水源热泵方案推荐书.docx

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水源热泵方案推荐书

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某物流中心水源热泵

中央空调方案

一、空调系统设计指导思想：

节能、舒适，容量调节方便、噪音低、振动小，不破坏建筑外观及室内装修。

完全遵照国际标准,结合中国实际国情设计。

“大温差,小流量”的技术思路,为用户最大限度节省宝贵的水资源，同时降低运行费用。

计算机辅助最优设计,保证机组在任何工况下均处于最佳运行状态。

二、设计要求及依据

根据与甲方单位交流，本工程所有区域考虑中央空调系统，要求夏季制冷，冬季制热；整个空调系统设计以实用、高效节能、维护管理简单方便为原则。

1、室外设计计算温度

根据济南市气象统计资料，系统室外设计参数如下：

室外计算干球温度：

冬季:

－10℃夏季:

34.8℃

夏季空调室外计算湿球温度：

26.7℃

室外计算相对湿度：

冬季:

50%夏季:

83%

2、设计所采用之相关国家标准和规范：

《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003

《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243-2002

《建筑设计防火规范》GB50016－2006

业主对中央空调系统的具体要求。

三、空调负荷计算

本工程建筑面积约为20000m2,该建筑采用中空PC板建设（传热系数3.3W/m2•℃），顶部设遮阳膜。

根据确定的空调室内、室外设计计算温度及房间使用用途情况，结合我公司多年空调安装工程经验及国内外同类空调工程实例总结的冷热负荷指标，计算冷热负荷如下表（制冷负荷按120W/m2，热负荷114W/m2计算）：

室内设计参数

制冷量、制热量（KW）

夏季

≦30℃

2400

冬季

≧18℃

2280

四、空调设计方案

结合我公司多年的中央空调设计经验，现决定对系统统一考虑中央空调系统。

空调主机夏季和冬季均采用水源热泵机组，夏季生产冷冻水，冬季生产空调用热水，以现有的地下水蕴含的可利用热量完全满足空调系统使用要求。

中央空调主机具有对载体—水进行冷却或加热的功能，夏季制冷、冬季制热；系统运行时，是由循环水泵将载体送至空调主机冷却或加热后，并通过管路送至各空调末端设备，以对室内的空气进行冷、热交换，通过载体的循环，不断地将冷量或热量送入室内以达到空气调节目的。

五、制冷主机及空调末端选型

1、制冷主机选型：

本工程总冷负荷为2400kw，拟采用两台水源螺杆机组WLSR-1200（单台制冷量1200KW，制热量1140kw，额定功率277.2KW/h），详细参数见水源热泵机组样本。

2、空调系统末端选型：

空调系统末端采用全空气式空调系统，用吊顶式空调机组，该机组安装在建筑装修吊顶之上，既节省了建筑空间，又美观大方。

根据本工程实际情况，拟采用WDK-100S机组50台（制冷量54KW，制热量75.6KW,风量10000m3/h，机外余压300Pa），详细参数见吊顶式空调机组样本。

六、水源热泵系统的优点

1、水源热泵高效节能

水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。

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。

而夏季水体温度为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，从而提高机组运行效率。

水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3～5.0kW.h的热量或5.4～6.2kW.h的冷量。

与空气源热泵相比，其运行效率要高出20～60％，运行费用仅为普通中央空调的40～60％。

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30～40％的供热制冷空调的运行费用。

2、水源热泵属可再生能源利用技术

水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。

其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。

地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。

这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。

所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。

3、地源热泵属经济有效的节能技术

　　地能或地表浅层地热资源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，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%，因此要节能和节省运行费用40%左右。

水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。

不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。

4、环境效益显著　　

水源热泵的使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。

所以节能的设备本身的污染就小。

设计良好的水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上。

水源热泵技术采用的制冷剂，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代共质。

水源热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。

5、一机多用，应用范围广　　

水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。

特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，水源热泵有着明显的优点。

不仅节省了大量能源，而且用一套设备可以同时满足供热和供冷的要求，减少了设备的初投资。

水源热泵可应用于宾馆、商场、办公楼、学校等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅住宅的采暖、空调。

并且安装容易，安装工作量比传统空调系统少，安装工期短，更改安装也容易。

6、水源热泵节水省地

　　以地表水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染；省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。

7、水源热泵环保效益显著

　　水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。

所以，水源热泵机组运行无任何污染，无燃烧、无排烟，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。

8、水源热泵运行稳定可靠，维护方便

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，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性；采用全电脑控制，自动程度高。

由于系统简单、机组部件少，运行稳定，因此维护费用低，使用寿命长。

9、地源热泵空调系统维护费用低

　　在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。

地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，所有的部件不是埋在地下便是安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，其地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此地源热泵是免维护空调，节省了维护费用，使用户的投资在3年左右即可收回。

　　此外，机组使用寿命长，均在15年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。

10、水源热泵符合国家政策，获得政策性支持

　　国家十分重视可再生能源开发利用工作，《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施；同时，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。

从国家立法和发展战略的高度，对可再生能源的发展应用予以强力推动。

　　日前,国家财政部、建设部发文《关于推进可再生能源在建筑中应用的实施意见》以及《可再生能源建筑应用专项资金管理暂行办法》，明确指出“十一五”期间，可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为25%以上，到2020年，可再生能源应用面积占新建建筑面积比例为50%以上，这为我国水源热泵的发展提供了良好的环境和强劲的动力。

七、水源热泵系统初投资分析

方案

项目

水源热泵系统

水源螺杆热泵机组

WLSR-12002台

约115万元

吊顶式空调机组

WDK-100S50台

约76万元

机房辅助设备

循环水泵、定压补水装置、软化水设备等

约45万元

空调系统安装

机房、末端设备安装

约215万元

水源水部分

打井费用、潜水泵等

约35万元

合计

约486万元

说明：

本报价不含空调系统配电费用。

八、水源热泵系统运行费用分析

该运行费用均依据以下参数计算：

（1）制冷季100天，每天开机8小时

（2）供暖季110天，每天开机8小时

（3）电费为0.7元/kW·h

（4）空调运行系数0.6（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

项目

水源热泵系统

夏季制冷费用

780kW×8h/天×0.7元/kW·h×0.6（机组运行系数）×100天=26.2万元

冬季供暖费用

780kW×8h/天×0.7元/kW·h×0.6（机组运行系数）×110天=28.8万元

年运行费用合计

55万元

全年每平米运行费用

27.5元/㎡

九、水源热泵系统简介

水源热泵是一种高效节能、经济环保、安全稳定、冷暖两用、运行灵活的新型中央空调系统。

它利用地表水（江、河、湖水）、地下水、工业废水及生活废水、海水等，又可用取之不尽，借助热泵系统，既能制冷、又能制热，是一种高效建筑节能技术。

　　进入二十一世纪，能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。

随着经济的持续发展，人们生活水平的不断提高，对空调的舒适性、室内空气品质的要求也越来越高。

为了更好地满足人们这种更加舒适和更加有利于身心健康的要求，现介绍近年来在空调领域兴起的水源热泵空调系统。

　　地球表面或浅层水源的温度一年四季基本不受外界气候影响，相对稳定，一般为10~25℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。

　　水源热泵是既可供热又可供冷的高效建筑节能技术。

能有效节省能源、减少大气污染及CO2排放。

　　水源热泵可采用多种形式的冷热源，如利用地球表面（土壤）或浅层水源（如地下浅层水、河水、湖泊和海水等），或者人工再生水源（工业废水、废气等），既可供热又可制冷的高效节能空调系统。

　　我国的水源热泵刚刚起步，发展前景看好。

目前已经有数个示范工程。

在华东地区，越来越多的中国用户开始熟悉水源热泵，并深感兴趣。

主要是因为常规能源的节约和可再生能源的充分利用；另一方面是因为有较好的热泵科研与应用基础。

十、系统组成及工作原理

水源中央空调系统是由末端（室内空气处理末端等）系统，水源中央空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。

为用户供热时，水源中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机（热泵）"泵"送到高温热源，以满足用户供热需求。

为用户供冷时，水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源中，以满足用户制冷需求。

图1是水源热泵系统原理示意图。

图1：

水源热系统原理示意图

水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种：

闭式系统需要构造地下埋管换热器或者地表水埋管换热器，形成封闭的地源水循环系统，向地下土壤或者地表水散热或者取热。

开式系统的特点是抽取地下水或者地表水，在板式换热器中与机组的循环工质进行热交换，实现散热或者取热后，再回灌到地下或者河流。

本工程采用开式系统。

十一、半封闭螺杆式冷水机组

半封闭螺杆式冷水机组是我公司研制、设计的主导产品之一，具有体积小、噪音低、寿命长、效率高、型号齐全、操作简便等优点，可满足用户不同负荷要求。

广泛应用于各种宾馆、饭店、学校、办公楼、医院、商场、工业生产等场所。

1、质量保证：

★每台机组的设计、生产、销售均严格按照ISO9001：

2000质量保证体系运行，以确保产品质量的可靠性。

★每台机组严格按国家标准规定的检测项目，通过由国家压缩机制冷设备质量监督检验中心认可的全性能测试台检测，各项性能指标均达到或优于国家标准规定的要求，才准予出厂，产品质量稳定，运行可靠，得到了国内外广大用户的一致好评！

★中央空调公司具有国际先进水平的水冷冷水机组试验室，用于水冷冷水机组的设计、开发、研制及产品的出厂测试。

2、产品主要技术特点：

★高效节能

a、满液式蒸发器设计，采用双侧强化高效换热管，实现小温差换热，机组能效比大幅提高；

b、冷水紊流流动不易结垢，有利机组高效运行；

c、压缩机系专为满液式蒸发器而设计，电机由制冷剂吸气冷却并直接驱动转子，效率高，寿命长；

d、通过滑阀按需机组可在12.5%-100%之间自动进行能量调节，能极好地适应负荷变化。

★独立制冷回路

a、每台压缩机均有一个独立的制冷回路，即使有一台压缩机系统需要维护保养，另外一台或多台压缩机仍可正常运行。

b、冷凝器后装有截止阀，机组维修时可将制冷剂回收到冷凝器中，减少浪费、保护环境。

c、回路中装有干燥过滤器，用于清除制冷剂中的水分和杂物，确保机组的可靠性。

干燥过滤器芯可单独更换。

d、采用三维弯管技术，减少焊接点、提高管路强度。

★可靠性好，寿命更长，节省整体安装成本

a、机组在多压缩机设计中融入“超前－滞后”功能，大大延长了机组寿命，确保机组可靠性好，寿命更长，平均保证多压缩机设计能延长机组寿命的50％。

b、机组采用多压缩机设计，节省了整体安装成本，大大节省了安装面积。

★先进可靠的机组控制系统

a、机组采用微电脑控制器，人机界面友善，可提供对机组吸/排气压力及温度、压机运行时间、故障提示等主要运行参数的快速设置及访问。

b、各种设定参数均存储于电脑当中，即使停电，各种参数依然安全保存。

c、当发生故障时，电脑控制器会自动报警，并显示故障内容，使整机运行安全可靠。

d、自动控制各制冷回路，以及各回路中的各台压缩机的启停及上下载顺序，以均衡各回路压机的运行时间，延长机组运行寿命。

e、可实现机组与冷水泵及冷却水泵的连锁控制，确保机组高效安全运行。

f、机组启动前可快速检测机组的各个开关、传感器、电压及压缩机是否正常。

g、可实现多机群控功能。

h、可随意设定自动开停机时间，无需专人操作。

I、设有高低压、防冻、可熔栓、逆相、过载、流量、线圈过热等各种安全保护装置。

起到了多重保护功能，运行极为可靠。

★机组主要配件

1、压缩机

a、采用国际最先进5：

6非对称齿型双螺杆转子压缩机，运转平稳、振动小、噪音低、运行效率高。

b、具有多级容量调节，可根据系统负荷大小通过电脑控制器自动调节，节省能源，延长运行寿命。

c、采用高精度SKF,FAG零间隙轴承。

d、采用双层过滤式油过滤器，滤油效果更佳，使冷凝器、蒸发器充分发挥换热效率。

e、采用低铁损矽钢片与高效率槽型设计之专用马达。

f、内建压差式供油润滑系统，润滑效果更好。

g、运动部件少、可靠性高、低振动、低噪音。

h、可适用多种冷媒，如R22、R407C、R134a等，满足不同地区不同用户的要求，符合环保节能要求。

i、压机100%检测出厂实验。

2、换热器（蒸发器、冷凝器）

a、蒸发器采用（不对称）结构设计--即冷媒气态、液态回路采用不同截面积的传热铜管，使制冷剂无论在液态或气态都具有最佳、均匀的循环流速下运行，因而不仅使液态制冷剂充分蒸发，又使回路的循环阻力最小。

较（对称）式结构，具有更高的换热效率。

b、蒸发器换热管采用高效内螺纹铜管，较普通换热铜管换热效率高，体积小，运行安全可靠。

c、冷凝器换热管采用高效外螺纹铜管，较普通换热铜管换热效率高，体积小，运行安全可靠。

★、主要部件明细表

部件名称

品牌

产地

压缩机

汉锺（富士豪）

台湾（意大利）

膨胀阀

SporLan

美国

干燥过滤器

SporLan

美国

电控元件

西门子

德国

压力表

椰树

台湾

高低压保护器

鹭宫

日本

电磁阀

卡士妥

意大利