水源热泵--经济、节能、可靠的空调能源方式(转载)
壹号公馆
2006年03月27日 16:28:48
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摘要:近几年来,水源热泵得以发展的主要推动力是它能够以量大面广的低位热能,如井水、地下 水、江、河、湖水、电厂冷却循环水、矿井水及工业余热等为能源,而且具有热回收功能, 即可利用供冷空调房间排放的冷凝热来加热供热空调房间,从而提高了建筑物内部的能源利用系数。水源热泵是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式,它具有中央空调合理利用能源,设备能效系数高,运行成本低和安全、可靠等优点。又具有分散空调调节灵活、方便,便于管理和收费等优点。因此,从我国南方的深圳、广州到过渡地区的上海 、南京直到北方采暖地区的北京、大连等城市的公共建筑(办公楼、商住楼、商场等),住宅建筑上得到了广泛的应用。

摘要:近几年来,水源热泵得以发展的主要推动力是它能够以量大面广的低位热能,如井水、地下 水、江、河、湖水、电厂冷却循环水、矿井水及工业余热等为能源,而且具有热回收功能, 即可利用供冷空调房间排放的冷凝热来加热供热空调房间,从而提高了建筑物内部的能源利用系数。

水源热泵是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式,它具有中央空调合理利用能源,设备能效系数高,运行成本低和安全、可靠等优点。又具有分散空调调节灵活、方便,便于管理和收费等优点。因此,从我国南方的深圳、广州到过渡地区的上海 、南京直到北方采暖地区的北京、大连等城市的公共建筑(办公楼、商住楼、商场等),住宅建筑上得到了广泛的应用。

近几年来,水源热泵得以发展的主要推动力是它能够以量大面广的低位热能,如井水、地下 水、江、河、湖水、电厂冷却循环水、矿井水及工业余热等为能源,而且具有热回收功能,即可利用供冷空调房间排放的冷凝热来加热供热空调房间,从而提高了建筑物内部的能源利 用系数。

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壹号公馆
2006年03月27日 18:20:26
12楼
各方案综合比较 表8

方案
单位供热(冷)量能耗(kg标煤/kwh)
单位供热(冷)量系统投资(万 元/KW)
单位供热(冷)量设备全年运行费(元/kwh)

方案1
0.057
0.414(进口)
0.07

方案2
0.057
0.533(进口)/0.415(国产)
0.07

方案3
0.133
0.412
0.12

对比方案
0.148
0.465
0.11


从表6、表7、表8的对比可知,兴隆矿实施采暖空调,以方案1为佳。

前面提到的方案1水源热泵(水-空气),方案2水源热泵(水-水)在技术与经济上都是可采用的 方案。但方案2中大型水源热泵是一种集中冷(热)源的方式,目前,国内尚无大型水源热泵 厂家,进口设备较贵,而国产水源热泵系列不全,单台容量较小,只有将多台设备集中放置在机房时,才能形成集中冷(热)源形式,投资较大,安装运行维护不便。

无论是从单位供热(冷)量所需能耗,还是从投资和运行费上看方案1都具有明显的优越性。 其中进口热泵机组的价格与方案2中国产设备的投资相近,但比方案2进口设备价格低得多, 且不要另建机房。因此,十八层楼单身宿舍拟采用方案1为实施方案。
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2006年03月27日 18:20:39
13楼
水源热泵采暖空调联供方案投资偏低的主要原因:

① 不设专用机房。中央空调的机房面积(包括空调装置、电气及其它)约为空调建筑面积的5 ~8%,其中空调装置约占4~5%,以10层建筑物为例,其中机房约占一层。水源热泵将空调 装置分散设在每户,不仅减少了机房的建设费用,在寸土寸金的地区,增加的办公面积,营业面积的作用就更大了。

② 封闭水管不要保温,对竖井没有特殊要求。中央空调系统的竖井占有较多建筑物的有效 面积,全空气系统的竖井面积更大。竖井布置的是否恰当,不仅会影响空调系统的效率,而且对空调的投资有较大的影响。

③ 不占有房间的有效面积,中央空调系统的户内装置风机盘管有时放置在窗户下,对住宅 的影响较大。

水源热泵联供方案运行费偏低的原因:

① 水源热泵采暖运行时,约占总供热量3/4的吸收热来自井水,江、河的低温热或工业余热 ;空调运行时,约为总制冷量1.2倍的总散热量由低温热或工业余热分摊,因此,较多地降 低了采暖、空调系统的运行费。

② 水源热泵机组直接设置在用户房间内,减少了输配损失。

③ 水源热泵机组能效系数较高,且性能系数的稳定性较好。

④ 水源热泵系统具有热回收性能。当同一建筑中有的房间需供热,有的房间需空调时,往 往无需冷却及辅助加热。
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2006年03月27日 18:20:52
14楼
三、水源热泵系统的可靠性

采暖、空调系统运行的可靠性指的是系统稳定性好,调节灵活。所谓稳定性好指 的 是采暖空调房间的温度、湿度、气流速度等热舒适性参数不受外界的影响,保持在设计范围内,即当系统的某一部分发生事故,或某用户的设备发生故障时,对另外的房间没有影响或 影响较少。水源热泵系统的热泵机组设置在每个房间内,当某一台发生故障后,只要将联接该设备的供、回水阀关断,就不会对相邻用户产生任何影响。所以说,水源热泵的稳定性非 常好。

水源热泵的温度自控装置组合在热泵机组中,无需另设控制中心或控制室,用户根据自己的 愿望,可灵活地控制室温和风机转速。这种方式不仅适合于公共建筑,对不同年龄、不同职业和不同生活要求居住的住宅建筑来说,这就显得更为重要了。

除此之外,水源热泵系统便于进行热计量,物业公司根据用户的耗电量就可向用户收费,是 解决当前采暖、空调收费难的一项重要举措。
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壹号公馆
2006年03月27日 18:21:10
15楼
四、设计是水源热泵实现可靠性、经济性、节能性的保证条件之一

水源热泵机组为水源热泵空调采暖系统创造了关键性的条件,没有这种机组,就不 存在这种系统。但机组运行的好坏与源、网、机组的系统组合方式密节相关。即与系统的设计密切相关。

水源热泵采暖空调系统设计的特点见表9

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2006年03月27日 18:21:27
16楼
水源热泵系统设计的特点 表9

项目
水源热泵
中央空调

水系统
水温(℃)
15℃/35℃
空调7℃/12 ℃采暖60℃/50℃

水量(m3/h)流速(m3/s)
每冷吨0.191/s0.684m3/hV≯0.83m /sG≮1GPM=0.0631/s
空调制冷量/5℃ 采暖 制热量/10℃

风系统)
风量(l/s)送风温差(△t)风速(m/s)
每冷吨142~248l/s(高、中、低三档)511~893m3/h=约10℃~15 ℃主干管2~3支干管2~2.5m/s
根据用户要求、要求高、△t小、风量大。主干管3-4m/s、主干管2.5-3m/s

补助加热量(KW)
按吸热量计算、考虑同时使用系数 或夜间改变设计参数后,补助加热量约为设计热负荷1/2~1/3
按设计热负荷计算

冷却塔
按总散热量的0.6~0.8选择冷却塔
按总散热量计算

自动控制
热泵专用控制;恒温调节器、自动转换开关、水温控制器、机 组安全控制、风速三档控制
户内:风机盘管三速控制中央控制室温度、压力、流量的 控制


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2006年03月27日 18:21:41
17楼
运行参数* 表10

参数
空调运行
采暖运行

最低
标准
最高
最低
标准
最高

运行
进风
干球 温球
21 14
24 18
29 26
13 -
20 -
21 -


进水 出水
7 12
33 38
59 54
-4*2-6*2
18 14
29 26

极限
进风
干球 温球
18 12
- -
35 26
5 -
- -
27 -


进水 出水
7 12
- -
49 54
- 4*2-6*2
 - -
29*326*3


〖BG)F〗

注:[WB]*1机组的送风量为每冷吨0.16m3/s,水流量为每冷吨0.16升/s至0.19升/s。

[DW]*2此时为乙稀乙二醇溶液。

[DW]*3短时间内可以为35/28℃。
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壹号公馆
2006年03月27日 18:21:52
18楼
水源热泵系统设计时要注意以下几个问题。

① 水源热泵机组的容量不要过大。中央空调冷热源设备选型时,设备制冷(热)量约为设计 冷( 热)负荷的1.05~1.10。水源热泵机组选型时,应尽量接近设计冷(热)负荷。若机组偏大时 ,运行时间短,启动频繁。机组容量合适,运行时间长,有利于除湿。

② 封闭水系统水温的选择,夏季要求水温低些,目的是提高能效,降低耗电功率。冬季水 温不要太高,因为水温高时,虽然制冷量高了,但耗电功率也高了,能效系数变化不大。

③ 设计时要考虑采暖空调对象建筑物的同时使用系数。同时使用系数的取值与建筑物类型 有关,与建筑物的数量有关,需通过理论计算和实测确定。《住宅建筑空调负荷计算中同时使用系数的确定》列出数据是:当住户〈100户时,该系数为0.7;当户数为100~150户时, 为0.65~0.7;当户数为150~200户时为0.6。
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壹号公馆
2006年03月27日 18:22:04
19楼
五、结束语

从以上分析可知,水源热泵系统是一种可靠、经济、节能的采暖方式。不仅如此, 由于它使用清洁能源,由于它节能效果明显,节能就是环保,在电力已进入买方市场的条件下,在人民生活条件迅速改善的条件下,水源热泵无疑将是一种受大家欢迎的采暖空调方式 。
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