风冷热泵与水源热泵制冷供暖方案比较

风冷热泵与水源热泵制冷供暖方案比较一、项目概况北京某办公楼位于城南，该办公楼为改造项目，地上五层，地下一层，总建筑面积约8000平米。需解决夏季空调制冷，冬季供暖问题，全年保持室温在18℃-25℃。二、制冷供暖解决方案1、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。2、水源热泵方案该方案要求在建筑物附近打三口井，井深80-100米，一口抽水，出水量为100M3/h，两口井回灌，保持地下水资源稳定，利用井水作为冷热源，水源热泵机组夏季制冷，冬季供暖满足办公楼要求。三、负荷计算及机组1.设计依据、范围及原则本方案包含某办公楼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。2.空调冷热负荷计算考虑到该建筑主要为办公室，根据国家标准单位建筑面积制冷负荷选取100W/M2,建筑总冷负荷约为800KW。单位建筑面积供暖热负荷选取60W/M2,建筑总热负荷约为480KW。3.机组设备选型及技术参数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。风冷热泵机组设计装机容量为835.2KW，配置风冷热泵机组MTD-80SH叁台。水源热泵机组设计装机容量为930KW，配置水源热泵机组MSRB80壹台。表一机组选型项目风冷热泵水源热泵设备名称风冷冷（热）水机组水源热泵机组设备型号MTD-80SHMSRB80数量3台1台单台制冷量278.4KW930KW单台制热量304KW1116KW总制冷量835.2KW930KW总制热量912KW1116KW总耗电量262.2KW178.8KW单台外形尺寸长4320mm3640mm宽2110mm1300mm高2130mm2200mm表中机组的设计装机容量基本满足大楼的需求。4．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480KW的辅助电加热设备，解决在严寒情况下供暖问题。5．水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，把井水与机组隔离。四、风冷热泵机组与水源热泵机组的特点1、风冷热泵机组的特点（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。（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。（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）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。（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。2、水源热泵的特点水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。由于水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：（1）环保效益显著水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。（2）高效节能水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，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。（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）一机多用，应用范围广水源热泵系统可供暖、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。（5）自动运行水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。当然，水源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。⑴可利用的水源条件限制水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水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中，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水源热泵的限制条件。对开式系统，水源要求必须满足一定的温度、水量和清洁度。⑵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。⑶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，水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，水源热泵的投资经济性会有所不同。五、制冷供暖设备工程初投资表二初投资表（万元）项目风冷热泵水源热泵机组设备100100辅助电加热设备30/打井/40施工费用120120总计250260单位造价321.5元/平米325元/平米六、制冷供暖运行费用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：风冷热泵方案0.57元×262.2KW×10小时×120天×0.7=125541元125541元÷8000米2=15.7元/米2水源热泵方案0.57元×178.8KW×10小时×120天×0.7=85609.44元85609.44元÷8000米2=10.7元/米22、冬季供暖大约120天左右,每天运行20小时，机组运行系数为0.7，每度电按0.57元计算：风冷热泵方案风冷热泵费用0.57元×120KW×20小时×100天×0.7=95760元辅助电加热费用0.57元×480KW×20小时×20天=109440元合计：95760元+109440元=205200元205200元÷8000米=25.7元/米2水源热泵方案0.57元×120KW×20小时×120天×0.7=114912元114912元÷8000米2=14.36元/米23、单位面积季度运行费用比较表三单位面积费用表（元/平米）项目风冷热泵水源热泵夏季15.710.7冬季25.714.36