清华同方空调地源热泵方案书1.docx
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清华同方空调地源热泵方案书1
中央空调方案系统对比介绍
目录
一、水源中央空调机组与其他类型空调机组的介绍
————1页
二、水源热泵与其他类型空调性能对比分析列表
————7页
三、水源热泵与其他类型空调主机设备技术特点比较列表————8页
四、水源热泵与其他类型空调系统一次能源利用率比较列表————9页
五、水源热泵中央空调系统与空气源中央空调系统技术比较 ————10页
六、水源热泵与其他类型空调系统运行费用比较
————13页
空调方案系统对比
一、水源中央空调机组与其他类型空调机组的介绍：
1、水源（地能）热泵机组
水源（地能）热泵技术是利用地球表面浅层水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源,并采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术.
地球表面浅层水源如深度在1000米以内的地下水,地表的河流和湖泊和海洋中,吸收了太阳进入地球的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。
水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中,由于水源温度低,所以可高效地带走热量,而冬季,则从水源中提取能量,由热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。
水源热泵根据对水源的利用方式不同，分为闭式系统和开式系统两种，闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热套管，该组套管一般水平或垂直埋于地下或湖水海水中，通过与土壤或海水换热来实现能量转移。
（其中埋于土壤中的系统又称土壤源热泵，埋于海水中的系统又称海水源热泵）。
开式系统是指从地下抽水或地表抽水后经过换热器直接排放的系统。
a、场地要求：
水源热泵机组一般安装在空调机房内，多数在地下室或其它设备层内，需一定空间的机房面积，通常是设备占地面积的2～3倍，以便安装及操作机组，以及各泵站及相关管路占地。
b、辅助设备：
水源热泵机组的运行要求有较大的水流量和一定的进水温度，需打一定数量的出水井和回水井，应匹配潜水泵、除沙过滤器、循环泵、电子水处理仪、定压补水箱、除污器等辅助设备。
出水井的出水流量必须满足空调设计的水流量和相应的出水温度。
c、机组管理及维护：
水源热泵机组为全电脑控制，可靠性高，控制方式先进，操作方便、灵活，故障率低，且由于配套设备比较简单，相应管理及维护工作量较小，无须专业人员进行操作，使用单位只需1～2人进行日常操作及养护。
d、电耗：
水源热泵机组采用地表水作为冷（热）源，因为地表水的水温一年四季比较恒定，但不同纬度地区的恒温带深度不同，常年水温在10～22℃，都能满足冬夏两季的空调运行要求，因此该机组耗电量低。
2、风冷热泵机组
风冷热泵机组是以氟里昂R22为工质，通过表冷器与室外空气进行热量交换（冬季吸热、夏季放热），达到使冷冻水升温（冬季）或降温（夏季）的目的，从而满足用户对室内空气调节的要求。
a、场地要求：
风冷热泵机组一般安装在建筑物的屋顶或室外的地上，不需要专门的机房，不占用建筑空间。
b、辅助设备：
风冷热泵机组直接通过空气进行换热，不需冷却塔、冷却循环泵及相关管路。
冬季制热时，也无需配置锅炉。
主要辅助设备：
循环泵、定压补水箱、电子水处理器等。
c、机组管理及维护：
风冷热泵机组为全电脑控制，可靠性高，控制方式先进，操作方便、灵活，故障率低，且由于配套设备比较简单，相应管理及维护工作量较小，无须专业人员进行操作，使用单位只需1～2人进行日常操作及养护。
d、电耗：
风冷热泵机组采用电制冷或制热，满足冬夏两季的空调运行要求。
风冷热泵机组可以根据用户的实际使用情况，调节空调主机的运行数量，因此该型机组总耗电量低。
3、水冷机组
水冷机组多为大型制冷设备，多适宜大面积或超大面积的空调系统。
由冷冻水系统和冷却水系统组成，其中冷冻水系统包括冷冻水泵及冷冻水管，冷却水系统包括冷却塔、冷却泵及冷却水管。
水冷型机组有以下特点：
a、场地要求：
水冷机组均安装在空调机房内，多数在地下室或其它的设备层内，需较大空间的机房面积，通常是设备占地面积的4～5倍，以便安装及操作机组，以及各泵站及相关管路占地。
b、辅助设备：
水冷机组的运行要求有较大水量的蒸发及热交换，应匹配冷却塔、冷却泵等辅助设备。
冷却塔日消耗水量较大，占整个水系统水量的5%左右，从而必须提高补水量，年度耗水及运行费用较高。
c、机组管理及维护：
水冷机多为机械式控制，可靠性差，控制手段陈旧落后，故障率较高，且由于配套设备复杂，相应管理及维护工作量大，使用单位需提供一个空调运行班进行日常操作及养护，加之冷却塔清洁难度大，易生成军团菌，即影响蒸发量及换热效果，又易对人体造成危害，冷却水系统的处理也很麻烦。
d、电耗：
水冷机组相对风冷机组的装机容量小，但水冷机组通常均为全负荷运行，且能量调节范围较小。
4、溴化锂机组
溴化锂机组是采用吸收式制冷（热）原理，靠消耗热能使热量从低温物体向高温物体转移。
吸收式制冷（热）机组使用的工质是两种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，对于溴化锂机组而言，是以溴化锂-水溶液作为工质对，利用溴化锂沸点高及强吸水性的特点，把水作为制冷剂，溴化锂作为吸收剂，再利用吸收式制冷热）原理，从而达到制冷（热）的目的。
a、场地要求：
溴化锂机组均安装在空调机房内，多数在地下室或其它的设备层内，需较大空间的机房面积，通常是设备占地面积的5～6倍，以便安装及操作机组，以及各泵站及相关管路占地。
b、辅助设备：
溴化锂机组的运行要求有大量的热量和一定的进、回水温度，应匹配循环泵、电子水处理仪、冷却塔、冷却泵、储油罐、定压补水装置等辅助设备。
因为溴化锂机组主要是通过燃烧油类物质来获得热能，所以必须考虑主机进气与排气的管道设计安装，以及管道的防排烟、防火阀的设计等因素。
c、机组管理及维护：
溴化锂机组可用电脑控制，控制方式较先进，但该机组运行时必须处于真空状态，且溴化锂具有很强的腐蚀性，使得该机组的可靠性低，故障率较高。
由于配套设备比较复杂，相应管理及维护工作量较大，使用单位需提供一个空调运行班进行日常操作及养护。
d、电耗：
溴化锂机组主要是通过燃烧油类物质来获得热能，此时耗电量较低；若燃烧油类物质获得热能不能满足要求时，只能用电能来获得热能，此时能效比较低，耗电量将大幅增加，有时甚至会达到惊人的数字。
5、VRV系统
VRV系统俗称变频一拖多，主要是该系统的压缩机和风机采用了变频控制技术，在空调行业称之为变频率运转的冷（热）源设备系统。
所谓变频，一般是指通过半导体电子电路把公共电网供应频率为50HZ的交流电转换为所需频率的交流电。
变频空调器内设有变频电源系统，这个系统由微电脑控制器控制。
变频器控制方式是由频率可变装置控制压缩机的转数，使热泵型空调器在其能力的40%-120%左右的范围内运转，可以减少空调制冷量或制热量受环境的影响程度。
a、场地要求：
VRV系统不需要专门的空调机房，主机一般在建筑外墙上或地上，不占用室内建筑面积，但这会影响建筑的外部美观。
该系统是用氟利昂直接向室内进行换热，管道较长，又由于氟利昂极易挥发，所以对安装要求较高。
b、辅助设备：
VRV系统不需要水系统，省去了许多的辅助设备，只需循环泵、视镜等即可。
c、机组管理及维护：
VRV系统可用微电脑控制，控制方式较先进，操作比较方便、灵活，适用于面积较小的房间；对于大面积、多房间的空间，机组的管理及维护则比较复杂、烦琐，工作量较大，使用单位需提供一个空调运行班进行日常操作及养护。
d、电耗：
该系统运行时为全负荷运行，不能因室内负荷的变化来调整系统的运行，对于小面积的空调房间，节能并不明显。
二、水源热泵与其他类型空调性能对比分析列表：
表1
水源热泵机组的优点
水源热泵机组的缺点
与水冷机组对比
1、初投资小，经济耐用，机组寿命长；
2、可提供生活热水；
3、省去冷却塔、冷却泵及管路；
4、高效节能；
5、噪音低；
6、施工方便，安装快捷；
7、操作方便，维护简单。
1、需有合适的水源；
2、需一定数量的出水井和回灌井；
3、回水须满足回灌要求；
4、冬季热水出水温度较高。
与风冷机组对比
1、初投资小；
2、不受室外空气温度变化的影响；
3、冬季无须除霜；
4、能提供生活卫生热水；
5、高效节能、噪音低；
6、适用范围广。
1、需有合适的水源；
2、需一定数量的出水井和回灌井；
3、回水须满足回灌要求；
4、需占用一定的机房空间。
与溴化锂机组对比
1、初投资小；
2、经济耐用，机组寿命长；
3、室外放置，不占室内空间；
4、省去冷却塔、冷却泵及管路；
5、施工方便，安装快捷；
6、高效节能；
7、对大气没有污染；
8、噪音低；
9、操作方便，维护简单。
1、需有合适的水源；
2、需一定数量的出水井和回灌井；
3、回水须满足回灌要求；
4、冬季热水出水温度较高。
与V
R
V系统对
比
1、初投资小；
2、经济耐用，机组寿命长；
3、不影响建筑外部美观；
4、操作方便，维护简单，可靠性高；
5、高效节能；
6、噪音低；
7、适用范围广。
1、需有合适的水源；
2、需一定数量的出水井和回灌井；
3、回水须满足回灌要求；
4、需占用一定建筑面积。
三、水源热泵与其他类型空调主机设备技术特点比较列表：
表2
占用机房面积
主机寿命
水资源消耗
驱动能源
环境保护
水源中央空调主机
需冷冻站；
不占屋顶面积；
水井占地（可做地下泵房）。
15年
无
电能COP：
3.6～5.2
无矿物能源燃烧污染。
风冷热泵
无需冷冻站；占用屋顶面积。
15年
无
电能COP：
2.5～3.2
无燃烧污染；
有一定的噪音；
冬季室外温度过低时，有衰减。
溴化锂直燃机
需冷冻站；
冷却塔占用屋顶面积；
油罐占地。
10年
冷却循环水量2～5%
燃油或燃气
有燃烧污染；
有一定噪音（冷却塔）。
水冷冷水机组+燃油热水锅炉
需冷冻站及锅炉房；
冷却塔占用屋面面积；
油罐占地。
冷水机组15年；
燃油锅炉10年。
冷却循环水量2～5%
冬天：
燃油；
夏天：
电能。
有燃烧污染（冬）；
有一定噪音（夏）。
四、水源热泵与其他类型空调系统一次能源利用率比较列表：
水源热泵中央空调系统的一般性特点一——节能、高效。
节能是水源热泵中央空调的显著特点。
其一次利用率在目前常用的中央空调系统中居首位。
表3
中央空调方案
（冷、热工况）
一次能源利用率E
水源中央空调系统节能效率%
备注
冷水机组+电热锅炉
0．99
25
冷水机组ε=5
电热锅炉E=0.33
E0=（0.33*5+0.33）/22
冷水机组+燃煤锅炉
1.125
15
冷水机组ε=5
燃煤锅炉E=0.60
E0=（0.33*5+0.6）/2
冷水机组+燃油（气）锅炉
1.225
7
冷水机组ε=5
燃油（气）锅炉E=0.8
E0=（0.33*5+0.8）/2
风冷热泵
0.99
2.5
风冷热泵ε=3
E0=0.33*3
蒸汽溴化锂吸收式冷水机组+燃煤锅炉
0.57
57
溴化锂制冷机ε=0.9
煤锅炉E=0.6
E0=（0.9*0.6+0.8）/2
水源中央空调系统
1.32
——
水源中央空调ε=4
E0=0.33*4
五、水源热泵中央空调系统与燃气锅炉系统技术比较
对一个空调系统来说，如果仅仅比较空调机组的初投资，而置辅助设备于不顾，那就会失去比较的意义，正确的方法应从以下4个方面进行比较：
（1）空调机组的技术性；
（2）空调制冷设备以及所需要的辅助设备的初投资；
（3）安装、运行和维修的费用；
（4）其它因素。
1、技术比较：
表4
清华同方水源热泵
燃气锅炉
比较结论
规格
型号
3*SGHP1000A、HGHP440
BOV-2000G、
BOV-2500G
/
制热量
3500KW
5000KW
热泵机组可调节
耗电量
757KW
/
热泵机组耗电少
机组重量
4350kg、4364kg
热泵机组重量轻
机组尺寸
（长×宽×高）m
4122×1365×1550
3500×2000×1850
热泵机组尺寸较小
控制技术
进口
进口
热泵机组性能更可靠
制热能效比
4.62
热泵机组能效比高，更节能
安装
需空调机房，需厅井
需空调机房
水源热泵机组需要打井
运行稳定性
稳定
稳定
热泵机组更稳定
环保要求
无污染
有污染
热泵机组无任何污染
安全性
安全
有隐患
热泵机组安全可靠
功能
制热、制冷
只能制热
燃气锅炉功能单一
2、初投资比较列表：
表5
清华同方水源热泵
燃气锅炉
比较结论
规格
型号
3*SGHP1000A、HGHP440
BOV-2000G、
BOV-2500G
/
制热量
3500KW
5000KW
初投资（万元）
空调机组
260
92.5
初投资高179.1万元
冷却水泵
3.2
辅助设备：
20
冷冻水泵
3.6
主机安装
27.9
冷冻机房
1.2
分水器
1.5
安装费：
10
集水器
1.5
除沙器
1.2
电子水处理器
1.5
总投资
301.6
122.5
注：
1、成本投资不含电力配线与启动设备；
2、成本投资不含打井费用；
3、成本投资不含空调末端设备；
4、成本投资不含远程控制器。
3、
运行费用比较列表：
表6
清华同方水源热泵
风冷机组
比较结论
规格
型号
3*SGHP1000A、HGHP440
BOV-2000G、
BOV-2500G
/
制热量
3500KW
5000KW
年运行费用（万元）
冬季运行费用
29.5万元
127.6万元
年节约运行费用节
省98.1万元
管理费
1.0万元
1.0万
合计
30.5万元
128.6万元
注：
一、水源热泵：
1.冬季：
757KW×1.1×8×120×0.66×0.56=295455元=29.5万元
2.电费：
0.56元/度
3.冬、夏季空调运行时间均按4个月，每日8小时计算；
4.运行平均使用率0.66
二、燃气锅炉：
1.每小时耗气量（2台合计）：
499.5立方米
2.采暖期耗气费用（每小时耗气量×运行时间×单价）
499.5×8×120×2.66=1275523元＝127.6万元
3.采暖期按120天计算，锅炉按7.5T/H锅炉每天平均满负荷运行8小时计算。
另：
以上比较未计算煤气开口费。
综上比较，初投资水源热泵比燃气锅炉高179.1万元，年运行费用水源热泵比燃气锅炉低98.1万元，仅两年就可收回水源热泵高出的初投资。
故推荐清华同方水源热泵机组。
六、水源热泵与其他类型空调系统运行费用比较列表：
表7
冷水机组+
燃煤锅炉
冷水机组+燃油（气）锅炉
直燃（油气）溴吸机
风冷热泵
水源热泵
单位建筑面积全年运行费用
（元/年.平米）
13～28
30～55
40～78
17～35
12～22
综上所述，清华同方系列水源中央空调系统具有高效、节能、环保、节水、节资、舒适且冬夏两用的特点，是新世纪能源利用的最优方式之一，是理想的中央空调系统方案。
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