地源热泵与风冷热泵制冷供暖方案比较

1地源热泵、水冷螺杆机组和风冷热泵制冷供暖方案比较1项目概况某一项目需解决夏季空调制冷，冬季供暖问题，全年保持室温在18℃-25℃。2制冷供暖解决方案2.1地源热泵方案该方案要求在建筑物附近打十四口井，井深80-100米，十口抽水，出水量为100m3/h，四口井回灌，保持地下水资源稳定，利用井水作为冷热源，地源热泵机组夏季制冷，冬季供暖满足办公楼要求。2.2水冷螺杆机组加电锅炉方案利用水冷螺杆机组实现夏季夏季制冷,冬季供暖水冷螺杆机组停用，启动电锅炉进行采暖。2.3风冷热泵加辅助电加热方案利用风冷热泵实现夏季制冷，冬季供暖考虑到风冷热泵机组在室外温度-8℃时启动困难，需增加辅助电加热。3负荷计算及机组3.1设计依据、范围及原则本方案包含本项目的空调制冷供暖系统，包括冷热源、设备选型及末端系统方案。能够独立实现夏季制冷，冬季供暖。保证大楼的正常使用。3.2空调冷热负荷计算依据客户需求，该项目分别对办公室、宾馆、锅城及商场进行独立控制，总的制冷量为：5116kw。3.3机组设备选型及技术参数（对商场）选择方案时应该考虑节省投资和保障该建筑正常制冷供暖要求。地源热泵机组设计装机容量为4680kW配置地源热泵机组制冷量为1560kW叁台。水冷螺杆机组设计装机容量为4680kW，配置水冷螺杆机组制冷量为1520kW叁台，风冷热泵机组设计装机容量为4680kW，配置风冷热泵机组制冷量为108kW肆拾肆台。表一机组选型项目地源热泵水冷螺杆机组加电锅炉风冷热泵设备名称地源热泵机组水冷螺杆机组风冷冷（热）水机组总制冷量（kW）468045604644总制热量(kW)5730---5074总制冷耗电量(kW)8829241410总制热耗电量(Kw)1302---1522单台制冷量(kW)15601520108单台制热量(kW)1910---118数量3343单台外形尺寸长(mm)460046902165单台外形尺寸宽(mm)229014401570单台外形尺寸高(mm)231522152060表中机组的设计装机容量基本满足项目的需求。3.4地源热泵机组对水资源要求严格，需要井水温度、流量稳定。必要时，应设置独立换热站，把井水与机组隔。3.5水螺杆机组只能夏季夏季制冷工作，冬季停用起动制热量为2800kW电锅炉来解决采暖。3.6风冷热泵机组由于存在在室外温度-8℃时启动困难，需增加功率为1600kW的辅助电加热设备，解决在严寒情况下供暖问题。4地源热泵机组与风冷热泵机组的特点4.1地源热泵的特点地源热泵机组以水为载体，冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖；在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。由于地源热泵技术利用地表水作为空调机组的制冷制热的源，所以其具有以下优点：24.1.1环保效益显著地源热泵是利用了地表水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美。4.1.2高效节能地源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的地源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。4.1.3运行稳定可靠水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。4.1.4一机多用，应用范围广地源热泵系统可供暖、空调，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。由于余热地源热泵具有热回收率高的特点，因此，经济性、节能性十分明显。4.1.5自动运行地源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。4.1.6地源热泵是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式，它既具有中央空调能效高，成本低和安全、可靠等优点，又具有分散式调节灵活、方便和便于收费等优点，是一种适合民用建筑的采暖空调方式。4.1.7当然，地源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。4.1.8可利用的水源条件限制地源热泵理论上可以利用一切的水资源，其实在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为地源热泵应用的一个关键。目前的地源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻找到合适的水源就成为使用地源热泵的限制条件。对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。4.1.9水层的地理结构的限制对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现。4.1.10投资的经济性由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，水源的基本条件的不同；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。虽然总体来说，地源热泵的运行效率较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，地源热泵的投资经济性会有所不同。4.1.11水层的地理结构的限制对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现。4.2风冷热泵机组的特点4.2.1风冷冷（热）水机组采用模块化设计，完全不必设置备用机组，运行过程中电脑自动控制，调节机组的运行状态，使输出功率与工作环境的实际利用率相协调。4.2.2模块化机组的可靠性高，该机组由数个模块组成，任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行，大大提高了整个空调系统的合理性和可靠性。4.2.3机组可任意放置屋顶或地面，没有机房设施和冷却水塔系统，不占用有效使用面积。同时安装施工工作大为简便。4.2.4由于机组在运行过程中是全电脑自动控制，所以日常不需要专业技术人员管理维护。4.2.5风冷热泵有不足之处，由于在室外温度-8℃时启动困难，需增加辅助电加热。4.2.6风冷热泵机组的噪声治理，由于风冷式热泵机组的操作、管理及维修比较方便，具有制冷制热的双重功能又不需要冷却塔，因此，应用越来越多。但热泵机组的噪声易对周围环境产生一定的影响。4.3水冷螺杆机组的特点水冷螺杆机组夏季空调使用时还的需要设置冷却塔，冬季空调停用需要增设电锅炉。35制冷供暖设备工程初投资表二初投资表（万元）项目地源热泵水冷螺杆机组加电锅炉风冷冷(热)水机组主机设备195.00181.00310锅炉---76.00---辅助电加热设备-------22.00冷却塔---35.00---打井110.00------施工费用46.0048.0035总计351.00340.00367.00注：1以上机组设备只包括主机报价，不包括其它辅助设备。2以上只是一个大该的估算，用户只能提供详细的图纸后进行更准确的报价。6制冷供暖运行费用6.1夏季制冷大约120天左右,每天运行10小时，机组运行系数为0.7，每度电按0.57元计算：6.1.1地源热泵方案：0.57元×882KW×10小时×120天×0.7=422301.60元6.1.2水冷螺杆机组方案：0.57元×924KW×10小时×120天×0.7=442411.20元6.1.3风冷热泵方案：0.57元×1522.2KW×10小时×120天×0.7=728829.36元6.2冬季供暖大约120天左右,每天运行10小时，机组运行系数为0.7，每度电按0.57元计算：6.2.1地源热泵方案：0.57元×1302KW×10小时×120天×0.7=623397.60元6.2.2水冷螺杆机组加电锅炉方案：0.57元×2800KW×10小时×120天×0.7=1340640.00元6.2.3风冷热泵方案：风冷热泵费用：0.57元×1522.2KW×10小时×120天×0.7=728829.36元辅助电加热费用0.57元×1320KW×10小时×120天×0.4=361152.00元合计：728829.36元+362252.00元=1089981.36元6.3季度运行费用比较表三季度运行费用表（元）项目地源热泵水冷螺杆机组加电锅炉风冷热泵夏季422301.601340640.00728829.3冬季623397.601340640.001089981.36合计1045699.202681280.001818810.667小结从以上叙述可知，采用地源热泵机组方案，与其它采暖、空调方式比较，这种方式虽然初投资略高一点，但是运行费用低；地源热泵系统是一种可靠、经济、节能的采暖、空调方式。不仅如此，由于它使用清洁能源，由于它节能效果明显，节能就是环保，在有条件的地方，应积极宣传和推广。