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 / 制冷運行費用分析 8四、結論 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)機組或用風冷民用家用小型空調(diào)。水源熱泵是一種利用地下淺層地熱資源， 既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。 該系統(tǒng)通過輸入少 量高品位的電能，實現(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 "出來提高溫度后，供給室內(nèi)采暖 ;夏季把室內(nèi)的熱量取出來，通過地表

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， 制冷時其運行費用為普通中央空調(diào)的 5060%，與 風冷民用家用小型空調(diào)相比，制冷時節(jié)約運行費用 6070% 。水源熱泵作為一種被國家計委、 國家科委、 建設部列入 “十

3、 一五”規(guī)劃的新技術，它有如下特點 :A. 屬于可再生能源。B. 高效節(jié)能及低價位的運行費用。C. 環(huán)境效益顯著。D機多用，即可以采暖，又可以制冷，還可以全天提供生活用熱水，省去了采暖設施及生活熱水系 統(tǒng)的投資。在諸多的熱泵機組品牌中意大利克萊門特機組， 由于擁有獨特的蒸發(fā)器專利技術， 其效率比世界任何 廠家生產(chǎn)的同類型最好的機組高出 11%以上，降低了運行費用。意大利克萊門特水源熱泵， 由于具有獨特的系統(tǒng)控制技術及壓縮機生產(chǎn)技術， 是目前唯一擁有能夠一 次性將3C以上可利用溫度，由機組蒸發(fā)器全部提取，減少了機組對井水流量的需求，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)機組（單冷機組）進行制冷，其投資與水源熱泵機組的投資相當。如果采用水源泵機組，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目（包括水源系統(tǒng)、機房、末端、管網(wǎng)和控制系統(tǒng)調(diào)試）有：天津農(nóng)場局辦公樓采暖/制冷工程（8,500怦）、天津技術監(jiān)督局產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所工程（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 機組,。設計總冷負荷為 990KW ,總熱負荷為880KW。單位建筑面積 冷負荷為90W/ m 2，熱負荷為 80 W/ m 2。1、 水源系統(tǒng)和熱泵系統(tǒng)（輔助設備）選型依據(jù)“一機、一井、一泵；機組制冷/制熱量，依據(jù)制冷優(yōu)先的原則進行選擇。為了減少一次性投資和經(jīng)常性運行費用，建議新風系統(tǒng)采用全熱交換器與風機盤管組合，可以減少冷/熱負荷20% ;考慮到局部大廳高度對采暖不利，建議安裝形式為落地式風機盤 管或考慮高靜壓風機盤管。2、 冷負荷990KW，選擇克萊門特螺桿水源熱泵

6、機組PSRHH2002機組2臺，單機機組制冷量792.9KW/臺，輸入功率139.4KW。冷凝器釋放熱量溫差16 C,單機制冷時冷卻水流量 44.7 m （制冷量792KW）/h ;洗浴機組 PSRHH1201機組夏季由系統(tǒng)提取熱量，可為系統(tǒng)制冷貢獻冷量489KW，總制冷量達到 1281KW，因此，制冷量已經(jīng)超過設計要求。洗浴1201機組（制冷量489KW）系統(tǒng)回水蒸發(fā)器:發(fā)器系統(tǒng)供水冷凝器嚴凝器一J 11V1 號井 2 號井儲熱箱制冷工況機組水系統(tǒng)流程圖1.制熱工況根據(jù)計算該建筑總熱負荷為 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 地熱資源，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)通過輸入少量高品位的電能，實現(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"出來提高溫度后，供給室內(nèi)采暖 ；夏季把室內(nèi)的熱量取出來，通過地表水（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，輸入功率為187.9KW，單臺機組滿負荷需要的熱源水流量為50.6 m 3/h。2、洗浴負荷根據(jù)項目規(guī)模計算，制熱工況滿負荷熱源水流量37.2 m3/h。因此，需要配備PSRHH1201機組1臺, 制冷量489KW，制熱量518

8、.2KW。機組2002（制熱量1011KW3號井冷凝器儲熱箱洗浴1201機組冷凝器蒸發(fā)器1號井4號井制熱工況機組水系統(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、細砂為主，地下水資源豐富，200米以下含水層共 4個，實探井（北京天竺宏遠倉儲有限公司院內(nèi)）靜水位 43.1米，動水位51米，涌水量為50 m3/h，水溫17 C。該地區(qū)地下水流動性差，具有較好的儲能性，如果根據(jù) 含水層的滲透系數(shù)計算合理井距，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，大大提高了機組效率。同

9、時，還可以減少提水量和回灌量，降低運行費用。根據(jù) 機組對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)構成見下表:深度（米）厚度（米）含水層地質(zhì)構成11012818中砂1441528細砂1661726細砂190 197.57.5粉砂合計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. 補水系統(tǒng)采用恒壓變頻;D. 控制為機組鍵盤優(yōu)先或計算機遠程通訊方式;5、投資: 機組投資：合計133萬元。本方案依據(jù) “一機，一井，一泵、制冷優(yōu)先、 對井互 灌/采的原則”，選用克萊門特水源熱泵 PSRHH2002 螺桿機組 1 臺。造

10、價： 71 萬元 /臺。運費、安裝費、調(diào)試費、保修費15 萬元洗浴熱水系統(tǒng)采用 PSRHH1201 螺桿機組 1 臺，造價 39萬元 /臺，運費、安裝費、調(diào)試費、保修費8 萬元。 末端設備投資：合計 74萬元。A、風機盤管：FP8 300 臺，合計 4 3萬元（包括安裝費）B、進出風口 5萬元。C全熱交換器選用日本松下 01KZDY2NA，新風量為7801000 m3/h/臺，系統(tǒng)共需要8臺，全熱交換器投資 18萬元D、風管及風口（包括安裝費） 8萬元 冷熱源用水井合計64萬元。滿足系統(tǒng)冷熱負荷，需打 2對4眼水井，造價為 800元/米。 井管網(wǎng)及末端管網(wǎng)（材料及安裝費）：合計13萬元 機房其

11、它輔助設備合計 64 55萬元A 末端輔助設備： 18KW 低噪音循環(huán)泵 2臺， 3KW 恒壓補水泵 2臺， 3KW恒壓補水泵變頻柜 1臺；共計 4.6萬元。B 熱水管網(wǎng)、管網(wǎng)保溫、管件及閥門： 5.5 萬元C水源輔助設備：井40KW潛水泵4臺，40KW溫差變頻柜2臺；13umX 60 m3/h精密井水過濾器2臺；共計16萬元。D.管件及閥門：4萬元。E主機輔助設備：水路切換裝置，集（分）水器，蒸發(fā)器及冷凝器入口過濾器，壓力、流量、溫度傳感器和變送器（包括安裝調(diào)試）；共計 5 萬元。F 洗浴設備： 17.5 萬元。G 8M 3保溫儲熱水箱 3 臺： 6萬元H 3KW補水泵2臺；3KW熱池循環(huán)泵

12、2臺；3KW洗浴噴頭循環(huán)泵4臺（包括客房2臺）；1201機組5KW 循環(huán)泵 2臺； 3.6萬元J 3KW變頻器3臺；5KW變頻器1臺：2.4萬元總投資合計 : 348.55 萬元投資結構：井： 18.36%制冷 /采暖機組： 38.16%新風系統(tǒng)： 8.9%熱水洗浴系統(tǒng)： 20.41%末端管網(wǎng)、電控設備及輔助設備： 14.17%三、采暖 /制冷運行費用分析11000平方米采暖運行費用及經(jīng)濟技術指標（電價0.6元/KW/H ）: 機組：0.6元 /KW/h X 187.9KW X 20小時X 120 天 X 0.5 （運行系數(shù)）=135288 元 輔助設備電費：135288元X 0.25 = 3

13、3822元 合計采暖費用 : 135288 元33822元= 169110 元 全年每平方米采暖費用 ：169110元十11000 m2 =15.37元/m211000平方米制冷運行費用及經(jīng)濟技術指標（電價0.6元/KW/H ）: 機組：0.6元 /KW/h X 139.4KW X 20小時X 120 天 X 0.5 = 100368 元 輔助設備電費：100368元X 0.25 = 25092元 合計制冷費用 : 100368 元25092元 = 125460 元 全年每平方米制冷費用 ：125460元十11000 m2 = 11.40元加 全年采暖 /制冷運行費用合計： 135288元 1

14、00386 元= 235674 元洗浴熱水機組運行費用： 機組：0.6元 /KW/h X 111.3KW X 24小時X 1 天 X 0.5 = 801.36 元/天 輔助設備電費：801.36元X 0.25 = 200.34元 合計： 1001.7 元/天注：夏季制冷期 120天，洗浴熱水機組為空調(diào)系統(tǒng)制冷，熱水為無費用副產(chǎn)品，將不發(fā)生熱水費用。四、結論通過以上分析，使用意大利克菜門特水源熱泵采暖 /制冷，比使用燃煤鍋爐加水冷式冷水機組，節(jié)約運行費用約 30%; 大幅度減少了機組及輔助設備的投資和能耗。 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)完全置于計算機控制和監(jiān)視之下，包括對井水

15、 的提取量、回灌量、井水位、井水的進出口溫度、潛水泵電壓和電流、末端系統(tǒng)進出口溫度、壓力、 循環(huán)水流量、電費的監(jiān)視、統(tǒng)計和查詢（年/月/日）。系統(tǒng)為末端優(yōu)先的實時閉環(huán)控制，可以最大限度的減少井水的提取量、機組及輔助設備的功耗，節(jié)約運行費用。系統(tǒng)通過 RS485或RS232接口進行遠程無人值守的操作方式（ GSM ）。對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)的專家進行理論性驗證，內(nèi)容包括投資預算、井水回灌、機組運行及 運行費用等內(nèi)容，以保證用戶投資的安全性和使用的可靠性。五、售后服務和技術保障 意大利克萊門特

16、設備在中國具有完善的售后服務體系及相關的管理保障措施，整個售后服務過程將嚴格按照 ISO9001 質(zhì)量標準執(zhí)行。（ A ） 技術資料：按要求提供。雙方代表應對設備進行質(zhì)量性能確B ） 驗收條件： 供方調(diào)機完畢，設備正常運轉(zhuǎn)達到設計要求后， 認合格且在驗收報告上簽字后開始計算保修期。（C ） 保修業(yè)務：供方將提供用戶貨到24 個月或開機 12 個月的全責免費保修，保修期內(nèi)任何機組本身故障和元件損壞，均由供方負責和更換，費用由供方負擔。（D ） 保修服務：供方的維修中心將對用戶提供終身維修業(yè)務，所需要更換的部件均按成本價提供， 維修中心將建立該設備的維修保養(yǎng)檔案，定期向用戶提供咨詢服務。（E ） 響應時間：售后維修服務點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小時內(nèi)趕到現(xiàn)場