水源熱泵可行性研究報(bào)告(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 熱源吸收的熱量屬于可再生的能源。 空調(diào)系統(tǒng)一般應(yīng)滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求，傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源（制冷機(jī)）和熱源（鍋爐）（見表 1）。如果讓傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)在冬季以熱泵的模式運(yùn)行，則可以省去鍋爐和鍋爐房，不但節(jié)省了初投資（見表 2），而且全年僅采用電力這種清潔能源，還能大大減輕供暖造成的大氣污染問題。 水源熱泵機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，能效比可達(dá) 5~6，遠(yuǎn)大于其它同類型機(jī)組（見表 1）。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，無燃燒，無任何固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)污染物排放，是“綠色”供暖（冷）的環(huán)境系統(tǒng)工程。水源熱泵的污染物排放與電供暖相比，相當(dāng)于減少 70%以上。 表 1 水源熱泵中央空調(diào)與其它中央空調(diào)冷熱源的技術(shù)特點(diǎn)對比 方式 占地面積 設(shè)備壽 命 水耗量 驅(qū)動方式 環(huán)保 備注 水源熱泵 機(jī)房占地面積小，可設(shè)在地下室 20年 只利用地下水源的熱量采用回灌技術(shù)，不消耗水資源 電能利用系數(shù)為~ 無燃燒污染水資源與制冷劑不接觸，無水源污染，噪音低 需要一定量的水資源，維護(hù)簡單 溴化鋰吸收式直燃機(jī) 機(jī)房占地面積大，冷卻塔要占用屋頂面積，儲油設(shè)備需要占地，要求有一定的安全間距 10年 冷卻水循環(huán)量的 2%冬季供熱的排污補(bǔ)水 燃油或燃?xì)饽茉蠢孟禂?shù)為80% 有燃燒污染有一定的噪音和水霉菌污染 機(jī)房需要設(shè)置安全報(bào)警裝置 水冷機(jī) +電鍋爐 需設(shè)冷凍站和鍋爐房，冷卻塔要占用屋頂面積，電負(fù)荷較大 冷水機(jī)組 20年電鍋爐15年 冷卻水循環(huán)量的 2%冬季鍋爐的排污補(bǔ)水 電能夏季：能源利用系數(shù)為~ 冬季： 90% 無燃燒污染夏季有一定的噪音和水霉菌污染 需要設(shè)置兩套機(jī)組和人員，運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜 注：水冷冷水機(jī)組按水冷螺桿機(jī)組考慮，性能參數(shù)均摘自廠家 樣本 資料；室內(nèi)進(jìn)風(fēng)溫度 27℃ DB， ℃ W B，冷卻水進(jìn)出水溫度32℃ /37℃，冷媒水進(jìn)出水溫度 7℃ /12℃；冷卻水塔按兩臺考慮； 根據(jù)表 1 我們可以總結(jié)如下幾點(diǎn)： 從冷熱源占地面積可以看出，水源熱泵相對其它類型的中央空調(diào)系統(tǒng)，其占地面積小，不需要冷卻水塔、鍋爐等耗電設(shè)備； 相對其它類型的中央空調(diào)機(jī)組 15年左右的使用壽命來說，水源熱泵空調(diào)機(jī)組使用壽命可長達(dá) 20 年； 水源熱泵技術(shù)所使用是可再生水資源，不需要進(jìn)行循環(huán)水的補(bǔ)水； 水源熱泵的制冷、制熱系數(shù)可達(dá) ~，于其它形式的中央空調(diào)系統(tǒng)相比有明顯的節(jié)能優(yōu)勢； 由表 1 可以看出，水源熱泵系統(tǒng)相對其它系統(tǒng)而言，無燃燒和水污染； 水源熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn) 行維護(hù)方便。 六、 水源熱泵初投資概算及與其它采暖空調(diào)模式比較 以華東地區(qū)空調(diào)建筑面積 10,000m2為例，夏季冷負(fù)荷 1,064kW；冬季熱負(fù)荷 1,220kW，表 2比較了水源熱泵與其它不同系統(tǒng)的投資與運(yùn)行費(fèi)用。 表 2水源熱泵系統(tǒng)初投資與其它中央空調(diào)系統(tǒng)比較 方 式 水源熱泵 溴化鋰吸收 直燃機(jī)組 水冷機(jī)組 +燃?xì)忮仩t 水冷機(jī)組 +電鍋爐（平 +谷） 初投資 制冷主機(jī)（萬元） 100 140 90 90 鍋爐（萬元） 30 24 循環(huán)水泵（萬元） 5 7 5 5 冷卻水塔（萬元） 8 6 6 水井 6 室內(nèi)末端（萬元） 5 5 5 5 其它（萬元） 40 68 82 74 總投資（萬元） 156 228 218 204 單位面積投資（元 /平方 156 228 218 204 米） 能耗費(fèi) 冬季 125 天（元 /季． m2） 17 37 36 28 夏季 115 天（元 /季． m2） 12 28 17 17 全年（元 /年． m2） 29 58 53 45 初投資比較 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)總投資為 156萬元，如果不使用水源熱泵系統(tǒng)，而采用其它的空調(diào)系統(tǒng)，則需要配置冷卻水塔、鍋爐及其配套設(shè)備。水源熱泵機(jī)組壽命為 20 年，在此期間，其它的空調(diào)系統(tǒng)需要更新一次，具體數(shù)據(jù)分析如下： a) 與溴化鋰吸收直燃機(jī)組的投資差價(jià)： 228156=72 萬元， b) 與水冷機(jī)組 +燃?xì)忮仩t的投資差價(jià)： 218156=62萬元 c) 與水冷機(jī)組 +電鍋爐（平 +谷）的投資差價(jià)： 204156=48 萬元 因此初投資相對其它中央空調(diào)系統(tǒng)而言約節(jié)省 24%~40%的成本。 能耗費(fèi)用比較 水源熱泵能耗費(fèi)用為： 28 元 /年． m2，如采用其它類型的空調(diào)系統(tǒng)，其能耗費(fèi)用比較如下： a) 與溴化鋰吸收直燃機(jī)組的能耗費(fèi)用比較： 5829=29元， b) 與水冷機(jī)組 +燃?xì)忮仩t的能耗費(fèi)用比較： 5329=24 元 c) 與水冷機(jī)組 +電鍋爐（平 +谷）的能耗費(fèi)用比較： 4529=16元 由此可以得到，水源熱泵能耗費(fèi)用相比較其它類型的空調(diào)系統(tǒng)而言，約節(jié)省 35%~50%的成本。 七、水源熱泵系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì) 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，需要從多方面來分析這一工程的特點(diǎn)。 1 水源熱泵系統(tǒng)管路設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 水源熱泵的管路設(shè)計(jì)相對于空氣源熱泵來說，具有明顯的特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)： 水管不需要保溫 空氣源熱泵機(jī)組夏季輸送的是冷凍水，冬季輸送的是熱水，因此，管路系統(tǒng)必須保溫，而水源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)，夏季管內(nèi)冷卻水供回水設(shè)計(jì)溫度 30℃～ 35℃，冬季供熱水溫度僅為 16℃～21℃，因此，水管路系統(tǒng)可以不保溫，管路系統(tǒng)的初投資與維護(hù)費(fèi)用降低。 冬夏季兩種形式的轉(zhuǎn)換 水源熱泵系統(tǒng)通常 由夏季和冬季一套管路兩種形式，季節(jié)轉(zhuǎn)換。 可通過管路系統(tǒng)中合理設(shè)置的閥門進(jìn)行切換。 重力作用的影響 閉式系統(tǒng)的水力計(jì)算中，與各用戶所在的標(biāo)高關(guān)系不太大；而開式系統(tǒng)中與用戶的標(biāo)高關(guān)系密切，即必須考慮高差產(chǎn)生的重力作用，這個作用壓力，對標(biāo)高低的用戶有利，而對標(biāo)高高的用戶不利。為解決重力作用產(chǎn)生的上下用戶的水力不平衡的問題，設(shè)計(jì)時，應(yīng)將每一層作為一個獨(dú)立的水系統(tǒng)分支，每層支管上應(yīng)設(shè)一個平衡閥（或流量調(diào)節(jié)閥）。 管徑的確定 水系統(tǒng)管路各管段管徑的確定，在水力計(jì)算中，應(yīng)按夏季工況考慮，（指長江 流域等冬冷夏熱地區(qū)）因?yàn)橄募镜乃髁窟h(yuǎn)大于冬季工況。應(yīng)計(jì)算出合理的管徑，這樣即可以避免管材的浪費(fèi)，又可以使初投資降低，節(jié)約資金。 同程式系統(tǒng) 設(shè)計(jì)時，水環(huán)路盡可能地采用同程式系統(tǒng)，這樣初投資費(fèi)用雖然有所增加，但有利于保持環(huán)路的阻力平衡，這樣空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果更加良好。 必要的接管組合 水源熱泵需要一些特殊的接管組合，以保證機(jī)組的正常工作 。常見的有手動控制流量球閥接管組合，手動文丘里平衡閥組合和自動流量接管組合 。其中手動文丘里平衡閥組合是在手動球閥組合的基礎(chǔ)上增加了一個用來測流量的文 丘里接頭；自動流量接管組合增加了自動流量控制閥，從而可以自動調(diào)節(jié)，以保證流量。 2 水源熱泵系統(tǒng)中的構(gòu)件布置 水泵一般布置于輔助設(shè)備和水源熱泵機(jī)組之間，這樣布置可使機(jī)組的供水管處于水泵的壓水段，而補(bǔ)給水管處于水泵的吸水段。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)件（如水過濾器、膨脹水箱、空氣分離器等）的典型布置。如需要設(shè)置蓄水箱應(yīng)將其置于水源熱泵機(jī)組水流下方。在總體上了解水環(huán)路的連接應(yīng)注意的事項(xiàng)：其中，不同位置的閥門的作用應(yīng)特別注意（如季節(jié)轉(zhuǎn)換時的開啟或關(guān)閉）。水源熱泵系統(tǒng)中，水管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工非常重要。一般來說，系統(tǒng) 配件管路的造價(jià)在整個系統(tǒng)總造價(jià)中所占比例很大，因此需盡可能合理地布置管道。 包含：水