水源热泵方案.doc

中天大厦采用水源热泵采暖/制冷的方案

用心感受，用心创造

目 录
[content]

一、前言 3
二、方案和投资 6
三、采暖/制冷运行费用分析 11
四、结论 12

一、前言
以往，办公用房及大型建筑多为双系统解决采暖和制冷，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。
水源热泵是一种利用地下浅层地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。该系统通过输入少量高品位的电能，实现低温位热能向高温位转移。地表水的热能是基本恒定的，在冬季作为热泵供暖的热源和夏季作为空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量"取"出来提高温度后，供给室内采暖;夏季把室内的热量取出来，通过地表水(或介质)释放到地下。通常水源热泵消耗lkW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。
与电锅炉和燃料锅炉供热系统相比，只能将90%以上的电能或70～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用。因此，水源热泵要比电锅炉节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量。由于水源热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃,其制冷、制热系数可达4.4～5.4，与传统的空气源热泵相比，效率要高出40%左右，制冷时其运行费用为普通中央空调的50～60%，与风冷民用家用小型空调
相比，制冷时节约运行费用60～70%。水源热泵作为一种被国家计委、国家科委、建设部列入“十一五”规划的新技术，它有如下特点:
A.属于可再生能源。
B.高效节能及低价位的运行费用。
C.环境效益显著。
D.一机多用，即可以采暖，又可以制冷，还可以全天提供生活用热水，省去了采暖设施及生活热水系统的投资。
在诸多的热泵机组品牌中意大利克莱门特机组，由于拥有独特的蒸发器专利技术，其效率比世界任何厂家生产的同类型最好的机组高出11%以上，降低了运行费用。
意大利克莱门特水源热泵，由于具有独特的系统控制技术及压缩机生产技术，是目前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，减少了机组对井水流量的需求，大幅度减少打井的一次性投资。
如果采用集中供热作为冬季采暖的热源，其热源及热管网费为每建筑平米120元～130元(天津市人民政府规定)。夏季采用水冷式冷水中空
调机组(单冷机组)进行制冷，其投资与水源热泵机组的投资相当。如果采用水源泵机组，既可以采暖又可以制冷，又可以提供生活用水，工程总造价中每平方米减少了100元以上的投资。
我们完成的水源热泵项目（包括水源系统、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㎡）、天津明都物资交易中心（10,000㎡）、天津全盈制衣有限公司办公楼（厂房）、天津峰通金属加工有限公司办公楼（厂房）等。
二、方案和投资
方案：中天大厦总建筑面积11000 m2，。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80 W/ 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，依据制冷优先的原则进行选择。为了减少一次性投资和经常性运行费用，建议新风系统采用全热交换器与风机盘管组合，可以减少冷/热负荷20%；考虑到局部大厅高度对采暖不利，建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PSRHH2002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44.7 m3/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，总制冷量达到
1281KW，因此，制冷量已经超过设计要求。

洗浴1201机组 2002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流程图

1. 制热工况
根据计算该建筑总热负荷为880KW，按照蒸发器提取热量温差为水源热泵是一种利用地下浅层地热资源，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。该系统通过输入少量高品位的电能，实现低温位热能向高温位转移。地表水的热能是基本恒定的，在冬季作为热泵供暖的热源和夏季作为空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量"取"出来提高温度后，供给室内采暖;夏季把室内的热量取出来，通过地表水(或介质)释放到地下。通常水源热泵消耗lkW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。
为849.9KW/台，输入功率为187.9KW，单台机组满负荷需要的热源水流量为50.6 m3/h。
2、洗浴负荷
根据项目规模计算，制热工况满负荷热源水流量37.2 m3/h。因此，需要配备PSRHH1201机组1台，制冷量489KW，制热量518.2KW。
2002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流程图
3、水源条件
根据北京市顺义区水资源局提供水文资料表明, 北京顺义天竺地区含水层以中、细砂为主，地下水资源丰富，200米以下含水层共4个，实探井（北京天竺宏远仓储有限公司院内）静水位43.1米，动水位51米，涌水量为50 m3/h，水温17℃。该地区地下水流动性差，具有较好的储能性，如果根据含水层的渗透系数计算合理井距，即可以冬季把提取热量后的冷水回灌到含水层中，供夏季作为冷却水使用；而夏季把建筑体内的提取热量的水回灌到含水层

中，两井互为采灌，大大提高了机组效率。同时，还可以减少提水量和回灌量，降低运行费用。根据机组对井水的需求量和回灌量，本工程需要打井4眼，其中包括还水井2眼，井深200米。

地下含水层地质构成见下表：

深度（米）
厚度（米）
含水层地质构成
110～128
18
中砂
144～152
8
细砂
166～172
6
细砂
190～197.5
7.5
粉砂
合计
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.补水系统采用恒压变频；

D.控制为机组键盘优先或计算机远程通讯方式；
5、投资：
①机组投资：合计133万元。
本方案依据“一机，一井，一泵、制冷优先、对井互 灌/采的原则”，选用克莱门特水源热泵PSRHH2002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
洗浴热水系统采用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：合计74万元。
A、 风机盘管： FP8－300台，合计 43万元（包括安装费）
B、 进出风口5万元。
C、 全热交换器选用日本松下01KZDY2NA，新风量为780～1000 m3/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（包括安装费）8万元
③冷热源用水井 合计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）：合计 13万元
⑤机房其它辅助设备 合计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；共计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
×60 m3/h精密井水过滤器2台；共计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（包括安装调试）；共计5万元。
F 洗浴设备：17.5万元。

G 8M3保温储热水箱3台： 6万元
H 3KW补水泵2台；3KW热池循环泵2台；3KW洗浴喷头循环泵4台（包括客房2台）；1201机组5KW循环泵2台；3.6万元
J 3KW变频器3台；5KW变频器1台：2.4万元
l 总投资合计: 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合计采暖费用: 135288元＋33822元= 169110元
④全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合计制冷费用: 100368元＋25092元 = 125460元
④全年每平方米制冷费用: 125460元÷11000㎡ = 11.40元/㎡
⑤全年采暖/制冷运行费用合计：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×24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合计：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

通过以上分析，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，节约运行费用约30%;大幅度减少了机组及辅助设备的投资和能耗。
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，包括对井水的提取量、回灌量、井水位、井水的进出口温度、潜水泵电压和电流、末端系统进出口温度、压力、循环水流量、电费的监视、统计和查询（年/月/日）。
系统为末端优先的实时闭环控制，可以最大限度的减少井水的提取量、机组及辅助设备的功耗，节约运行费用。系统通过RS485或RS232接口进行远程无人值守的操作方式（GSM）。
对管井的使用寿命和回灌能力，我们向用户提供20年的保用期。在项目方案确定前，可以由甲方委托或组织暖通、制冷、水利、地质的专家进行理论性验证，内容包括投资预算、井水回灌、机组运行及运行费用等内容，以保证用户投资的安全性和使用的可靠性。
五、售后服务和技术保障
意大利克莱门特设备在中国具有完善的售后服务体系及相关的管理保

障措施，整个售后服务过程将严格按照ISO9001质量标准执行。
（A） 技术资料：按要求提供。
（B） 验收条件：供方调机完毕，设备正常运转达到设计要求后，双方代表应对设备进行质量性能确认合格且在验收报告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个月的全责免费保修，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：供方的维修中心将对用户提供终身维修业务，所需要更换的部件均按成本价提供，维修中心将建立该设备的维修保养档案，定期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的备品备件，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：供方免费提供一年两次例行巡视，以协助用户日常维护工作。
（H） 操作培训：通过对用户自有操作人员的培训，使其达到熟练操作及处理一般的报警，根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灭在萌芽状态。免费为贵方培训3～5名技术人员。
（I） 远程监控：根据用户需要，设备实行联网远程集中监控，这样可
以将机组之间置于用户及CLIMAVENTA控制之下，如果有故障发生，可以在最短的时间内判断故障的原因，提出和确定解决的方案。

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