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1、低温风冷热泵、水冷螺杆、水源热泵、地源热泵中央空调方案对比清华同方人工环境有限公司2007年9月30日一、 项目概述本工程建筑总面积约10000m2，建筑功能为公共建筑。二、 设计条件：1. 依据规范和图纸采暖通风与空气调节设计规范 (GB50019-2003)2. 室外气象参数：天津市位置：北纬3908东径11628，海拔3.3米。夏季大气压力：1004.8hpa冬季大气压力：1026.6hpa夏季室外通风计算干球温度： 29夏季室外空调计算干球温度：33.4夏季室外空调计算湿球温度：26.9冬季室外空调计算干球温度：-11冬季室外采暖计算干球温度： -9冬季室外平均风速:2.8M/S夏季室
2、外平均风速:1.9M/S3. 室内设计参数：名称冬季室温夏季室温相对湿度（夏）相对湿度（冬）新风量备注办公202555%35%30m3/h人三、 负荷分析天津属于冬冷夏热地区，夏季需要设置冷源，满足空调房间的需要；冬季建筑需要提供热源供热要设置合理的空调方案，首先需要对天津的气候条件进行了解，根据实际的气象条件，选择合理、高效的空调冷、热源方案。图中显示，夏季最高温度在35以下，冬季最低温度在-12以上，完全适于空气源热泵的运行。以上两个图表进一步印证了关于空气源热泵在本项目使用中的优势。四、 冷热负荷估算值功能面积 m2冷指标w/m2冷负荷 KW热指标w/m2热负荷 KW办公10000 10
3、0 1000 80 800 五、 空调主机方案比较以下分别从主机特点、初投资、运行费用、系统维护等方面对多种可选方案进行比较，以期选择最佳方案，确定性价比最高的系统形式。目前市场上比较成熟的冷热源系统解决方案无外乎以下几种：1. 冷源：A 水冷制冷机组（螺杆机组）；B 低温空气源冷水机组；C 水源制冷系统；D 地源制冷系统；2. 热源：A 市政热网；B 自建锅炉房；C 空气源热泵系统；D 水源热泵系统；E 地源热泵系统；以上诸多系统，在投资、运行费用以及系统维护等方面存在着很大的差别。为了能满足冬夏两季的应用，我们把以上各种方式组合成四种合理方案：u 方案一：低温风冷热泵中央空调系统方案；u
4、方案二：水冷机组+集中市政热网方案；u 方案三：水源热泵中央空调系统方案；u 方案四：地源热泵中央空调系统方案；下面对这四种方案分别进行详细分析，比较其各方面的优缺点：* 比较原则： 初投资均为各系统标准报价； 电费统一为0.64元/度； 气费统一为2.4元/Nm3； 运行时间一致。方案一：低温风冷热泵中央空调系统1. 机组特点 系统方面：风冷机与空气进行换热，不使用冷却水系统，省去了冷却塔、水泵及相应的管道，给设计和施工人员都提供了便利。 场地要求：风冷机组必须放置在屋顶或其他开放的大气环境中，不会占用宝贵的建筑面积，节省机房投资，并将噪音源由室内移到室外。 运行及管理：机组的运行方面，不需
5、设置专门的运行人员，而且风冷机组大多采用多机头设计，能量调节十分方便，尤其在非满负荷运行的情况下，其节能效果十分明显。 节能环保：从空气中提取能量，消耗少量电能，就可实现冷暖，最大限度节约一次性能源。机组运行时无任何排放及污染，绿色环保。 初投资：机组的初投资方面，相同制冷量的风冷机组价格比水冷机组高30%左右。但从整个系统角度来讲，由于水冷机组系统需要配备冷却塔、冷却水循环泵和管路系统等，所以风冷机组系统与水冷系统的设备投资相差不多。2. 主要设备选型如下序号设备名称规格型号设备参数数量单位备注1低温风冷热泵FS-S-R-D-1000QL=970kw QR=810kwNL=340kw NR=
6、348kw1台清华同方2空调水循环泵DFG200-315/4/30G=200t/h H=32m N=30kw2台一用一备3. 运行费用分析根据负荷分布分析法，运行费用如下表计算：设备名称运行季节设备总功率（kw） 运行时间（天）运行时间（小时/天）时间百分数负荷百分数用电量（kwh） 总用电量（kwh) 运行费用（元）主机冬季34090104080156672264384211507.2205048960403058752夏季34890104080120268.8202953.6162362.88205037584403045100.8水泵冬季3012010100803456034560276
7、48夏季30901010080259202592020736冬季总运行费用（万元）19. 9单位面积运行费用（元/m2）19.9夏季总运行费用（万元）15.27单位面积运行费用（元/m2）15.27全年总运行费用（万元）35单位面积运行费用（元/m2）35 4. 初投资分析 序号 设备名称 规格型号 单价（万元） 数量 合计（万元） 1低温风冷热泵FS-S-R-D-10001251125 2 空调机房系统造价40140 7末端工程造价1100.0 8总投资265方案二：水冷机组集中供热冷热源方案本方案主机选用水冷机组提供7-12的冷冻水，承担夏季冷负荷，冬季采用市政热网通过板换换热提供60-5
8、5的空调热水，承担冬季热负荷。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。1. 主要设备选型设备名称规格型号主要参数数量单位备注水冷机组SLSB11
9、00制冷量：1093KW功率：226KW1台空调循环水泵DFG200-315/4/30G=200t/h H=32m N=30kw2台一用一备冷却水循环泵DFG200-315（11）B/4/30流量：246m3/h,扬程：24m, 功率：30KW2台一用一备2. 运行费用分析设备名称运行季节设备总功率（kw） 运行时间（天）运行时间（小时/天）时间百分数负荷百分数用电/燃气量kwh（Nm3/h） 总用电量（kwh) 运行费用（元）主机夏季2269010408078105.6131803.2105442.56205024408403029289.6水泵冬季夏季6090101009058320583
10、2046656市政热网冬季26元/平米260000 冬季总运行费用（万元）26单位面积运行费用（元/m2）26夏季总运行费用（万元）12.6单位面积运行费用（元/m2）12.6全年总运行费用（万元）34.2单位面积运行费用（元/m2）34.23. 初投资分析 序号 设备名称 规格型号 单价 （万元） 数量 合计（万元） 1冷水机组SLSB1100581台58 2 空调机房造价403市政接口费120元/m210000平米120 4末端工程造价100.0 5总投资318由于天津市市政热网接口费高的现状，本方案初投资较高，单位建筑面积采暖费也较高，造成冬季运行费用高。方案三：水源热泵中央空调方案主机
11、采用水源热泵机组，夏季提供7-12的冷水，承担夏季冷负荷并提供生活热水；冬季提供50-45的热水，承担冬季热负荷。1. 水源热泵机组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
12、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3040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
13、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。 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。 水层的地理结构
