水源热泵制冷和采暖方案分析

水源热泵

采暖/制冷的方案

[content]

一、前言 (3)

二、方案和投资 (4)

三、采暖/制冷运行费用分析 (8)

四、结论 (9)

以往，办公用房及大型建筑多为双系统解决采暖和制冷，即冬季燃煤锅炉供暖或集中供热，夏季制冷由水冷式冷水中央空调机组或用风冷民用家用小型空调。

水源热泵是一种利用地下浅层地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。该系统通过输入少量高品位的电能，实现低温位热能向高温位转移。地表水的热能是基本恒定的，在冬季作为热泵供暖的热源和夏季作为空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量"取"出来提高温度后，供给室内采暖;夏季把室内的热量取出来，通过地表水(或介质)释放到地下。通常水源热泵消耗lkW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

与电锅炉和燃料锅炉供热系统相比，只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用。因此，水源热泵要比电锅炉节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃,其制冷、制热系数可达4.4～5.4，与传统的空气源热泵相比，效率要高出40%左右，制冷时其运行费用为普通中央空调的50～60%，与风冷民用家用小型空调

相比，制冷时节约运行费用60～70%。水源热泵作为一种被国家计委、国家科委、建设部列入“十一五”规划的新技术，它有如下特点:

A.属于可再生能源。

B.高效节能及低价位的运行费用。

C.环境效益显著。

D.一机多用，即可以采暖，又可以制冷，还可以全天提供生活用热水，省去了采暖设施及生活热水系统的投资。

在诸多的热泵机组品牌中意大利克莱门特机组，由于拥有独特的蒸发器专利技术，其效率比世界任何厂家生产的同类型最好的机组高出11%以上，降低了运行费用。

意大利克莱门特水源热泵，由于具有独特的系统控制技术及压缩机生产技术，是目前唯一拥有能够一次性将3℃以上可利用温度，由机组蒸发器全部提取，减少了机组对井水流量的需求，大幅度减少打井的一次性投资。

如果采用集中供热作为冬季采暖的热源，其热源及热管网费为每建筑平米120元～130元(天津市人民政府规定)。夏季采用水冷式冷水中空

调机组(单冷机组)进行制冷，其投资与水源热泵机组的投资相当。如果采用水源泵机组，既可以采暖又可以制冷，又可以提供生活用水，工程总造价中每平方米减少了100元以上的投资。

我们完成的水源热泵项目（包括水源系统、机房、末端、管网和控制系统调试）有：天津农场局办公楼采暖/制冷工程（8,500㎡）、天津技术监督局产品质量监督检验所工程（15,000㎡）、天津联盟里小区（26,000㎡）、唐山公安局指挥中心（20,000㎡）、天津三达大酒楼（9,000㎡）、天津明都物资交易中心（10,000㎡）、天津全盈制衣有限公司办公楼（厂房）、天津峰通金属加工有限公司办公楼（厂房）等。

二、方案和投资

方案：大厦总建筑面积11000 m2，。设计总冷负荷为990KW，，总热负荷为880KW。单位建筑面积冷负荷为90W/ m2，热负荷为80 W/ m2。

1、水源系统和热泵系统（辅助设备）选型依据“一机、一井、一泵；机组制冷/制热量，依据制冷优先的原则进行选择。为了减少一次性投资和经常性运行费用，建议新风系统采用全热交换器与风机盘管组合，可以减少冷/热负荷20%；考虑到局部大厅高度对采暖不利，建议安装形式为落地式风机盘管或考虑高静压风机盘管。

2、冷负荷990KW，选择克莱门特螺杆水源热泵机组PSRHH2002机组2台，单机机组制冷量792.9KW/台，输入功率139.4KW。冷凝器释放热量温差16℃，单机制冷时冷却水流量44.7 m3/h；洗浴机组PSRHH1201机组夏季由系统提取热量，可为系统制冷贡献冷量489KW，总制冷量达到

1281KW，因此，制冷量已经超过设计要求。

洗浴1201机组

（制冷量489KW）

系统回水

冷凝器

储热箱 1号井 2号井

制冷工况机组水系统流程图

1.制热工况

根据计算该建筑总热负荷为880KW，按照蒸发器提取热量温差为水源热泵是一种利用地下浅层地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。该系统通过输入少量高品位的电能，实现低温位热能向高温位转移。地表水的热能是基本恒定的，在冬季作为热泵供暖的热源和夏季作为空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量"取"出来提高温度后，供给室内采暖;夏季把室内的热量取出来，通过地表水(或介质)释放到地下。通常水源热泵消耗lkW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。

为849.9KW/台，输入功率为187.9KW，单台机组满负荷需要的热源水流量为50.6 m3/h。

2、洗浴负荷

根据项目规模计算，制热工况满负荷热源水流量37.2 m3/h。因此，需要配备PSRHH1201机组1台，制冷量489KW，制热量518.2KW。

2002机组

（制热量1011KW）

洗浴1201机组

冷凝器

3号井

冷凝器蒸发器

1号井

储热箱

4号井

制热工况机组水系统流程图

3、水源条件

根据北京市顺义区水资源局提供水文资料表明, 北京顺义天竺地区含水层以中、细砂为主，地下水资源丰富，200米以下含水层共4个，实探井（北京天竺宏远仓储有限公司院内）静水位43.1米，动水位51米，涌水量为50 m3/h，水温17℃。该地区地下水流动性差，具有较好的储能性，如果根据含水层的渗透系数计算合理井距，即可以冬季把提取热量后的冷水回灌到含水层中，供夏季作为冷却水使用；而夏季把建筑体内的提取热量的水回灌到含水层

中，两井互为采灌，大大提高了机组效率。同时，还可以减少提水量和回灌量，降低运行费用。根据机组对井水的需求量和回灌量，本工程需要打井4眼，其中包括还水井2眼，井深200米。

地下含水层地质构成见下表：

4、控制系统:

A.潜水泵为温差变频；

B.系统循环泵为温差变频；

C.补水系统采用恒压变频；

D.控制为机组键盘优先或计算机远程通讯方式；

5、投资：