地源热泵空调及生活热水方案

地源热泵空调及生活热水方案内容摘要：

3662020《地源热泵系统工程技术规范》 发布。 十、 《地下水空调技术》： 地热用于供热采暖，按全国各地的实际经验，证明是经济可行的。 同时，地热采暖可以获得如下更大的社会经济效益： （ 1）节约大量的常规能源 —— 煤、油、天然气或电。 按京津地区的气候条件，如果采用地热供暖，相当于每户居民每个冬季可节约 原煤，这样可以大大减 轻煤炭供应紧张的局面； （ 2）改善环境，消除燃煤小火炉的污染源； （ 3）改善因运煤，运炉渣等垃圾所造成的运输紧张状况； （ 4）减少堆放煤炭所占用的场地，而且采用地热供暖，生活要舒适得多，卫生条件也得到改观。 十一、 《高层建筑空调设计》 231 页：一般来讲， 10m 深的土壤温度相当于该地区全年的平均气温。 因此在室外气温很低的日子里，土壤温度比空气温度高得多，土壤作为热泵热源时，热泵的性能仍会相当好。 有些工程中采用土壤中埋入地管的方法来节能。 十二、 《采暖通风与空气调节设计规范》 79 页：夏热冬冷地区、干旱缺水地区的 中、小型建筑可采用空气源热泵或地下埋管式地源热泵冷（热）水机组供冷、供热； 有天然水等资源可供利用时，可采用水源热泵冷（热）水机组供冷、供热； 全年进行空气调节，且各房间或区域负荷特性相差较大，需要长时间向建筑物同时供热和供冷时，经技术经济比较后，可采用水环热泵空气调节系统供冷、供热； 十三、 《公共建筑节能设计标准》 条 ： 具有天然水资源或地热源可供利用时，宜采用水（地）源热泵供冷、供热技术。 条：对有较大内区且常年有稳定的大量余热的办公、商业等建筑，宜采用水环热泵空气调节系统。 地源热泵空调及生活热水 方案 19 七 、 国 外政府关于地源热泵空调技术的 相关政策 国外政府充分重视对地源热泵这一节能环保技术的支持和积极引导：在 英格兰、加拿大、爱尔兰、苏格兰、澳大利亚、美国 都有法律及政府基金给予地源热泵应用鼓励，包括提供廉价电力、政府低息贷款、现金折扣、财政补贴等多种单项或打包扶持； 韩国 等国家的政府投资的医疗、教育、军事等项目无一例外都规定了地源系统的应用比例； 瑞士与挪威 的地源热泵采暖以及供应生活热水已超过 96％；在瑞典除非地源应用系统否则其他采暖以及热水供应系统必须获得政府的特别批准。 有的国家则对传统能源采取征收污染处理税的方式加 以限制，鼓励新型环保能源的应用。 国外 比较常见的政策有： 对该类用户各类财政优惠及补贴政策； 对该类用户的用电倾斜政策； 完善的 建设实施指导性规范； 开展政府节能职能部门牵头的学习、宣传活动； 政府部门以身作则，在各类政府投资项目中积极实施，并广为宣讲；等有力措施。 地源热泵空调及生活热水 方案 20 八 、 地源热泵空调系统性能分析 高效节能 地源热泵技术是利用 土壤 温度相对稳定的特性，通过输入少量的高品位能源（如电能），运用 土壤 与建筑物内部进行热量的交换，实现低品位热能向高品位转移的冷暖两用空调系统。 夏季高温差的散热和冬季低温差的取热，使得 地源热泵系统换热效率很高。 因此在产生同样热量或冷量的时候，只需小功率的压缩机就可实现，从而达到节能的目的，其耗电量仅为普通中央空调与锅炉系统的 40%— 60%。 环保清洁 地源热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉，无燃烧产物排放，可大幅度降低温室气体的排放。 据美国地热泵协会提供的报告，仅美国肯塔基州路易斯威尔市总建筑面积 万平方米的高特 .豪斯饭店地源热泵系统，每年可减排 CO2 849 吨； SO2 吨； NOX 吨；微尘 吨。 舒适低噪 地源热泵系统，采用全空气系统，舒适性好。 空调 系统送风均匀，温度分布合理，气流速度小于 米 /秒，无吹风感。 噪音小，采取降噪措施后可小于 40 分贝。 一机多用 地源热泵可完全代替冷水机组 +锅炉两种设备，解决了供暖制冷设备分开使用给用户带来的不便，同时其热回收功能可高效提供大量高品质的生活热水。 节省空间 没有中央机房、冷却塔、锅炉房和其它室外设备，省去了锅炉房，冷却塔及附属的煤场、渣场所占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。 室内系统是分散式的系统，故每个区域内的主风管道截面高度较小，不会像传统空调系统那样过多占用建筑内的吊顶空间， 从而保证每层的使用空间。 运行灵活 安全可靠 每台机组可独立供冷或供热，个别机组故障不影响整个系统的运行。 机组的运行工况稳定，几乎不受环境温度变化的影响，即使在寒冷的冬季制热量也不会衰减，更无结霜除霜之虑。 无储煤、储油罐等卫生及安全隐患。 寿命最长 家用空调设计寿命 8 年，燃气锅炉为 10 年；地源热泵机组运行工况稳定，其寿命为 15 年，它比所有各种空调系统和采暖设备的寿命都要长。 控制简单 根据用户要求设体积很小的终端控制器，中央控制仅需选择水路控制，除去了一般中央空调集中控制所有参量的复杂环节，从而降低控 制成本。 利于采用全系统可编程智能化远程中央计算机控制，具有随人流变化而自动调整地热泵制冷或供暖出力，实现节能最大化，运行费用最小化。 还可设置显示和打印设备，可存储、分析各种采暖、制冷、维修等经济及技术数据，促进系统运行最优化。 低维护费 自动化程度高，无需专业人员操控。 地源热泵系统不设冷却塔、屋顶风机，压缩机工作稳定，不会出现传统设备中制冷剂压力过高或过低的现象，维护费用大大低于传统空调 ； 一套设备实现制冷、制热和生活热水，减少对主机设备的维护量。 地源热泵空调及生活热水 方案 21 九 、 几种空调方案 价格分析和 性能比较 1. 初投资比较 单位 :元 (按独栋计算 ) 项目 风冷热泵机组 多联机加燃气炉 地源热泵 空调主机 48000 53500 40000 空调末端 (室内机 ) 8000 20200 8000 燃气炉 0 6000 0 地暖 26000 26000 26000 打井及埋管 0 0 50000 燃气配套费 8000 8000 0 安装费、材料费及其他 12020 12020 14000 合计 102020 125500 138000 2. 年 运行费用比较 项目 风冷热泵机组 多联机加燃气炉 地源热泵 制冷 7938 7038 4612 制热 13640 11583 8568 生活热水 639+658 639+658 0+378 维保保养 1600 1600 1000 合计 24475 21518 14558 计算说明 1)电价： 元 /KWH； 2) 天然气价： 元 / Nm3 3) 天然气热值： （ 8500kcal/N m3）； 4) 水价： 元 /立方； 5) 冬季采暖时间： 120 天；夏季制冷 90 天；每天 12 小时计算； 6) 年负荷系数取 （摘录暖通空调刊物）； 7) 常规热泵中央空调制冷 COP 按照 计算；多联机 COP 按照 计算 ,地源热泵 27kW的输入功率为 8) 夏季每户用热水 500L/天计算，冬季按照 300L/天计算； 制冷： A． 常规热泵空调 (27/+)*12*90**=7938 元 地源热泵空调及生活热水 方案 22 （水泵、末端总用电功率按照 计算） B． 多联机空调 (27/+)*12*90**=7038 元 （末端总用电功率按照 计算） C． 地源热泵空调 （ +） *12*90**=4612 元 （水泵、末端总用电功率按照 计算） 夏季生 活热水费用 A． 地源热泵空调 在制冷的同时利用废热生产生活热水，生活热水相当于免费。 B． 天燃气热水器 通过计算， 1 立方水从 15℃提高到 50℃，需要燃烧 立方米的天然气即需花费*= 元 夏季生活热水总费用 *90=639 元 (夏季出水 45℃，自来水 15℃，每天 500L，共 90 天 ) 制热： A． 常规热泵空调 (29/+)*12*120**+8*4*45*=13640 元 （ 8kW 电加热按照每天开启 4 小时，共开 45 天计算） B． 多联机加天燃气采暖 29*12*120*==120269MJ 120269/* =11583 元 (天燃气炉的负荷率略高为 ) C． 地源热泵空调 （ +） *12*120**=8568 元 （水泵、末端总用电功率按照 计算） 冬季生活热水费用 A． 地源热泵空调 地源热泵制取 1立方生活热水，需要 元。 地源热泵空调及生活热水 方案 23 冬季生活热水总费用 **120=378 元 B． 天燃气热水器 通过计算， 1 立方水从 15℃提高到 50℃，需要燃烧 立方米的天然气即需花费*= 元 冬季生活热水总费用 **120=658 元 (夏季出水 50℃，自来水 5℃，每天 300L，共 120 天 ) 通过计算可以看出采用地源热泵空调年运行费单户节省 7000 多元，多投入的部分 2年内即可收回。 地源热泵空调及生活热水 方案 24 系统方案比较 内容 风冷热泵水系统 多联 机 系统 地源热泵系统 系统构成 A 冷水机组＋室内机（风机盘管）＋连接水管＋控制及线缆。 A 室外机（变频＋恒速）＋功能机＋室内机＋ 连接铜管＋控制及线缆。 A 冷水机组＋室内机（风机盘管）＋连接水管＋控制及线缆 +地下埋管。 B 可 以 与地暖对接，直接省去热水炉。 B 不能和热力管网、燃气炉水系统对接。 冬季许增加暖气片或地暖。 需额外增加投资 50元 /㎡ 左右。 B 可以与地暖对接，舒适性高 连接管路 A 管路延伸空间大，可根据工程需求配置相应的水泵等等，满足长距离送冷需要。 A 管路长度受一定限制，最大长度小于100M，高度差小于 50M，室内机之间的高度差更小于 15M。 A 管路延伸空间大，可根据工程需求配置相应的水泵等等，满足长距离送冷需要。 B 可以选择钢管、PVC 管等。 B 只可用铜管。 B 可以选择钢管、 PVC管等、地埋为 PEX 管 组 合方式 由于室外机和室内机是通过水传递能量，使得室内外机均能相互配合，室内机数量不受限制，方案选择更轻松。 由于管路中流动的是冷媒，节流部分基本在室内机上，这样室内外机在搭配上有一定限制，内外机负荷也有明 确限制，室内外机选择时不够随意。 由于室外机和室内机是通过水传递能量，使得室内外机均能相互配合，室内机数量不受限制，方案选择更轻松。 地源热泵空调及生活热水 方案 25 内容 风冷热泵水系统 多联 机 系统 地源热泵系统 可靠性 空调主机选用两台机组并联，每台机组双压缩机双回路系统，即使一个回路故障，其它回路仍能正常工作采用高效、可靠的涡旋式压缩机，机组运行寿命长，效能稳定。 变频压缩机总 是处在工作状态，由于室外机和室内机的控制全部相连，一旦某台机出现某种电气故障，会导致整个系统不能使用，对用户影响较大。 当负荷高时，变频机不能长时间地在高频下进行工作。 主要方面同风冷热泵机组，双回路并联，可靠性高，并有生活热水模式，可以根据要求设置优先热水模式。 安装 A 程序简单，工时短，降低安装费用，内含水泵、水箱等相关的水系统组件，这样在安装时只需接进、出冷冻水管即可。 A 程序复杂，安装过程中需充填氮气捡漏，并进行冷媒充填 ,各铜管之间通过焊接连接，接点多，难度大，易出现人为操作失误而造成损失。 A 室内 部分与水机相同，打井部分由专业的施工队伍进行施工操作，完全保证工程质量。 B 机组出厂时，工厂同时提供水流开关和过滤器，方便工程安装。 B 安装过程中对系统的泄露检测要求高，时间长。 B 工厂可以提供预置泵组，实现无缝连接。 C 水系统管路安装使用镀锌管或 PVC管，造价低，并且系统配件标准化，更换简单，价格低 C 系统必须使用铜管，造价高，且只能购买厂家配件，价格高。