地源熱泵與風(fēng)冷熱泵制冷供暖方案比較

1、地源熱泵、水冷螺桿機(jī)組和風(fēng)冷熱泵制冷供暖方案比較1 項目概況 某一項目需解決夏季空調(diào)制冷，冬季供暖問題，全年保持室溫在18-25。2 制冷供暖解決方案2.1 地源熱泵方案該方案要求在建筑物附近打十四口井，井深80-100米，十口抽水，出水量為100m3/h，四口井回灌，保持地下水資源穩(wěn)定，利用井水作為冷熱源，地源熱泵機(jī)組夏季制冷，冬季供暖滿足辦公樓要求。2.2 水冷螺桿機(jī)組加電鍋爐方案利用水冷螺桿機(jī)組實現(xiàn)夏季夏季制冷,冬季供暖水冷螺桿機(jī)組停用，啟動電鍋爐進(jìn)行采暖。2.3 風(fēng)冷熱泵加輔助電加熱方案 利用風(fēng)冷熱泵實現(xiàn)夏季制冷，冬季供暖考慮到風(fēng)冷熱泵機(jī)組在室外溫度-8時啟動困難，需增加輔助電加熱。3

2、 負(fù)荷計算及機(jī)組3.1 設(shè)計依據(jù)、范圍及原則本方案包含本項目的空調(diào)制冷供暖系統(tǒng)，包括冷熱源、設(shè)備選型及末端系統(tǒng)方案。能夠獨立實現(xiàn)夏季制冷，冬季供暖。保證大樓的正常使用。 3.2 空調(diào)冷熱負(fù)荷計算 依據(jù)客戶需求，該項目分別對辦公室、賓館、鍋城及商場進(jìn)行獨立控制，總的制冷量為：5116 kw。3.3 機(jī)組設(shè)備選型及技術(shù)參數(shù)（對商場） 選擇方案時應(yīng)該考慮節(jié)省投資和保障該建筑正常制冷供暖要求。地源熱泵機(jī)組設(shè)計裝機(jī)容量為4680kW配置地源熱泵機(jī)組制冷量為1560kW叁臺。水冷螺桿機(jī)組設(shè)計裝機(jī)容量為4680kW，配置水冷螺桿機(jī)組制冷量為1520kW叁臺，風(fēng)冷熱泵機(jī)組設(shè)計裝機(jī)容量為4680kW，配置風(fēng)冷熱

3、泵機(jī)組制冷量為108kW肆拾肆臺。 表一 機(jī)組選型項目地源熱泵水冷螺桿機(jī)組加電鍋爐風(fēng)冷熱泵設(shè)備名稱地源熱泵機(jī)組水冷螺桿機(jī)組風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組總制冷量（kW）468045604644總制熱量(kW)5730-5074總制冷耗電量(kW)8829241410總制熱耗電量(Kw)1302-1522單臺制冷量(kW臺制熱量(kW)1910-118數(shù)量3343單臺外形尺寸 長(mm)460046902165單臺外形尺寸 寬(mm)229014401570單臺外形尺寸 高(mm)231522152060表中機(jī)組的設(shè)計裝機(jī)容量基本滿足項目的需求。3.4 地源熱泵機(jī)組對水資源要求嚴(yán)格

4、，需要井水溫度、流量穩(wěn)定。必要時，應(yīng)設(shè)置獨立換熱站，把井水與機(jī)組隔。3.5 水螺桿機(jī)組只能夏季夏季制冷工作，冬季停用起動制熱量為2800kW電鍋爐來解決采暖。3.6 風(fēng)冷熱泵機(jī)組由于存在在室外溫度-8時啟動困難，需增加功率為1600kW的輔助電加熱設(shè)備，解決在嚴(yán)寒情況下供暖問題。4 地源熱泵機(jī)組與風(fēng)冷熱泵機(jī)組的特點4.1 地源熱泵的特點地源熱泵機(jī)組以水為載體，冬季采集來自湖水、河水、地下水及地?zé)嵛菜?，甚至工業(yè)廢水、污水的低品位熱能， 借助熱泵系統(tǒng)，通過消耗部分電能，將所取得的能量供給室內(nèi)取暖；在夏季把室內(nèi)的熱量取出，釋放到水中，以達(dá)到夏季空調(diào)的目的。該機(jī)組具有設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、選擇優(yōu)良、操作簡便、安全

5、可靠等優(yōu)點。由于地源熱泵技術(shù)利用地表水作為空調(diào)機(jī)組的制冷制熱的源，所以其具有以下優(yōu)點：4.1.1環(huán)保效益顯著地源熱泵是利用了地表水作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。供熱時省去了燃煤、燃?xì)?、然油等鍋爐房系統(tǒng)，沒有燃燒過程，避免了排煙污染；供冷時省去了冷卻水塔，避免了冷卻塔的噪音及霉菌污染。不產(chǎn)生任何廢渣、廢水、廢氣和煙塵，使環(huán)境更優(yōu)美。4.1.2高效節(jié)能 地源熱泵機(jī)組可利用的水體溫度冬季為12-22，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為18-35，水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機(jī)組效率提高。據(jù)

6、美國環(huán)保署EPA估計，設(shè)計安裝良好的地源熱泵，平均來說可以節(jié)約用戶3040的供熱制冷空調(diào)的運行費用。4.1.3 運行穩(wěn)定可靠 水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。4.1.4 一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。由于余熱地源熱泵具有熱回收率高的特點，因此，經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性十分明顯。4.1.5自動運行地源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計簡單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)

7、組運行簡單可靠，維護(hù)費用低；自動控制程度高，使用壽命長可達(dá)到15年以上。4.1.6地源熱泵是一種介于中央空調(diào)和分散空調(diào)之間的優(yōu)化空調(diào)能源方式，它既具有中央空調(diào)能效高，成本低和安全、可靠等優(yōu)點，又具有分散式調(diào)節(jié)靈活、方便和便于收費等優(yōu)點，是一種適合民用建筑的采暖空調(diào)方式。4.1.7當(dāng)然，地源熱泵也不是十全十美的，其應(yīng)用也會受到制約。4.1.8可利用的水源條件限制地源熱泵理論上可以利用一切的水資源，其實在實際工程中，不同的水資源利用的成本差異是相當(dāng)大的。所以在不同的地區(qū)是否有合適的水源成為地源熱泵應(yīng)用的一個關(guān)鍵。目前的地源熱泵利用方式中，閉式系統(tǒng)一般成本較高。而開式系統(tǒng)，能否尋找到合適的水源就成為

8、使用地源熱泵的限制條件。對開式系統(tǒng)，水源要求必須滿足一定的溫度、水量和清潔度。 4.1.9水層的地理結(jié)構(gòu)的限制對于從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu)，確?？梢栽诮?jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源，同時還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件，保證用后尾水的回灌可以實現(xiàn)。4.1.10投資的經(jīng)濟(jì)性由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價格的影響，水源的基本條件的不同；一次性投資及運行費用會隨著用戶的不同而有所不同。雖然總體來說，地源熱泵的運行效率較高、費用較低。但與傳統(tǒng)的空調(diào)制冷取暖方式相比，在不同地區(qū)不同需求的條件下，地源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會有所不同。4.1.11水層的地理結(jié)構(gòu)的限制對于

9、從地下抽水回灌的使用，必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu)，確?？梢栽诮?jīng)濟(jì)條件下打井找到合適的水源，同時還應(yīng)當(dāng)考慮當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和土壤的條件，保證用后尾水的回灌可以實現(xiàn)。4.2 風(fēng)冷熱泵機(jī)組的特點4.2.1 風(fēng)冷冷（熱）水機(jī)組采用模塊化設(shè)計，完全不必設(shè)置備用機(jī)組，運行過程中電腦自動控制，調(diào)節(jié)機(jī)組的運行狀態(tài)，使輸出功率與工作環(huán)境的實際利用率相協(xié)調(diào)。4.2.2模塊化機(jī)組的可靠性高，該機(jī)組由數(shù)個模塊組成，任何模塊的臨時檢修停運都不會影響整機(jī)的正常運行，大大提高了整個空調(diào)系統(tǒng)的合理性和可靠性。4.2.3 機(jī)組可任意放置屋頂或地面，沒有機(jī)房設(shè)施和冷卻水塔系統(tǒng)，不占用有效使用面積。同時安裝施工工作大為簡便。4.2.4

10、 由于機(jī)組在運行過程中是全電腦自動控制，所以日常不需要專業(yè)技術(shù)人員管理維護(hù)。4.2.5 風(fēng)冷熱泵有不足之處，由于在室外溫度-8時啟動困難，需增加輔助電加熱。4.2.6 風(fēng)冷熱泵機(jī)組的噪聲治理，由于風(fēng)冷式熱泵機(jī)組的操作、管理及維修比較方便，具有制冷制熱的雙重功能又不需要冷卻塔，因此，應(yīng)用越來越多。但熱泵機(jī)組的噪聲易對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。4.3 水冷螺桿機(jī)組的特點水冷螺桿機(jī)組夏季空調(diào)使用時還的需要設(shè)置冷卻塔，冬季空調(diào)停用需要增設(shè)電鍋爐。5 制冷供暖設(shè)備工程初投資表二 初投資表（萬元）項目地源熱泵水冷螺桿機(jī)組加電鍋爐風(fēng)冷冷(熱)水機(jī)組主機(jī)設(shè)備195.00181.00310鍋爐-76.00-輔助電

11、加熱設(shè)備-22.00冷卻塔-35.00-打井110.00-施工費用46.0048.0035總計351.00340.00367.00注：1 以上機(jī)組設(shè)備只包括主機(jī)報價，不包括其它輔助設(shè)備。2 以上只是一個大該的估算，用戶只能提供詳細(xì)的圖紙后進(jìn)行更準(zhǔn)確的報價。6 制冷供暖運行費用6.1 夏季制冷大約120天左右,每天運行10小時，機(jī)組運行系數(shù)為0.7，每度電按0.57元計算：6.1.1地源熱泵方案：0.57元×882KW×10小時×120天×0.7=422301.60元6.1.2 水冷螺桿機(jī)組方案： 0.57元×924KW×10小時

12、15;120天×0.7= 442411.20元6.1.3風(fēng)冷熱泵方案： 0.57元×1522.2KW×10小時×120天×0.7=728829.36元6.2 冬季供暖大約120天左右,每天運行10小時，機(jī)組運行系數(shù)為0.7，每度電按0.57元計算：6.2.1地源熱泵方案：0.57元×1302KW×10小時×120天×0.7=623397.60元6.2.2 水冷螺桿機(jī)組加電鍋爐方案： 0.57元×2800KW×10小時×120天×0.7=1340640.00元6.2.3風(fēng)冷熱泵方案：風(fēng)冷熱泵費用：0.57元×1522.2KW×10小時×120天×0.7=728829.36元輔助電加熱費用0.57元×1320KW×10小時×120天×0.4=361152.00元合計：728829.36元+362252.00元=1089981.36元 6.3 季度運行費用比較表三 季度運行費用表（元）項目地源熱泵水冷螺桿機(jī)組加電鍋爐風(fēng)冷熱泵夏季422301.601340640.00728829.3冬季623397.