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水环热泵和双热源系统原理及特点

 wunianyi 2015-11-30



水环热泵和双热源综合应用方案,在满足室内空调要求的同时可提供60℃的卫生热水,此方案的运用,提供了一套综合能源解决方案,现实制冷、制热(采暖)、生活热水,即一个系统多个功能。在实际工程中,由一套系统可以替换原来传统的锅炉加空调系统的两套装置或系统;可应用于宾馆、商场、办公楼、医院、休闲娱乐、学校等场所。系统运行原理如下:


空调运行:水环热泵机组制冷/制热运行热量由冷却水带走至冷却塔散热,主要运行设备为:冷却塔 ——冷却水循环泵——高效水环热泵机组。

卫生热水:由直热式双热源热泵热水机组提供,工程中在冷却塔进、出水管上,旁接两根水管至双热源热水机进、出水口,机组回收空调冷却水热量制取热水。


系统特点

①、功能多、应用广:可实现了制冷、制热(采暖)、生活热水三种功能;适用于酒店宾馆、商场、办公楼、医院、休闲娱乐等场所。

②、高效:所应用的水环热泵、双热源设备等均为高效率产品,具体反映有以下几个方面。

a、系统采用水冷具有比风冷热泵机组效率高,受环境变化影响小,能效比EER可高达一4.5以上。

b、双热源利用空调冷却水作为热源来制取热水,机组产水量大、能效比高。

c、双热源机组制热水时从空调冷却水中回收热量来加热热水,降低了空调冷却系统负荷,提高了系统的能效,综合能效可达700%。

③、节能:

a、空调系统为分布式冷源,按需开停机,系统能量的调节接近与无级调节,其运行费用比一般空调系统下降30-40%。

b、机组采用多系统设计;智能化的控制,使机组能调节多、调节范围广,从而降低运行费用。

c、相关工程投资少。

④、环保:整个系统主要利用的是可再生能源——太阳能,对环境无污染。与采用油、煤、天然气等相比尽显其环保优势。

⑤、模块化设计、运用灵活:

a、水环热泵为分散、独立的设备;

b、双热源、水环热泵可根据客户实际需要相互间任意组合使用;

⑥、智能控制:

a、设备自身系统的智能控制和具有的保护功能;

b、计算机中央集中控制可实现远程控制;

3、设计依据和运行工况

①《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003);

②《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003);

③《给水排水制图标准》(GB/T50106-2001);

④《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》(GB50242-2002);

⑤《建筑给排水设计手册》;

⑥《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002);

⑦ 需方提供的相关现场资料。

系统运行工况:

水环热泵进出水温:30℃/35℃;

双热源机组出水温度:55℃;

4、同传统类型空调系统运行能耗及长期运行费用对比分析

各空调系统满负荷运行能耗估算比较


说明:年能耗按8000平方米空调面积计算,取150W/m2,每天按10小时计算;根据实际工程运转记录,PHNIX分体水源热泵的能耗于传统水冷冷水能耗相比节约费用15%,于传统风冷热泵能耗相比节约费用30%。

5、 制热水运行费用对比分析

5.1、热负荷计算

日用水量m =20000L,冷水进水温度按20℃计算。

所需热负荷Q=cm△t=1×20000×(60℃-20℃)=800000(kcal)

5.2、双热源热泵运行费用

电发热值860kcal/度,双热源热泵效率300%~700%,全年综合能效以500%计,管道热损失5%,电0.8元/度。(本地区每年用空调时间约有6个月)

全年平均综合能效比:[(7×6)+(3.0×6)]/12 = 5.0

耗电量:800000÷860÷5.0÷0.95=195.84(度/天)

运行费用:195.84×0.8=156.67(元/天)

平均费用:7.83(元/吨)

需20T热水全年运行费用:56376元

5.3、燃油炉运行费用计算

轻柴油热值10200 kcal/kg,效率80%,管道热损失5%,油4.8元/kg。

耗电量:800000÷10200÷0.8÷0.95=103.2(kg/天)

运行费用:103.2×4.8=495.36(元/天)

平均费用:24.77元/吨

5.4、燃气炉运行费用计算

液化气热值23000 kcal/kg,效率80%,管道热损失5%,气12元/kg。

耗电量:800000÷23000÷0.8÷0.95=45.77(kg/天)

运行费用:45.77×12=549.2(元/天)

平均费用:27.46元/吨

5.5、电热水炉运行费用计算

电发热值860 kcal/kg,管道热损失5%,电0.85元/度。

耗电量:800000÷860÷0.95=979.2(度/天)

运行费用:979.2×0.85=832.31(元/天)

平均费用:41.62元/吨

5.6、运行费用对比


6、总结

水环热泵空调系统是20世纪80年代初,在我国开始应用的水源热泵空调系统的一种形式。整个空调系统由单元式水源热泵机组、冷却设备(如冷却塔)、供热设备(锅炉、加热器、空气源热泵)、膨胀水箱、循环水泵等组成。空调采用集中水冷,受环境变化影响小,同时在系统中各台机组主机相互独立,运行成本较低,使用方便。水环热泵空调机组与双热源热泵热水机组配合使用,可在满足室内空调要求的同时,在夏季双热源机组充分回收空调冷却水中热量,获得60℃的生活热水,在冬季或过渡季节空调不用时,双热源机组从空气中吸收热量提供热水。此综合方案的运用,使空调机组运行效率大大提高,同时也保证了在任何气候条件下全天候提供热水,大大节约了能源。


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