低温风冷热泵、水冷螺杆、水源热泵、地源热泵中央空调方案对比.docx
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1、低温风冷热泵、水冷螺杆、水源热泵、地源热泵中央空调方案对比 2007年9月30日一、 项目概述本工程建筑总面积约10000m2,建筑功能为公共建筑。二、 设计条件:1. 依据规范和图纸采暖通风与空气调节设计规范 (GB50019-2003)2. 室外气象参数:天津市位置:北纬3908东径11628,海拔3.3米。夏季大气压力:1004.8hpa冬季大气压力:1026.6hpa夏季室外通风计算干球温度: 29夏季室外空调计算干球温度:33.4夏季室外空调计算湿球温度:26.9冬季室外空调计算干球温度:-11冬季室外采暖计算干球温度: -9冬季室外平均风速:2.8M/S夏季室外平均风速:1.9M/
2、S3. 室内设计参数:名称冬季室温夏季室温相对湿度(夏)相对湿度(冬)新风量备注办公202555%35%30m3/h人三、 负荷分析天津属于冬冷夏热地区,夏季需要设置冷源,满足空调房间的需要;冬季建筑需要提供热源供热要设置合理的空调方案,首先需要对天津的气候条件进行了解,根据实际的气象条件,选择合理、高效的空调冷、热源方案。图中显示,夏季最高温度在35以下,冬季最低温度在-12以上,完全适于空气源热泵的运行。以上两个图表进一步印证了关于空气源热泵在本项目使用中的优势。四、 冷热负荷估算值功能面积 m2冷指标w/m2冷负荷 KW热指标w/m2热负荷 KW办公10000 100 1000 80 8
3、00 五、 空调主机方案比较以下分别从主机特点、初投资、运行费用、系统维护等方面对多种可选方案进行比较,以期选择最佳方案,确定性价比最高的系统形式。目前市场上比较成熟的冷热源系统解决方案无外乎以下几种:1. 冷源:A 水冷制冷机组(螺杆机组);B 低温空气源冷水机组;C 水源制冷系统;D 地源制冷系统;2. 热源:A 市政热网;B 自建锅炉房;C 空气源热泵系统;D 水源热泵系统;E 地源热泵系统;以上诸多系统,在投资、运行费用以及系统维护等方面存在着很大的差别。为了能满足冬夏两季的应用,我们把以上各种方式组合成四种合理方案:u 方案一:低温风冷热泵中央空调系统方案;u 方案二:水冷机组+集中
4、市政热网方案;u 方案三:水源热泵中央空调系统方案;u 方案四:地源热泵中央空调系统方案;下面对这四种方案分别进行详细分析,比较其各方面的优缺点:* 比较原则: 初投资均为各系统标准报价; 电费统一为0.64元/度; 气费统一为2.4元/Nm3; 运行时间一致。方案一:低温风冷热泵中央空调系统1. 机组特点 系统方面:风冷机与空气进行换热,不使用冷却水系统,省去了冷却塔、水泵及相应的管道,给设计和施工人员都提供了便利。 场地要求:风冷机组必须放置在屋顶或其他开放的大气环境中,不会占用宝贵的建筑面积,节省机房投资,并将噪音源由室内移到室外。 运行及管理:机组的运行方面,不需设置专门的运行人员,而
5、且风冷机组大多采用多机头设计,能量调节十分方便,尤其在非满负荷运行的情况下,其节能效果十分明显。 节能环保:从空气中提取能量,消耗少量电能,就可实现冷暖,最大限度节约一次性能源。机组运行时无任何排放及污染,绿色环保。 初投资:机组的初投资方面,相同制冷量的风冷机组价格比水冷机组高30%左右。但从整个系统角度来讲,由于水冷机组系统需要配备冷却塔、冷却水循环泵和管路系统等,所以风冷机组系统与水冷系统的设备投资相差不多。2. 主要设备选型如下序号设备名称规格型号设备参数数量单位备注1低温风冷热泵FS-S-R-D-1000QL=970kw QR=810kwNL=340kw NR=348kw1台清华同方
6、2空调水循环泵DFG200-315/4/30G=200t/h H=32m N=30kw2台一用一备3. 运行费用分析根据负荷分布分析法,运行费用如下表计算:设备名称运行季节设备总功率(kw) 运行时间(天)运行时间(小时/天)时间百分数负荷百分数用电量(kwh) 总用电量(kwh) 运行费用(元)主机冬季34090104080156672264384211507.2205048960403058752夏季34890104080120268.8202953.6162362.88205037584403045100.8水泵冬季301201010080345603456027648夏季3090101
7、0080259202592020736冬季总运行费用(万元)19. 9单位面积运行费用(元/m2)19.9夏季总运行费用(万元)15.27单位面积运行费用(元/m2)15.27全年总运行费用(万元)35单位面积运行费用(元/m2)35 4. 初投资分析 序号 设备名称 规格型号 单价(万元) 数量 合计(万元) 1低温风冷热泵FS-S-R-D-10001251125 2 空调机房系统造价40140 7末端工程造价1100.0 8总投资265方案二:水冷机组集中供热冷热源方案本方案主机选用水冷机组提供7-12的冷冻水,承担夏季冷负荷,冬季采用市政热网通过板换换热提供60-55的空调热水,承担冬季
8、热负荷。风冷热泵机组的特点(1) 风冷冷(热)水机组采用模块化设计,完全不必设置备用机组,运行过程中电脑自动控制,调节机组的运行状态,使输出功率与工作环境的实际利用率相协调。(2) 模块化机组的可靠性高,该机组由数个模块组成,任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行,大大提高了整个空调系统的合理性和可靠性。(3) 机组可任意放置屋顶或地面,没有机房设施和冷却水塔系统,不占用有效使用面积。同时安装施工工作大为简便。(4) 由于机组在运行过程中是全电脑自动控制,所以日常不需要专业技术人员管理维护。1. 主要设备选型设备名称规格型号主要参数数量单位备注水冷机组SLSB1100制冷量:1093K
9、W功率:226KW1台空调循环水泵DFG200-315/4/30G=200t/h H=32m N=30kw2台一用一备冷却水循环泵DFG200-315(11)B/4/30流量:246m3/h,扬程:24m, 功率:30KW2台一用一备2. 运行费用分析设备名称运行季节设备总功率(kw) 运行时间(天)运行时间(小时/天)时间百分数负荷百分数用电/燃气量kwh(Nm3/h) 总用电量(kwh) 运行费用(元)主机夏季2269010408078105.6131803.2105442.56205024408403029289.6水泵冬季夏季60901010090583205832046656市政热网
10、冬季26元/平米260000 冬季总运行费用(万元)26单位面积运行费用(元/m2)26夏季总运行费用(万元)12.6单位面积运行费用(元/m2)12.6全年总运行费用(万元)34.2单位面积运行费用(元/m2)34.23. 初投资分析 序号 设备名称 规格型号 单价 (万元) 数量 合计(万元) 1冷水机组SLSB1100581台58 2 空调机房造价403市政接口费120元/m210000平米120 4末端工程造价100.0 5总投资318由于天津市市政热网接口费高的现状,本方案初投资较高,单位建筑面积采暖费也较高,造成冬季运行费用高。方案三:水源热泵中央空调方案主机采用水源热泵机组,夏季
11、提供7-12的冷水,承担夏季冷负荷并提供生活热水;冬季提供50-45的热水,承担冬季热负荷。1. 水源热泵机组特点水源热泵机组以水为载体,冬季采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水,甚至工业废水、污水的低品位热能,借助热泵系统,通过消耗部分电能,将所取得的能量供给室内取暖;在夏季把室内的热量取出,释放到水中,以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。由于水源热泵技术利用地表水作为空调机组的制冷制热的源,所以其具有以下优点:(1)环保效益显著水源热泵是利用了地表水作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免
12、了排烟污染;供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘,使环境更优美。(2) 高效节能水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高。而夏季水体为18-35,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高。据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户3040的供热制冷空调的运行费用。(3)运行稳定可靠水体的温度一年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源,水体温度较恒定的特性,使得热
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