）B、進(jìn)出風(fēng)口 5萬(wàn)元。C全熱交換器選用日本松下 01KZDY2NA，新風(fēng)量為7801000 m3/h/臺(tái)，系統(tǒng)共需要8臺(tái)，全熱交換器投資 18萬(wàn)元D、風(fēng)管及風(fēng)口（包括安裝費(fèi)） 8萬(wàn)元 冷熱源用水井合計(jì)64萬(wàn)元。滿足系統(tǒng)冷熱負(fù)荷，需打 2對(duì)4眼水井，造價(jià)為 800元/米。 井管網(wǎng)及末端管網(wǎng)（材料及安裝費(fèi)）：合計(jì)13萬(wàn)元 機(jī)房其

11、它輔助設(shè)備合計(jì) 64 55萬(wàn)元A 末端輔助設(shè)備： 18KW 低噪音循環(huán)泵 2臺(tái)， 3KW 恒壓補(bǔ)水泵 2臺(tái)， 3KW恒壓補(bǔ)水泵變頻柜 1臺(tái)；共計(jì) 4.6萬(wàn)元。B 熱水管網(wǎng)、管網(wǎng)保溫、管件及閥門(mén)： 5.5 萬(wàn)元C水源輔助設(shè)備：井40KW潛水泵4臺(tái)，40KW溫差變頻柜2臺(tái)；13umX 60 m3/h精密井水過(guò)濾器2臺(tái)；共計(jì)16萬(wàn)元。D.管件及閥門(mén)：4萬(wàn)元。E主機(jī)輔助設(shè)備：水路切換裝置，集（分）水器，蒸發(fā)器及冷凝器入口過(guò)濾器，壓力、流量、溫度傳感器和變送器（包括安裝調(diào)試）；共計(jì) 5 萬(wàn)元。F 洗浴設(shè)備： 17.5 萬(wàn)元。G 8M 3保溫儲(chǔ)熱水箱 3 臺(tái)： 6萬(wàn)元H 3KW補(bǔ)水泵2臺(tái)；3KW熱池循環(huán)泵

12、2臺(tái)；3KW洗浴噴頭循環(huán)泵4臺(tái)（包括客房2臺(tái)）；1201機(jī)組5KW 循環(huán)泵 2臺(tái)； 3.6萬(wàn)元J 3KW變頻器3臺(tái)；5KW變頻器1臺(tái)：2.4萬(wàn)元總投資合計(jì) : 348.55 萬(wàn)元投資結(jié)構(gòu)：井： 18.36%制冷 /采暖機(jī)組： 38.16%新風(fēng)系統(tǒng)： 8.9%熱水洗浴系統(tǒng)： 20.41%末端管網(wǎng)、電控設(shè)備及輔助設(shè)備： 14.17%三、采暖 /制冷運(yùn)行費(fèi)用分析11000平方米采暖運(yùn)行費(fèi)用及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（電價(jià)0.6元/KW/H ）: 機(jī)組：0.6元 /KW/h X 187.9KW X 20小時(shí)X 120 天 X 0.5 （運(yùn)行系數(shù)）=135288 元 輔助設(shè)備電費(fèi)：135288元X 0.25 = 3

13、3822元 合計(jì)采暖費(fèi)用 : 135288 元33822元= 169110 元 全年每平方米采暖費(fèi)用 ：169110元十11000 m2 =15.37元/m211000平方米制冷運(yùn)行費(fèi)用及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)（電價(jià)0.6元/KW/H ）: 機(jī)組：0.6元 /KW/h X 139.4KW X 20小時(shí)X 120 天 X 0.5 = 100368 元 輔助設(shè)備電費(fèi)：100368元X 0.25 = 25092元 合計(jì)制冷費(fèi)用 : 100368 元25092元 = 125460 元 全年每平方米制冷費(fèi)用 ：125460元十11000 m2 = 11.40元加 全年采暖 /制冷運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)： 135288元 1

14、00386 元= 235674 元洗浴熱水機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用： 機(jī)組：0.6元 /KW/h X 111.3KW X 24小時(shí)X 1 天 X 0.5 = 801.36 元/天 輔助設(shè)備電費(fèi)：801.36元X 0.25 = 200.34元 合計(jì)： 1001.7 元/天注：夏季制冷期 120天，洗浴熱水機(jī)組為空調(diào)系統(tǒng)制冷，熱水為無(wú)費(fèi)用副產(chǎn)品，將不發(fā)生熱水費(fèi)用。四、結(jié)論通過(guò)以上分析，使用意大利克菜門(mén)特水源熱泵采暖 /制冷，比使用燃煤鍋爐加水冷式冷水機(jī)組，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用約 30%; 大幅度減少了機(jī)組及輔助設(shè)備的投資和能耗。 水源熱泵控制系統(tǒng)，將水源系統(tǒng)、熱泵系統(tǒng)及末端系統(tǒng)完全置于計(jì)算機(jī)控制和監(jiān)視之下，包括對(duì)井水

15、 的提取量、回灌量、井水位、井水的進(jìn)出口溫度、潛水泵電壓和電流、末端系統(tǒng)進(jìn)出口溫度、壓力、 循環(huán)水流量、電費(fèi)的監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)和查詢（年/月/日）。系統(tǒng)為末端優(yōu)先的實(shí)時(shí)閉環(huán)控制，可以最大限度的減少井水的提取量、機(jī)組及輔助設(shè)備的功耗，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。系統(tǒng)通過(guò) RS485或RS232接口進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)人值守的操作方式（ GSM ）。對(duì)管井的使用壽命和回灌能力， 我們向用戶提供 20年的保用期。 在項(xiàng)目方案確定前， 可以由甲方委托 或組織暖通、制冷、水利、地質(zhì)的專家進(jìn)行理論性驗(yàn)證，內(nèi)容包括投資預(yù)算、井水回灌、機(jī)組運(yùn)行及 運(yùn)行費(fèi)用等內(nèi)容，以保證用戶投資的安全性和使用的可靠性。五、售后服務(wù)和技術(shù)保障 意大利克萊門(mén)特

16、設(shè)備在中國(guó)具有完善的售后服務(wù)體系及相關(guān)的管理保障措施，整個(gè)售后服務(wù)過(guò)程將嚴(yán)格按照 ISO9001 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。（ A ） 技術(shù)資料：按要求提供。雙方代表應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量性能確B ） 驗(yàn)收條件： 供方調(diào)機(jī)完畢，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到設(shè)計(jì)要求后， 認(rèn)合格且在驗(yàn)收?qǐng)?bào)告上簽字后開(kāi)始計(jì)算保修期。（C ） 保修業(yè)務(wù)：供方將提供用戶貨到24 個(gè)月或開(kāi)機(jī) 12 個(gè)月的全責(zé)免費(fèi)保修，保修期內(nèi)任何機(jī)組本身故障和元件損壞，均由供方負(fù)責(zé)和更換，費(fèi)用由供方負(fù)擔(dān)。（D ） 保修服務(wù)：供方的維修中心將對(duì)用戶提供終身維修業(yè)務(wù)，所需要更換的部件均按成本價(jià)提供， 維修中心將建立該設(shè)備的維修保養(yǎng)檔案，定期向用戶提供咨詢服務(wù)。（E ） 響應(yīng)時(shí)間：售后維修服務(wù)點(diǎn)備有充足的備品備件，接到用戶保修電話，供方維修工程師將在3小時(shí)內(nèi)趕到現(xiàn)場(chǎng)