中央空调热泵冷热源的解决方案与选择

提要:冷(热)源来源经济与否直接关系建筑物空调的初投资与综合运行费用。本文以实际设计方案为例,对不同制冷机冷源与热泵热源来源方案进行了综合性经济分析、比较,从而得出结论:用“热源塔热泵”系统可实现冷暖空调卫生热水三联供,的确是一个经济合理的方案。

  在厂家交货前进行标准工况制冷量测试时发现每台只有120KW/台。比原设计配置减少了160×2-120×2=80KW,相当于25%的设备容量配置。2008年南方遭受了50年一遇的-1~-4℃冰冻期,这个先天性不足的容量配置系统,经受了严峻的实际考验。标准工况制冷量为120×2=240KW的机组在低温位热源进水温度为-5℃情况下,压缩机自然衰竭要大于标准工况制冷量的25%,实际工况供热量为90×2=180KW.在冰冻期期间,由于热源塔热泵低温位热源来源稳定,无霜运行效率高满足要求,平均日输出45℃生活热水15吨,客房供暖温度达到28~33℃,大堂供暖温度达到24~26℃。热源塔热泵性能,在“低温高湿冰冻期”就闭式热源塔而言,只要保障溶液冰点浓度,在-5℃低温位热源,输出热水45℃情况下,机组的供热性能系数COP不低于3.0(实验室测试,传统干式热泵螺杆机组在给定-5℃低温位热源,输出热水52℃条件下,供热性能系数COP不低于2.6)。

  系统性能热源塔热泵夏季为高效水蒸发冷却制冷机,冬季为高效宽带无霜空气源热泵。由冷热源吸收设备——闭式热源塔和低位热源提升设备——低热源热泵组成。环境空气温度高于1.5℃以上时属于无霜运行期,环境空气温度低于1.5℃以下时累计时间约10天左右,为防止零下温度湿空气遇蒸发器结霜,系统负温度防霜系统自动喷淋环保防冻溶液降低换热器表面冰点,待低温期过后采用浓缩装置分离水份,保障了热源塔热泵在最恶劣工况下0~5℃供热性能系数COP值不低于3.2.系统初投资冬季酒店供热需求量为2500KW,选择热源塔热泵方案,容量应按实际供热能力确定为:Q=Q0.δ+RQ0为设定的标准制冷量、δ为实际供热系数、R为辅助热源;

  Q0=3450KWδ=0.75R=0KWQ=Q0.δ+R=3450×0.75+0=2587KW设计采用标准供热量为3450KW热泵热水机组,能够满足制热最不利工况下供热。系统应采用满液式螺杆压缩机组,热源塔热泵及冷(热)源初投资方案为445万元左右。

  小结:混合源地源热泵冷(热)源与初投资710.00万元左右;空气源热泵方案初投资为716.00万元左右;热源塔热泵及冷(热)源初投资方案为445.00万元左右,是三个空调方案中最低的。

  3.不同冷(热)源热泵方案能耗比较在对方案进行综合经济性比较时,首先应注意比较基准的基本一致。

  应用相同设备档次、能源价格等基准条件进行比较,才能保证比较结果的科学性和合理性。对比方案全部采用满液式螺杆机组。

  4.不同冷(热)源热泵方案选择与确定

  4.1混合源地源热泵方案最初的设计方案是采用地下水源热泵机组,由于项目建筑红线建筑范围内,场地基础地质岩体广布,地质构造复杂,经水文地质勘测找不到足够的地下水源来作为热泵系统的冷(热)源,而地源土壤源打孔费用和机组造价高达710.00万元左右,对比热源塔热泵节能空调系统增加初投资265.35万元,年支付贷款利息为27.76万元,全年节能回报只有5.85万元左右。且本项目又处在市中心,没有足够可利用的空地打孔。因此,地下水源、地下土壤源冷(热)源方案虽然节能,没有成熟可靠的条件使用。更何况节能费用尚不能抵消增加的初投资贷款利息。

  4.2空气源热泵方案在地源热泵方案被否定后,

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