EKAS热泵系列与水冷冷水燃油锅炉的方案比较.docx

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EKAS热泵系列与水冷冷水燃油锅炉的方案比较

6、EKAS热泵系列与水冷冷水+燃油锅炉的方案比较

在整个空调系统中,空调制冷机组是耗能比例较大的设备，因此优化设计方案显得尤为重要。

同时在节电的同时，节约用水已成为共识。

我国是缺水国家，华北地区尤为突出，其水量按人均占有量和耕地亩均占有量都仅为全国平均水平的四分之一左右。

随着工业发展及生活水平的提高。

城市生产生活和公共设施所需水量日益增加，因而合理用水、节约用水极为重要。

6.1.中央空调选型方案

1.电制冷水冷式冷水机组+燃油锅炉方案（需机房和冷却塔）

2.电制冷风冷热泵机组方案

对于该楼中央空调方案的选择，其建筑面积约10000m2，估算冷负荷为1000KW。

热负荷900kW,以下做二种可能方案的比较：

方案一：

选用单冷型水冷式冷水机组，匹配燃油锅炉作为冬季采暖热源。

方案二：

选用风冷式热泵机组，作为夏季冷源和冬季采暖热源。

6.2、方案论证:

1.风冷式热泵机组方案

此方案由制冷机组提供夏季冷源，冬季采暖热源.具有以下特点：

A.机组可任意放置屋顶或地面，不需机房设施、通风设施、消防设施、冷却塔系统，不占用室内的有效使用面积。

B.全部电脑全部自动化控制，自动调节机组的运行状态:

其一使输出功率与工作环境的实际利用率相协调,使得在装机容量相同时,机组的耗电量比水冷式机组要低。

年运行时间按120天，采暖90天，每天运行10小时。

据美国ARI标准，风冷冷热水机组年实际耗电量只有其装机容量的52％。

其二可使压缩机使用率均衡化,延长机组使用寿命。

C.EKAS系列的电器控制柜的全部电子元器件采用国际品牌SIEMENS或ABB的产品,性能可靠，独立的制冷系统使机组运行过程中具有自我备用的独特优点，不必设置备用机组，其任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行，这是其他方案所不能比拟的。

D.由于机组在运行过程中是全电脑自动控制，所以日常不需专业专职技术人员管理和维护。

E.风冷热泵机组方案由于不需机房、冷却塔系统和锅炉系统，安装施工简便，可缩短施工周期。

2.水冷冷水机组+燃油锅炉方案:

此方案由制冷机组提供夏季冷源,利用燃油锅炉进行冬季采暖。

具有以下特点:

◆水冷冷水智能化程度很高。

它能自动调节机组的全部运行状态:

可使压缩机使用均衡化,电脑可根据压缩机的工作状况,自动调节机组内的各压缩机的均衡使用率,从而延长机组使用寿命。

◆与风冷机组相同,机组采用国际品牌的SIEMENS或ABB的产品电气元件，运行可靠性,独立的制冷系统使机组运行过程中具有自我备用的独特优点。

不必设置备用机组,其中任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行。

◆机组蒸发器部分设计为PROVIDSE专利制冷剂分配技术,使得进出蒸发器的气液两种状态从体积到流量达到最佳值。

◆由于系统中需要用锅炉采暖，故锅炉运行需要专业专职技术人员管理和维护。

◆需要专用机房，需要冷却塔冷却泵等设备。

◆水冷式制冷机组的开启式冷却水系统，其水质会因空气携入的灰尘、可溶性气体，或因微生物的繁殖等因素所污染并引起结垢，直接影响机组的效率，造成机组冷量衰减加剧。

因而其冷却水系统日常运行管理和维修显得至关重要。

这是水冷机组不可避免的缺点。

6.3.经济分析

1.机组的初投资

机组的初投资包括设备费用，安装费用。

风冷制冷机组在室外放置,机组占用的机房面积江苏房地产价格估价。

若按冷量相同,单台机组风冷热泵价格要比水冷高一些,如果按运行费用,则风冷方案明显优于水冷.

两种机型的初投资费用列于表1（暂不含机组报价），其中两种系统冷冻水侧设备以及整机安装费用按单位冷量费用相同计算，故排除在计算之外。

同样，在机组的运行费用计算中，认为两种机型冷冻水侧单位冷量耗水量与单位冷量耗电量相同而不考虑在计算之内。

方案对比:

项目

水冷式冷水机组

意大利

EUROKLIMAT

风冷式冷水机组

意大利EUROKLIMAT

型号

EKSC135A

EKAS140AR

制冷量

477KW

495KW

制热量

无

538.2KW

数量

2台

2台

设计寿命

20年

20年

工质

R22

R22

机组配电

120KW×2

158KW×2

冷却塔

150T×2

无

冷却水泵

2台（1用1备）

160-200

42KW×1

无

冷却水补水泵

I.2台（1用1备）

3.2KW×1

无

冷冻机房面积

80m2

放在屋面或地面不占有效面积

采暖锅炉

80万大卡

无

对机房高度要求

不低于3.5m

无

要求维修人员

至少1人

无

机组的投资对比:

基本参数：

初投资的计算与比较

水冷方案:

1．主机购置费：

35.6万元/台*2台=71.2万元

2．冷却塔购置费：

8万元/台*2台=16万元

3．水泵购置费:

冷却水泵：

4万元*2台=8万元

冷却水补水泵：

0.5万元*2台=1万元

燃油锅炉：

40万元*1台=24万元

5.冷却循环水管路工程费（材料，人工）暂估：

9万元

风冷方案:

1．主机购置费：

62.8万元/台*2台=125.6万元

两种机型的初投资费用列于表1，其中两种系统冷冻水侧设备以及整机安装费用按单位冷量费用相同计算，故排除在计算之外。

同样，在机组的运行费用计算中，认为两种机型冷冻水侧单位冷量耗水量与单位冷量耗电量相同而不考虑在计算之内。

初投资对比表

项目

水冷式冷水机组

风冷式冷水机组

机组价格（两台）

71.2万元

125.6万元

采暖锅炉

32万元

无

冷却塔系统

25万元

无

冷冻机房

25万元

5万元

/总价（不含增容费）

153.2万元

130.6万元

年运行费比较

电费：

1元/KW.h

人工工资：

30000元/年.人

冷却塔补充水水费：

1.5元/吨

燃油单价：

8元/KG

制冷期：

120天

采暖期：

90天

制冷额定负荷（折合满负载）年使用时间

综合楼：

制冷时间:

24小时/天*空房率（0.7）*平均负荷系数（0.66）*120天

=1330小时/年

制热时间:

24小时/天*空房率（0.7）*平均负荷系数（0.66）*90天

=998小时/年

方案一:

1.电费：

100.7KW/每台*2台*1元/KW.时*1330时=26.77万元

2.操作人员工资:

3万元/年

3.冷却水泵及水塔电费:

（11*2+42）KW台*1元/KW.时*1330时=7.08万元

4．冷却塔补充水水费:

150M3/H.台*0.02*2台*1330*1.5元/吨=1.2万元

5.锅炉采暖费用：

900kW*860Kcal/h÷10200cal/kg*988*8=59.98万元

6.冷却水管路检修及设备折旧修理费:

年折旧率5%,即153.2万元*0.05=7.66万元

总计：

105.69万元

方案二;

1.制冷电费：

158.9KW/每台*2台*1元/KW.时*1330时=42.27万元

2.制热电费：

156.8KW/每台*2台*1元/KW.时*988时=30.98万元

2.操作人员工资:

30000元/年

总计：

76.25万元

另外EK风冷热泵机组有以下主要特点，保障机组的安全运行：

1、机组每台压缩机都对应独立的蒸发器和冷凝器，即形每台机组是由一个或两个独立的制冷回路，水系统简单，双回路系统一旦其中一回路出现故障，则可以在不影响另一回路运行的情况下进行带电检修。

2、采用螺杆式压缩机，实现制冷量在12.5%---100%之间无级调节，同时根据制冷量的输出，压缩机电功率也随之调节，同时每台压缩机所对应的冷凝风扇也随之调节。

由于EK机组的这种灵活可调性，使得总体的运行费用，主要是耗电量要低于水冷冷水机组。

3、配用先进的全自PCO3卡乐DDC可编程动微电脑控制系统，功能强大，其中央处理器只要功能如下：

电源电压/频率显示压缩机延时启动

压缩机小时启动次数限制和再启动延时保护出水温度显示和控制

制冷停机/启动抽空风量控制

风量与空气温度自适应技术压缩机工作时间自动

温度、压力数值显示累积故障报警

压缩机故障报警机组综合故障输出

自动检定与适应接口的能力压缩机工作计时

电气系统的自检功能外部联接断路报警功能

4、独一无二的超低噪音处理技术，（具体措施见附图）

（1）压缩机采用双螺杆结构，两个精密加工的螺杆靠油膜润滑和密封，高速运转的螺杆之间不接触，因而振动小，噪音低。

双螺杆在同一平面上，没有上下振动。

（2）采用高效鸟翼式静音风扇，运行宁静。

（3）压缩机被封闭在隔音箱里，聚氨脂发泡材料，有效的将螺杆压缩机的噪音阻隔在机箱内。

（4）加大风冷冷凝器的散热面积。

（5）采用特殊设计系统管路，规避低频噪声，减振。

（6）压缩机内置排气消音器。

（7）压缩机安装弹簧避振器。

水冷制冷机组维修费用的确定如下：

冷却塔的维修工作大致可分机械维修和化学清洗。

在调查中发现，冷却塔维修的好，使用效果就好。

维修费只能依据管理经验估

算，如下表所列。

冷却塔维修费用表

维修项目

时间

费用（元）

年度费用（元/年）

冷却塔填料

5年1次更换

12600.0

2520.0

风机电机轴承

1年1次更换

100.0

100.0

分水器、布水器

2年1次更换

1350.0

675.0

水泵的轴瓦、轴套

1年1次更换

250.0

250.0

加药冲洗

2年1次

1800.0

900.0

冲洗冷却塔

1年1次

240.0

240.0

275吨冷却塔总费用

4685.0（元/年）

另:

机房维修管理人员1班/天2人/班

人员工资:

2000元/月.人

全年工资:

48000元/年

全年运行费用对比表（万元）

项目

水冷式冷水机组

风冷式冷水机组

油料费

无

无

工质消耗年

无

无

人工费

7.8

3

电费

33.85

42.27

水费

1.2

无

采暖费用

59.98

30.98

合计

102.83万元

76.25万元

注:

冷却塔维护费用未计。

7、EKAS与VRV在某国家行政学院办公楼空调方案比较

7.1工程概况：

该办公楼位于国家行政学院内，总建筑面积为6000m2，共10层，每层约600m2，具有出租的性质，空调系统应该具有独立收费的可能并且使用灵活。

7.2空调系统的种类：

根据现有的情况，可以有以下三种空调系统方式：

1、利用行政学院已有的冷冻站，通过管路将冷冻水送入该办公楼，末端采用风机盘管或空调机组等。

该方式的优点为初投资较小，缺点是不易计量，使用不灵活，室外管路施工麻烦，并应核算原冷冻站的负荷、管路走向及平衡等相关方面。

2、整个空调系统采用VRV系统。

3、按照出租的可能性，每层单独设立空调系统。

每层的空调主机采用独立的风冷冷水机组，末端采用风机盘管或空调机组，每层自成体系。

4、本方案主要针对方案2、3的工作原理、技术特点、运行管理、投资等方面做一详细比较。

7.3风冷冷水机组中央空调系统与VRV空调系统的比较

1、工作原理：

风冷冷水机组中央空调系统通过风冷冷水机组内的氟里昂的压缩、膨胀制备冷水，再通过给水管道提供给室内空调系统的风机盘管、新风机组、组合空调器等设备，以达到降温，处理新风的目的。

VRV空调系统由室内机、室外机两部分构成。

室内机由蒸发器、感温器、电子膨胀阀组成。

室外机由压缩机冷凝器组成（每个室外机有两台压缩机，一台普通压缩机和一台变频压缩机）。

室外机压缩氟里昂，把氟里昂通过铜管输送至各个室内机。

室内机通过电子膨胀阀控制室内的供冷量。

2、技术与运行性能比较：

（1）VRV空调系统的特点是氟里昂直接送入室内蒸发制冷，一旦泄漏，愈强光及明火易分解为光气，有轻微致癌作用，容易对人造成健康危害，而风冷冷水机组采用冷水输送冷量，安全又方便。

（2）台VRV机组制冷量小，最多一台室外机只能拖动几台室内机，当然也有技术能拖动十几台室内机组，但这是以牺牲各房间的舒适均衡性来达到的。

而采用冷水的中央空调系统，风冷冷水机组可大可小，可以拖动几台、几十台、成百上千台的室内末端。

（3）VRV每个小系统是相互独立，每台VRV室外机独立拖动几台室内机，没有丝毫备用，一旦室外机发生故障，导致其对应的室内机房间完全没有空调。

而采用中央空调系统，所有的室外机组的每个压缩机都互为备用，即使某一台压缩机发生了故障，也基本不会影响整个大楼的空调效果。

（4）于VRV机组制冷量小，所以适合用在建筑面积不大的小型建筑或一栋大楼的某一个或几个楼层，如果近万平米的大型建筑采用VRV系统，必将需要非常多的室外机，放置室外机都成问题，严重影响大楼外观。

采用风冷冷水机组，数台机组就可轻松满足近万平米建筑的需要，轻松安置于楼顶，丝毫不会破坏大楼外观。

（5）VRV系统室内机只有几个品种，非常难于满足各种各样的房间的不同需要。

而采用风冷机组中央空调系统，有各种各样的风机盘管、柜式空调、组合式空调机组可以选用，各种形式的房间都能找到合适的末端空调设备。

（6）VRV系统由于没有新风系统或者过于昂贵，很难解决新风问题，长期在没有新风的房间里工作、学习、娱乐、会议，会觉得不舒适、影响健康。

冷水中央空调系统可以选用各种不同的新风装置，满足人们对新鲜空气的需要。

（7）由于VRV系统需要室内机和室外机同时安装完毕才能进行调试，需要室内室外同时施工，不适合用在室内工期时间要求紧迫的工程。

而采用风冷冷水机组的中央空调系统，可以室内部分和室外部分单独安装和调试，因此，室内装修工期紧迫时，可以先进行室内安装、调试和装修，室外风冷冷水机组由于出厂已经调试完毕，机组何时到现场，何时可安装至房顶，接上水管和电源即可运行。

（8）由于风冷中央空调系统采用水系统，因此，条件允许时，管路稍加改造或者直接接入热水，就可以将此空调系统改造为冷暖两用的空调系统，大大提高冬季供暖舒适性。

而VRV系统采用氟里昂，不可能有此潜力，而热泵系统最冷天采暖效果也不很乐观，如果单独设立采暖系统，初投资将会大大增加。

（9）VRV系统的氟里昂直接送入室内蒸发，氟里昂管路过长。

氟里昂会把润滑油从室外机带入室内机，故而在室外机每开机制冷一段时间后，必须进行一次回油循环。

（把热的氟里昂直接通入室内机，把润滑油溶化并带回到室外机。

）因此，VRV系统不能持续供冷而只能间歇运行。

且在机组低负荷运行时回油不好，影响使用寿命。

（10）采用风冷冷水机组的中央空调系统，室内可灵活的采用全空气系统、空气--水系统或全水系统，室内布置风管和水管，风管之间用法兰联接，水管和水管之间、水管和机组之间用法兰和丝扣联接，因此施工和操作简单、可靠、成本低。

而采用VRV系统，室外机与室内机之间用铜管焊接，由于氟里昂极易泄漏，故而对管路的密封要求非常高，施工难度大，不易保养维护，质量要求极高，造成投资成本特别高。

（11）VRV系统采用氟里昂，一旦泄漏，将严重影响制冷效果，添加冷媒价格昂贵并且需要非常专业的技术人员完成。

而水系统若发生泄漏，系统补水便宜，系统自动完成。

VRV系统的每个室外机与相连的几个室内机组成一个完整的制冷循环系统，系统内只要有一个设备发生故障，整个系统都需要停下来进行维修和更换，与之相关的几个房间同时没有了空调。

风冷机组采用模块设计，每单元都可单独进行维修更换，特别是室内机组即使发生故障或损坏，可关闭水阀门，单独进行维修和更换，此时还不会影响到其它房间的正常空调运行。

（12）VRV系统管路皆为薄铜管焊接，外加保温层。

如发生泄漏，不易查出准确泄漏位置。

而只能找出大体位置。

这样就得切开大段的保温材料，切开铜管，进行修理。

氟里昂的泄漏不易察觉，只有当泄漏影响到机组运行时才被发觉。

而且在切开铜管和维修完毕焊接时都不可避免的泄漏大量氟里昂，造成了极大的浪费。

氟里昂系统内不能允许有空气、水蒸汽等其他气体。

但在切开管路维修完毕之后，很难保证系统内的纯净度。

这样会造成系统的腐蚀，严重的会堵塞膨胀阀，损坏压缩机。

所以，VRV系统的系统维护和修理更换难度非常大。

而风冷冷水机组中央空调系统的日常维护和修理就简单的多，并且可以真正做到无人职守。

7.4空调负荷计算

按照每平方米100W计算，每层的负荷约为60kW，整个建筑的空调负荷为600Kw。

7.5、两种空调系统初投资及运行费用比较

风冷式冷水机组中央空调系统

VRV系统

初投资（万元）

其中每层一台主机为120万元，加上末端部分和安装部分80～100万元共计200～220万元；如果每两层一台主机为100万元，加上末端部分和安装部分80～100万元共计180～200万元）

约280万元（以VRV系统集成商报价为准）

运行费用（万元/年）

约15万元

约20万元

说明：

5、因空调系统中办公部分为每天运行8小时、一年运行一个夏季120天。

电费为0.8元，季节平衡系数为0.52。

6、风冷式冷水机组总功率为228kw，加上泵的电费，则年运行费用为15万元。

7、VRV系统，以大金空调为例估算运行费用，最大一台机组制冷量为25kw，总功率为11kw，本系统约需24台机组，则年运行费用为20万元。

由比较可得知：

采用VRV系统，年运行费用、初投资均高出风冷冷水机组中央空调系统。

8、EKAS全热回收方案与风冷热泵+燃油热水锅炉方案比较

8.1、工程概况

本工程为四星级酒店，主要有客房，餐厅，桑拿。

建筑面积为21000平米，按冷负荷指标为90W/m2,总冷负荷1890kW;热负荷指标为60W/m2，为1260kW,共270套客房，470个就餐席位。

8.2.设计思路

酒店建筑的使用特点

1夏天制冷冬季采暖

2提供24小时卫生热水使用

根据酒店的使用情况将分为三个工作状况：

制冷

夏季工作状况

免费提供卫生热水

过渡工作状况季节提供卫生热水

采暖

冬季提供卫生热水

8.3、推荐方案及方案介绍

推荐使用EK风冷热泵全热回收机组，该机组在完成空调制冷的同时可以得到比燃油锅炉更加经济的卫生热水。

本系统中，在生活热水系统中跟普通锅炉热水系统增加了一个生活热水蓄水箱。

主要是因为风冷热泵热水机组相对于普通热水锅炉价格高一些，如果不用蓄水箱，必须按热水最高峰热负荷配置热水机组，初投资会很高。

增加蓄水箱可以适当缓冲高峰热负荷，机组可以按平均热负荷配置，机组可以小许多，有效减少初投资。

另外，热泵机组的进出水温差不超过10℃，与锅炉有区别，也需要一个蓄水箱进行循环加热。

蓄水箱内蓄存的热水应能补偿高峰用量与机组生产热水能力差额。

（假设蓄2个小时的生活热水）

客房按300L/套•天计算，餐厅按50L/人，桑拿按每天需要100吨。

总的用水量为300L/套•天×270套/1000+50L/人×470人/1000+100m3=204.5m3

蓄水量为204.5m3/12小时×2小时＝34m3

建议热水蓄水箱的容量设定为34m3。

生活用水的热负荷：

204.5/12×1000×（50-10）/860=793kW

8.4、推荐产品及技术参数

机型

EKAS235ARSR

EKAS300

制冷量（kW）

826.6

1068.3

机组输入功率（kW）

246.1

338.9

COP值（kW/kW）

3.36

3.15

制热量（kW）

895.7

1157.2

机组输入功率（kW）

240.4

334.3

COP值（kW/kW）

3.73

3.46

冷冻水流量（m3/h）

142.2

183.7

冷冻水压降（kPa）

44

67

空调

水

冷冻水进出口温度（℃）

12/7

12/7

空调热水进出口温度（℃）

40/45

40/45

卫生

热水

卫生热水进出口温度（℃）

45/50

----

全部热回收量（kW）

967.4

------

长

宽

高

7700

2260

2525

9900

2260

2525

我们推荐EKAS带热回收风冷热泵，夏季制冷同时可以免费回收热量，供洗浴、桑拿、厨房用水。

过度季节可以单独提供生活热水，机组耗电指标同制热；冬季制热同时也可以提供生活热水，机组耗电指标同制热。

机组参数可以看出，冬季机组能提供的制热量为：

895.7+1157.2=2052.9KW，需要制热量为：

1260kW，即冬季还有792.9kW提供生活热水，足够满足需要。

8.5.经济分析，运行费用

以下计算均依据：

（1）制冷季180天;每天开机12小时

（2）供暖季100天;每天开机12小时（3）全年提供生活热水,每天生活热水用量204.5吨（4）电费为0.8元/KWh，油费为7.5元/Kg（5）空调使用季节系数0.51（不同时间，系统运行负荷不同，只有很少的时间系统能达到满负荷运行。

通常10%的时间，负荷在90%以上；30%的时间，负荷在60%以上；60%的时间，负荷在40%——根据美国ARI标准和中国行业标准JB/T4329-97）。

方案1普通风冷热泵+全热回收风冷热泵

⒈夏季供冷运行费用：

夏季高峰供冷时，两台机组满负荷运转。

夏季总耗电量：

（246.1+338.9）kW×180天×12h×0.51=644436kWh

两种方案的一般辅助设备（末端、水泵等）的耗电相差不大，不做比较。

耗电费用：

613150kWh×1=644436元

⒉冬季供暖运行费用：

供暖高峰时，需要制热量1260KW，两台机组部分负荷运行，COP值按3.84，相差不大，则耗电量：

耗电量：

1260KW/3.46×100天×12小时×0.51=222867kWh

耗电费用：

222867kWh×1=222867元

3．生活热水费用

单位热水的电耗：

246.1kWh/（826.6×860/1000/（50-10））吨=15.08kWh/吨

夏季生活热水免费，过渡季节和冬季生活热水费用：

耗电量：

15.08kWh/吨×204.5吨/天×180天=555095kWh

耗电费用：

555095kWh×1=555095元

4.全年总运行费用：

644436元+222867元+555095元=1，422，398元/年

方案2普通风冷热泵+燃油锅炉（风冷热泵以EKAS为例）

⒈夏季供冷运行费用：

夏季高峰供冷时，两台机组满负荷运转。

夏季总耗电量：

（246.1+338.9）kW×180天×12h×0.51=644436kWh

两种方案的一般辅助设备（末端、水泵等）的耗电相差不大，不做比较。

耗电费用：

644436kWh×1=644436元

⒉冬季供暖运行费用：

供暖高峰时，需要制热量1260KW，两台机组部分负荷运行，COP值按3.84，相差不大，则耗电量：

耗电量：

1260KW/3.46×100天×12小时×0.51=222867kWh

耗电费用：

222867kWh×1=222867元

3．生活热水费用

生活热水由燃油锅炉提供，参考参数：

轻柴油低位发热量：

10240Kcal/Kg，锅炉效率90%：

单位热水的油耗：

1Kg/（10240*90%/1000/（50-10））吨=4.34Kg/