水源热泵与其他冷热设备的比较
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水源热泵与风冷热泵 技术经济比较第一部分 技术比较1、环保特性水源热泵:仅利用地下水温差,对环境没有破坏,为环保产品。
风冷热泵:风冷热泵夏季把室内热量释放给大气,造成城市室外温度过高,形成热岛效应。
2、使用功能水源热泵:一套设备既可实现制冷、制热并提供卫生热水。
风冷热泵:只能制冷和制热,不能提供卫生热水。
3、能效比 76水源热泵:能效比夏季制冷时在6左右,冬 54季制热时在5左右。
3 21风冷热泵:全年能效比在 3 左右。
0温度(室外温度)能效比(COP) -15 -10 -50 5 10 15 20 25 30 35 40 45水源热泵 风冷热泵注:地下水水温全年保持恒定,基本上在 18 多度,而夏季室外空气温度基本在 30 多度,从 18 多度的水中提取冷量要比从 30 多度的空气中提取冷量容易地多,因此水源热泵要比风冷热泵的能效比高;同理冬季室外空气一般在 0 度以下,从 18 多度的水中提取热量要比从 0 度以下的空气中提取热量容易地多,因此水源热泵要比风冷热泵能效比高 。
4、适用温度范围水源热泵:只要有低位热源水就可利用(地下水/江河湖水等)不受室外温度的影响。
风冷热泵:适用于室外温度范围(-15~40℃);当室外温度低于-8℃时,就要有辅助电加热才使用寿命25 20 15 105 0水源热泵风冷热泵能正常运行。
5、使用寿命 风冷热泵:设计寿命一般为 8 年。
水源热泵:设计寿命一般为 15-20 年。
第二部分 经济性比较以 500 ㎡为例,要求夏季制冷、冬季制热。
机组技术参数对比项目水源热泵风冷热泵制冷能效比5.73.1制冷量 KW53.261.1输入功率 KW9.319.7制热能效比4.43.3制热量 KW58.765.0输入功率 KW13.319.7井水用量 m3/h5.0无注:风冷热泵制热量、制冷量之所以选大,是因为夏季风冷热泵向室外空气中散热,当室外温度较高时,制冷量要衰减且输入功率增加;冬季从室外空气中取热,当室外温度较低时,制热量也要严重衰减、输入功率增加且需辅助电加热。
常用几种中央空调系统比较分析随着国内外建筑空调技术的日新月异,尤其是市场经济促使空调设备得到了空前的发展,各种新技术、新设备层出不穷。
具体到空调冷热源系统,各种形式的电制冷机组、溴化锂吸收式机组、各种热泵机组、蓄冷设备等,品种繁多,各有特色。
设计人员或业主在决定空调方案时,有了更多余地。
但雾里看花,何种方案技术经济最优,让人日感困惑。
各设备厂家为力争市场,在推销自己产品的同时,也提供一些产品技术经济比较资料,但往往是各持一端,带有较大的片面性。
所以,设计人员或业主在选择空调设备时,应结合建筑物用途、特点,综合考虑各种因素,最终选择一种最适合建筑物的机型。
下面就从运行费用来比较各种空调系统的经济性,供业主在选择空调系统时作参考。
一、常用中央空调冷热源设备方案1、地源/水源热泵空调系统:冬夏两季均采用地源/水源热泵设备供冷供暖,为电制冷设备,此方案的最大的特点是充分利用了地下储藏的自然能源(地下水或地下土壤所含的巨大能源)。
2、水冷冷水机组加燃气锅炉:夏季采用水冷冷水机组供冷,冬季采用燃气锅炉供暖。
水冷冷水机组为电制冷设备,燃气锅炉则采用天然气作能源。
3、风冷热泵机组加燃气锅炉:夏季采用风冷热泵供冷,过渡季节可采用风冷热泵机组供暖,冬季则采用燃气锅炉供暖。
风冷热泵机组为电制冷设备,燃气锅炉则采用天然气作能源。
4、直燃型溴化锂冷热水机组:冬夏两季均采用溴化锂冷热水设备供冷供暖,采用天然气作能源。
二、运行费用计算运行费用计算依据:以12000平米办公楼项目为例,按夏季负荷制冷量1519KW,冬季满负荷制热量1564KW计算,所有设备均投入运行,电价按0.6元/度计算,每日按10小时运行时间计算,水价按3元/M3,空调负荷率按0.6系数计算(说明:由于机组的功率通常是按夏季最热、冬季最冷的时间计算的,所以一般时间使用,机组的制冷或制热量要远大于房间负荷,这时机组经常属于停机状态,这就象家用空调或冰箱一样。
水源热泵采暖方案及与集中供热采暖比较一、可以采用的采暖热源方案本方案仅就该区域可以采用的集中供热和水源热泵供热二种采暖热源方案的特点和经济性进行说明、分析和比较,为业主提供参考。
二、集中供热现状目前,石家庄市集中供热的能力已经饱和,市区内不少地方不能被集中供热覆盖,由于城中村的改造以及市内和城郊结合部大量住宅、商用建筑建设速度迅猛,集中供热能力的缺口越来越大,集中供热的质量逐年下降,据我们了解,以后集中供热的接口费和采暖费会有较大幅度提高。
今后集中供热的发展就看政府将来的规划和决心以及电厂的投资方向了。
三、水源热泵采暖和空调的原理以采暖为例,水源热泵是指能够从温度比较低的地下水中提取热量并将其移送到温度比较高的采暖用低温热水中的装置。
水源热泵的工作原理如图所示。
图中,按照水源热泵供热原理,系统可分为井水侧和用户侧,井水侧由出水井和潜水电泵、水源热泵机组的井水侧、井水管路、回灌井等组成,用户侧由水源热泵机组的用户侧、低温热水循环管路、循环水泵和采暖用户等组成。
井水(比如为17℃)在潜水电泵的驱动下由出水井通过井水管路进入水源热泵机组的井水侧将热量(热量为Qd)传给水源热泵机组的低压工作物质,工作物质吸热后由低压液体变成低压蒸汽,井水失去热量后温度降低(比如为9℃或更低),然后从回灌井再回灌回到地下;水源热泵机组的压缩机在输入电能(能量为W)的驱动下使工作物质蒸汽升压升温(比如为50℃),同时电能变成等量的热量(Q=W)加热工作物质。
采暖回水(比如为37℃)在水源热泵机组的用户侧吸收(Qd+Q)的热量后温度升高(比如为45℃),然后在循环泵的驱动下供给采暖用户并将热量Qg=(Qd+Q)移送给采暖用户,工作物质失去热量后由高压蒸汽变成高压液体,高压液体经膨胀阀降压成低压液体后又回到水源热泵机组的井水侧。
一般有Qd=4W=4Q,而Qg=(Qd+Q)=5W=5Q。
即采用水源热泵消耗1kWh(俗称1度)的电量可以供给用户5kWh左右的热量。
水源热泵与风冷方案对比水源热泵和风冷方案都是常见的空调系统,用于调节室内温度。
两种方案都有各自的优点和局限性,下面将对水源热泵和风冷方案进行详细对比。
一、原理和工作方式:1.水源热泵:水源热泵系统利用水体作为热源和热泵工作介质,通过水与地下水接触交换热量,实现室内制热和制冷。
水源热泵系统一般分为地埋式和水埋式两种形式。
2.风冷方案:风冷方案是利用空气作为热源或热泵工作介质,通过风与空气接触交换热量,实现室内制热和制冷。
风冷系统一般分为集中供冷和分散供冷两种形式。
二、优点和局限性:1.水源热泵:优点:(1)稳定性好:水源热泵系统的热源水体温度相对稳定,受室外气温影响较小,制热效果稳定可靠。
(2)系统能效高:水源热泵系统能够实现热能的回收利用,能效较高,降低了能耗。
(3)环保节能:水源热泵系统对环境污染较小,不会产生废气废水。
局限性:(1)空间需求大:水源热泵系统需要水体作为热源,需要占用一定的空间并进行水体管道的布置。
(2)维护成本高:水源热泵系统需要进行定期的水质处理和设备维护,维护成本较高。
(3)制冷效果较差:在制冷时,水源热泵系统可能会受到水体温度升高的限制而制冷效果不如风冷系统好。
2.风冷方案:优点:(1)空间需求小:风冷方案不需要占用大量空间,适合安装在建筑物较小的场所。
(2)维护成本低:风冷系统的维护成本相对较低,只需定期清理滤网和检查设备运行情况即可。
(3)制冷效果好:风冷系统通过与空气接触可以实现较好的制冷效果。
局限性:(1)稳定性较差:风冷系统的热源空气温度波动较大,对室外气温的变化较为敏感,制热效果不如水源热泵系统稳定。
(2)能效较低:风冷系统不利于热能的回收利用,能效相对较低,能耗较高。
(3)环境污染:风冷系统会产生废热和噪音,可能对环境造成一定的污染。
三、适用场景:1.水源热泵:适用于需要稳定制热效果和较大空间的场所,如大型办公楼、商场、酒店等。
2.风冷方案:适用于空间较小、制冷效果要求不高、维护成本要求低的场所,如家庭、小型办公室等。
水源热泵采暖与其它采暖方式初投资及运行费用分析为了比较水源热泵采暖系统与其他采暖方式的初投资和运行费用的经济性,下面以一个10000平方米的工程(冷负荷为300冷吨)为例进行比较,比较对象为:1、水源热泵2、燃煤锅炉加冷水机组3、燃气锅炉加冷水机组4、市政供暖加冷水机组5、直燃式溴化锂机组初投资对比分析说明1、以上对比是针对主机设备进行的对比,不论采用哪种采暖方式,其末端系统投资费用是相同的。
2、以上设备价格均为报价,不包括空调机组(冷水机组)的机房土建费用。
3、水源中央空调报价中不包括打井费用。
4、燃煤锅炉+冷水机组报价中不包括建煤场、渣场的费用。
初投资费用对比分析注:1、以上设备价格均为报价,不包括空调机组(冷水机组的机房土建费用)2、水源热泵报价中不包括打井费用。
3、燃煤锅炉+冷水机组报价中不包括建煤场、渣场的费用。
4、燃气锅炉+冷水机组报价中不包含燃气初装费用。
运行费用分析运行费用对比分析说明1、机组冬季运行1台100天,夏季运行1台100天。
2、每天运行时间为10小时。
3、因季节变化而产生的空调负荷调节系数为0.6。
4、电费按0.5元/度计,煤费按0.6元/kg计,油费按5.5元/kg计,燃气费用按2.8元/Nm3计。
10000m2办公楼初投资及运行费用比较一、初投资:2、燃煤锅炉+冷水机组:5、市政热力+冷水机组:2 ×10000=600000元1、采用水源热泵夏季:(1).主机:230×1×100×10×0.6×0.5=69000元(2).潜水泵:25×0.8×1×100×10×0.5=10000元(3).循环水泵:30×0.8×1×100×10×0.5=12000元冬季:(1).主机:279×1×100×10×0.6×0.5=83700元(2).潜水泵:25×0.8×1×100×10×0.5=10000元(3).循环水泵:30×0.8×1×100×10×0.5=12000元综上所述水源热泵夏季运行费用为93000元,冬季运行费用为105700元,全年的运行费用为198700元。
水源热泵与传统系统对比分析根据XXX住宅小区实现“绿色、环保、节能”的建设目标,周边有可以利用浅层地下水资源的优势,分析了选用水源热泵机组作为住宅小区内住宅空调系统的冷热源,以浅层地下水作为水源热泵机组冷热源的可行性。
并对水源热泵的技术与经济性进行了分析,与常规空调系统冷热源(燃气锅炉+冷水电制冷机组)进行了分析比较。
结果表明,水源热泵机组初投资较常规空调系统没有劣势,且运行费用低,说明水源热泵空调系统是一种绿色、环保、高效、节能的空调系统,可以作为该住宅小区集中空调形式的首选。
一水源热泵介绍水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源(如地下水、河流和湖泊),和人工再生水源(工业废水、中水、地热尾水等)的既可供热又可制冷的高效节能中央空调系统。
水源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低品位热能向高品位热能的转移。
将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源,即在冬季,把水体或地层中的热量“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,释放到水体和地层中去。
水源热泵系统60 年代开始在美国提出之后,经过40多年不断改进和发展,技术日趋成熟,其产品已商品化,迄今已经在北美建筑中应用了40 多年。
自80 年代以来,我国采用水源热泵空调系统的建筑也逐年增多。
目前,在全国各区域均有工程实例,例如北京奥运村、顺义鲜花港、沈阳泰宸湖畔佳园、、桂林桂湖饭店等。
水地源热泵因具有“绿色、环保、节能”的优势,在我国的推广应用前景十分广阔。
二工程概况该住宅小区总规划建筑面积86960m2,其中,住宅面积41645 m2,住宅户数476户,为该地区建筑节能以及可再生能源利用工作示范项目,通过示范展示住宅建筑节能、可再生能源利用的综合效益。
三水源热泵空调系统冷热源方案和可行性分析3.1 空调系统冷热源方案本工程水源热泵系统原理:冬季,工质通过热泵系统的蒸发器从地下水中吸收热量,再通过热泵系统的冷凝器加热空调系统的循环水,向用户供暖。
水源热泵与其他空调系统的比较一、几种空调方式运行原理及特点1、溴化锂吸收式冷热水机组溴化锂吸收式冷热水机组是以溴化锂为吸收剂,以水为制冷剂,通过水在低压下蒸发吸热而进行制冷的。
常见的溴化锂吸收式制冷机有:单效、双效和直燃式三种。
单效溴化锂吸收式制冷机的主要部件有发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器以及热交换器、屏蔽泵等。
双效吸收式制冷机有高压和低压两个发生器,其他则基本上和单效溴化锂吸收式制冷机组一样。
直燃式冷热水机组实际上是双效吸收式制冷机的另一种形式,其高压发生器的热源不是用高压蒸汽而是用燃气直接燃烧加热,高压发生器实际上是一个火管锅炉,用燃气直接加热溴化锂稀溶液,而产生的冷剂蒸汽作为低压发生器的热源用。
溴化锂吸收式冷热水机组特点:(1)制冷剂为水,而水是在高真空的情况下蒸发,其真空度是靠溴化锂溶液不断吸收蒸发的水分而保持的。
(2)冷水温度必须高于零度,为了运行的安全,冷水出口温度不宜低于3~5℃。
发生器通过加热溴化锂稀溶液,使该溶液得到浓缩后又回到吸收器使用,故溴化锂吸收式制冷必须具备热源。
一般宜用在有廉价的燃料、热源和废热的场合。
(3)冷却水用量比压缩式制冷机大。
(4)除冷剂和溶液循环泵外,基本上无运转部件,所以运行平稳,振动和噪声小。
(5)设备体积大,耗用金属多,故设备价格偏高,设备的工艺要求极严,维护保养要求较高。
(6)溴化锂溶液对于金属,特别是黑色金属,在接触空气的情况下具有强烈的腐蚀性,故一定要保证设备的良好密封性能,并对腐蚀问题给予特别的重视,一般在溴化锂溶液中添加铬酸锂和氢氧化锂作为缓蚀剂。
(7)溴化锂吸收式空调主机寿命较短,约为10年。
(8)溴化锂吸收式空调系统需设空调机房,且其面积较大;冷却塔占用屋面面积,油罐占地。
(9)有水资源消耗,约为冷却水循环水量的2%~5%。
(10)驱动能源为油或气,有燃烧污染,有一定噪音。
2、空气源热泵(风冷热泵)机组空气源热泵也就是利用空气作冷热源的热泵,在供热工况下将室外空气作为低温热源,从室外空气中吸收热量,经热泵提高温度送入室内供暖。
水源热泵系统与其它冷热源系统比较
注:以上数据基于以下条件:
1、 夏季按90天供冷,冬季按120天供暖;
2、 电费:0.8元/度,轻柴油:7.8元/公升,重油:8.5元/公升,
燃气:3.3元/m 3
项目 冷水机组+燃油(气)锅炉
直燃机(油、气) 风冷热泵 水地源热泵系统
占用机房面积(百分比是占用面积与建筑面积之比)
需冷冻站及锅炉房,占用建筑面积(2%)冷却塔占用屋面面积(1.2%-1.6%)油罐占地
需冷冻站,占用建筑面积(1.2%)冷却塔占用屋面面积(1.5%-2%)油罐占地
无需冷冻站,占用屋顶面积3%
需冷冻站,占用建筑面积(0.6%-1.2%)不占屋顶面积,水井占地(可设在绿地或道路下)
主机寿命
冷水机组15年 燃油锅炉10年 10年 15年
25年
水资源消耗 冷却水循环水量的2%
冷却水循环水量的2-5% 无 无
驱动能源 冬天:燃油(气) 夏天:电能 燃油或燃气 电能COP :2.5-3.2 电能COP :3.6-5.2
环境保护 有燃烧污染(冬) 有一定噪音(夏)
有燃烧污染,有一定噪音(冷却塔)
无燃烧污染,有一定噪音,冬季供热效果不好
无矿物能源燃烧污染
单位建筑面积造价(元/m 2
) 240-280 260-300
280-320
220-300
单位建筑面积全年运行费用(元/年m 2)
30-55 40-75 15-35 18-30
方式 区别
经济数据比较
以东北某地区一栋1万平方米住宅楼为例,对采用不同供热空调方式的经济技术比较如下:
不同冷热源方式的投资与运行费用对比表
序号
项目
供暖空调方式
初投资
(万元)
每平方米造价
(元/m2)
每平方米运行费用
(元/m2)
备注
1 燃煤锅炉供暖79 79 17.9 城市限用
2 燃油锅炉供暖53.6 53.6 40.08
3 城市热源供暖62 62 21.0 初投资为挂
网费
4 电热膜取暖130 130 42.2
5 壁挂式燃气炉分户采暖87.5 87.5 39.6
6 水源热泵供暖82.9 82.9 13.4
7 传统中央空调(供暖/空调) 267.9 267.9
28.3 含室内风机
盘管系统冬:18.0 夏:10.3
8 水源热泵(供暖/空调) 200.1 200.1
18.4 含室内风机
盘管系统冬:13.4 夏:5.0
从上表可看出:
1.水源热泵供暖系统的初投资略高于燃煤锅炉、燃油锅炉、城市热源供暖,低于壁挂式燃气炉分户采暖,比电热膜取暖的初投资低1/3以上。
2.水源热泵(供暖/空调)系统的初投资比传统中央空调(供暖/空调)系
统初投资低33%。
3.水源热泵供暖的每平方米运行费用仅为燃煤锅炉供热的70%,燃油、燃
气、电热膜的1/3。
4.水源热泵系统的运行费用仅为传统中央空调的2/3。
5.水源热泵比燃油、燃气、城市热源供暖增加的初投资,由于运行成本的
节约,可在2至3年内收回初投资。