水源熱泵制冷和采暖方案

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6三、采暖/制冷運(yùn)行費(fèi)用分析11四、結(jié)論12一、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)地表水(或介質(zhì))釋放到地下。通

2、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,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

3、低價(jià)位的運(yùn)行費(fèi)用。C.環(huán)境效益顯著。D.一機(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3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。如果采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120元130元(天津市人民政府規(guī)定)。夏季采用水冷式冷水中空調(diào)

4、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）、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）、天津聯(lián)盟里小區(qū)（26,000）、唐山公安局指揮中心（20,000）、天津三達(dá)大酒樓（9,000）、天津明都物資交易中心（10,000）、天津全盈制衣有限公司辦公樓（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

5、 m2，。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/ m2，熱負(fù)荷為80 W/ m2。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)盤管或考慮高靜壓風(fēng)機(jī)盤管。2、冷負(fù)荷990KW，選擇克萊門特螺桿水源熱泵機(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，單機(jī)制冷時(shí)冷卻水流量44.7

6、 m3/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 2002機(jī)組 （制冷量489KW） （制冷量792KW） 系統(tǒng)回水 蒸發(fā)器 蒸發(fā)器 系統(tǒng)供水冷凝器 冷凝器 儲(chǔ)熱箱 1號(hào)井 2號(hào)井 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

7、，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lkW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 m3/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518.2KW。 2002機(jī)組 （制熱量1011KW） 洗浴1201機(jī)組 系統(tǒng)回水 冷凝器 系統(tǒng)供水 3號(hào)井 蒸發(fā)器 冷凝器 蒸發(fā)器 2號(hào)井 1號(hào)井儲(chǔ)熱箱

8、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。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

9、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190197.57.5粉砂合計(jì)39.5 4、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”，選用克萊門特水源熱泵PSRHH2002螺桿機(jī)組1臺(tái)。造價(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)

10、、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)盤管： FP8300臺(tái)，合計(jì) 43萬(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)房其它輔助設(shè)備 合計(jì)6455萬(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

11、及閥門：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)； 13um×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：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 8M3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l 總投資合計(jì): 348.55萬(wàn)元投資結(jié)構(gòu)：井：18

12、.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×187.9KW×20小時(shí)×120天×0.5（運(yùn)行系數(shù)）= 135288元輔助設(shè)備電費(fèi)：135288元×0.25 = 33822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÷11000 =15.37元/11000平方米制冷運(yùn)行費(fèi)用及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指

13、標(biāo)（電價(jià)0.6元/KW/H）:機(jī)組：0.6元/KW/h×139.4KW×20小時(shí)×120天×0.5 = 100368元輔助設(shè)備電費(fèi)：100368元×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÷11000 = 11.40元/全年采暖/制冷運(yùn)行費(fèi)用合計(jì)：135288元100386元= 235674元洗浴熱水機(jī)組運(yùn)行費(fèi)用：機(jī)組：0.6元/KW/h×111.3KW×24小時(shí)×1天×0.5 = 801.36元/天輔助設(shè)備電

14、費(fèi)：801.36元×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

15、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)保障意大利克萊門特設(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。（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，雙方代表應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量性能確認(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