水源热泵制冷和采暖专项方案.docx
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水源热泵制冷和采暖专项方案
水源热泵
采暖/制冷方案
[content]
一、序言
以往,办公用房及大型建筑多为双系统处理采暖和制冷,即冬季燃煤锅炉供暖或集中供热,夏季制冷由水冷式冷水中央空调机组或用风冷民用家用小型空调。
水源热泵是一个利用地下浅层地热资源,既可供热又可制冷高效节能空调系统。
该系统经过输入少许高端电能,实现低温位热能向高温位转移。
地表水热能是基础恒定,在冬季作为热泵供暖热源和夏季作为空调冷源,即在冬季,把地能中热量"取"出来提升温度后,供给室内采暖;夏季把室内热量取出来,经过地表水(或介质)释放到地下。
通常水源热泵消耗lkW能量,用户能够得到4kW以上热量或冷量。
和电锅炉和燃料锅炉供热系统相比,只能将90%以上电能或70~90%燃料内能转化为热量,供用户使用。
所以,水源热泵要比电锅炉节省三分之二以上电能,比燃料锅炉节省二分之一以上能量。
因为水源热泵热源温度整年较为稳定,通常为10~25℃,其制冷、制热系数可达4.4~5.4,和传统空气源热泵相比,效率要高出40%左右,制冷时其运行费用为一般中央空调50~60%,和风冷民用家用小型空调
相比,制冷时节省运行费用60~70%。
水源热泵作为一个被国家计委、国家科委、建设部列入“十一五”计划新技术,它有以下特点:
A.属于可再生能源。
B.高效节能及低价位运行费用。
C.环境效益显著。
D.一机多用,即能够采暖,又能够制冷,还能够全天提供生活用热水,省去了采暖设施及生活热水系统投资。
在很多热泵机组品牌中意大利克莱门特机组,因为拥有独特蒸发器专利技术,其效率比世界任何厂家生产同类型最好机组高出11%以上,降低了运行费用。
意大利克莱门特水源热泵,因为含有独特系统控制技术及压缩机生产技术,是现在唯一拥有能够一次性将3℃以上可利用温度,由机组蒸发器全部提取,降低了机组对井水流量需求,大幅度降低打井一次性投资。
假如采取集中供热作为冬季采暖热源,其热源及热管网费为每建筑平米120元~130元(天津市人民政府要求)。
夏季采取水冷式冷水中空
调机组(单冷机组)进行制冷,其投资和水源热泵机组投资相当。
假如采取水源泵机组,既能够采暖又能够制冷,又能够提供生活用水,工程总造价中每平方米降低了100元以上投资。
我们完成水源热泵项目(包含水源系统、机房、末端、管网和控制系统调试)有:
天津农场局办公楼采暖/制冷工程(8,500㎡)、天津技术监督局产品质量监督检验所工程(15,000㎡)、天津联盟里小区(26,000㎡)、唐山公安局指挥中心(20,000㎡)、天津三达大酒楼(9,000㎡)、天津明全部物资交易中心(10,000㎡)、天津全盈制衣办公楼(厂房)、天津峰通金属加工办公楼(厂房)等。
二、方案和投资
方案:
大厦总建筑面积11000m2,。
设计总冷负荷为990KW,,总热负荷为880KW。
单位建筑面积冷负荷为90W/m2,热负荷为80W/m2。
1、水源系统和热泵系统(辅助设备)选型依据“一机、一井、一泵;机组制冷/制热量,依据制冷优先标准进行选择。
为了降低一次性投资和常常性运行费用,提议新风系统采取全热交换器和风机盘管组合,能够降低冷/热负荷20%;考虑到局部大厅高度对采暖不利,提议安装形式为落地式风机盘管或考虑高静压风机盘管。
2、冷负荷990KW,选择克莱门特螺杆水源热泵机组PSRHH机组2台,单机机组制冷量792.9KW/台,输入功率139.4KW。
冷凝器释放热量温差16℃,单机制冷时冷却水流量44.7m3/h;洗浴机组PSRHH1201机组夏季由系统提取热量,可为系统制冷贡献冷量489KW,总制冷量达成
1281KW,所以,制冷量已经超出设计要求。
洗浴1201机组机组
(制冷量489KW)(制冷量792KW)
系统回水蒸发器蒸发器系统供水
冷凝器冷凝器
储热箱1号井2号井
制冷工况机组水系统步骤图
1.制热工况
依据计算该建筑总热负荷为880KW,根据蒸发器提取热量温差为水源热泵是一个利用地下浅层地热资源,既可供热又可制冷高效节能空调系统。
该系统经过输入少许高端电能,实现低温位热能向高温位转移。
地表水热能是基础恒定,在冬季作为热泵供暖热源和夏季作为空调冷源,即在冬季,把地能中热量"取"出来提升温度后,供给室内采暖;夏季把室内热量取出来,经过地表水(或介质)释放到地下。
通常水源热泵消耗lkW能量,用户能够得到4kW以上热量或冷量。
为849.9KW/台,输入功率为187.9KW,单台机组满负荷需要热源水流量为50.6m3/h。
2、洗浴负荷
依据项目规模计算,制热工况满负荷热源水流量37.2m3/h。
所以,需要配置PSRHH1201机组1台,制冷量489KW,制热量518.2KW。
机组
(制热量1011KW)
洗浴1201机组
系统回水冷凝器系统供水
3号井蒸发器
冷凝器蒸发器
2号井1号井
储热箱
4号井
制热工况机组水系统步骤图
3、水源条件
依据北京市顺义区水资源局提供水文资料表明,北京顺义天竺地域含水层以中、细砂为主,地下水资源丰富,200米以下含水层共4个,实探井(北京天竺宏远仓储院内)静水位43.1米,动水位51米,涌水量为50m3/h,水温17℃。
该地域地下水流动性差,含有很好储能性,假如依据含水层渗透系数计算合理井距,即能够冬季把提取热量后冷水回灌到含水层中,供夏季作为冷却水使用;而夏季把建筑体内提取热量水回灌到含水层
中,两井互为采灌,大大提升了机组效率。
同时,还能够降低提水量和回灌量,降低运行费用。
依据机组对井水需求量和回灌量,本工程需要打井4眼,其中包含还水井2眼,井深200米。
地下含水层地质组成见下表:
深度(米)
厚度(米)
含水层地质组成
110~128
18
中砂
144~152
8
细砂
166~172
6
细砂
190~197.5
7.5
粉砂
累计
39.5
4、控制系统:
A.潜水泵为温差变频;
B.系统循环泵为温差变频;
C.补水系统采取恒压变频;
D.控制为机组键盘优先或计算机远程通讯方法;
5、投资:
①机组投资:
累计133万元。
本方案依据“一机,一井,一泵、制冷优先、对井互灌/采标准”,选择克莱门特水源热泵PSRHH螺杆机组1台。
造价:
71万元/台。
运费、安装费、调试费、保修费15万元
洗浴热水系统采取PSRHH1201螺杆机组1台,造价39万元/台,运费、安装费、调试费、保修费8万元。
②末端设备投资:
累计74万元。
A、风机盘管:
FP8-300台,累计43万元(包含安装费)
B、进出风口5万元。
C、全热交换器选择日本松下01KZDY2NA,新风量为780~1000m3/h/台,系统共需要8台,全热交换器投资18万元
D、风管及风口(包含安装费)8万元
③冷热源用水井累计64万元。
满足系统冷热负荷,需打2对4眼水井,造价为800元/米。
④井管网及末端管网(材料及安装费):
累计13万元
⑤机房其它辅助设备累计64.55万元
A末端辅助设备:
18KW低噪音循环泵2台,3KW恒压补水泵2台,3KW
恒压补水泵变频柜1台;累计4.6万元。
B热水管网、管网保温、管件及阀门:
5.5万元
C水源辅助设备:
井40KW潜水泵4台,40KW温差变频柜2台;1~3um
×60m3/h精密井水过滤器2台;累计16万元。
D.管件及阀门:
4万元。
E主机辅助设备:
水路切换装置,集(分)水器,蒸发器及冷凝器
入口过滤器,压力、流量、温度传感器和变送器(包含安装调试);累计5万元。
F洗浴设备:
17.5万元。
G8M3保温储热水箱3台:
6万元
H3KW补水泵2台;3KW热池循环泵2台;3KW洗浴喷头循环泵4台(包含客房2台);1201机组5KW循环泵2台;3.6万元
J3KW变频器3台;5KW变频器1台:
2.4万元
●总投资累计:
348.55万元
投资结构:
井:
18.36%
制冷/采暖机组:
38.16%
新风系统:
8.9%
热水洗浴系统:
20.41%
末端管网、电控设备及辅助设备:
14.17%
三、采暖/制冷运行费用分析
11000平方米采暖运行费用及经济技术指标(电价0.6元/KW/H):
①机组:
0.6元/KW/h×187.9KW×20小时×120天×0.5(运行系数)=135288元
②辅助设备电费:
135288元×0.25=33822元
③累计采暖费用:
135288元+33822元=169110元
④整年每平方米采暖费用:
169110元÷11000㎡=15.37元/㎡
11000平方米制冷运行费用及经济技术指标(电价0.6元/KW/H):
①机组:
0.6元/KW/h×139.4KW×20小时×120天×0.5=100368元
②辅助设备电费:
100368元×0.25=25092元
③累计制冷费用:
100368元+25092元=125460元
④整年每平方米制冷费用:
125460元÷11000㎡=11.40元/㎡
⑤整年采暖/制冷运行费用累计:
135288元+100386元=235674元
洗浴热水机组运行费用:
①机组:
0.6元/KW/h×111.3KW×二十四小时×1天×0.5=801.36元/天
②辅助设备电费:
801.36元×0.25=200.34元
③累计:
1001.7元/天
注:
夏季制冷期120天,洗浴热水机组为空调系统制冷,热水为无费用副产品,将不发生热水费用。
四、结论
经过以上分析,使用意大利克菜门特水源热泵采暖/制冷,比使用燃煤锅炉加水冷式冷水机组,节省运行费用约30%;大幅度降低了机组及辅助设备投资和能耗。
水源热泵控制系统,将水源系统、热泵系统及末端系统完全置于计算机控制和监视之下,包含对井水提取量、回灌量、井水位、井水进出口温度、潜水泵电压和电流、末端系统进出口温度、压力、循环水流量、电费监视、统计和查询(年/月/日)。
系统为末端优先实时闭环控制,能够最大程度降低井水提取量、机组及辅助设备功耗,节省运行费用。
系统经过RS485或RS232接口进行远程无人值守操作方法(GSM)。
对管井使用寿命和回灌能力,我们向用户提供20年保用期。
在项目方案确定前,能够由甲方委托或组织暖通、制冷、水利、地质教授进行理论性验证,内容包含投资预算、井水回灌、机组运行及运行费用等内容,以确保用户投资安全性和使用可靠性。
五、售后服务和技术保障
意大利克莱门特设备在中国含有完善售后服务体系及相关管理保
障方法,整个售后服务过程将严格根据ISO9001质量标准实施。
(A)技术资料:
按要求提供。
(B)验收条件:
供方调机完成,设备正常运转达成设计要求后,双方代表应对设备进行质量性能确定合格且在验收汇报上签字后开始计算保修期。
(C)保修业务:
供方将提供用户货到24个月或开机12个月全责无偿保修,保修期内任何机组本身故障和元件损坏,均由供方负责和更换,费用由供方负担。
(D)保修服务:
供方维修中心将对用户提供终生维修业务,所需要更换部件均按成本价提供,维修中心将建立该设备维修保养档案,定时向用户提供咨询服务。
(E)响应时间:
售后维修服务点备有充足备品备件,接到用户保修电话,供方维修工程师将在3小时内赶到现场,并于2日完成保修或零件更换工作。
(F)例行维护:
供方无偿提供十二个月两次例行巡视,以帮助用户日常维护工作。
(H)操作培训:
经过对用户自有操作人员培训,使其达成熟练操作及处理通常报警,依据实际需要调整运行参数,对机组进行日常保养及维护。
作到把隐患和故障消亡在萌芽状态。
无偿为贵方培训3~5名技术人员。
(I)远程监控
- 配套讲稿:
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