水源热泵可行性研究报告.doc

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1、目录第一章 项目摘要 错. 误!未定义书签一、项目摘要说明 错. 误!未定义书签二、可行性研究的依据 错. 误!未定义书签三、经济技术指标 错. 误!未定义书签第二章 项目建设的必要性和可行性 错误!未定义书签一、项目建设的背景 错. 误!未定义书签二、项目建设的必要性 错. 误!未定义书签三、项目建设的可行性 错. 误!未定义书签第三章 市场供求分析及预测 错. 误!未定义书签一、蔬菜育苗现状与前景分析 错. 误!未定义书签二、蔬菜种苗生产能力调查与分析 错. 误!未定义书签三、市场需求调查与预测 错. 误!未定义书签第四章 项目承担单位的基本情况 错. 误!未定义书签一、项目承担单位状况

2、错. 误!未定义书签二、技术依托单位状况 错. 误!未定义书签第五章 项目地点选择分析 错. 误!未定义书签一、项目地点选择 错. 误!未定义书签二、项目地点建设条件 错. 误!未定义书签第六章 工艺技术方案分析 错. 误!未定义书签一、技术来源及技术水平 错. 误!未定义书签二、技术方案与工艺流程 错. 误!未定义书签三、仪器设备选型 错. 误!未定义书签第七章 项目建设目标 错. 误!未定义书签一、项目总体目标 错. 误!未定义书签二、项目具体建设目标 错. 误!未定义书签三、总体规划与布局 错. 误!未定义书签四、总体建设规模 错. 误!未定义书签第八章 项目建设内容 错. 误!未定义书

3、签一、建筑安装工程 错. 误!未定义书签二、田间工程 错. 误!未定义书签三、场区工程 错. 误!未定义书签四、仪器设备 错. 误!未定义书签第九章 投资估算和资金筹措 错. 误!未定义书签一、投资估算依据及范围 错. 误!未定义书签二、资金筹措方案 错. 误!未定义书签第十章 建设期限和实施的进度安排 错误!未定义书签一、项目建设期限 错. 误!未定义书签二、项目实施进度安排 错. 误!未定义书签第十一章 土地、规划和环保 错. 误!未定义书签一、土地与规划 错. 误!未定义书签二、环境保护与治理措施 错. 误!未定义书签第十二章 项目组织管理与运行 错. 误!未定义书签一、项目建设期组织管

4、理 错. 误!未定义书签二、项目建成后的运行管理 错. 误!未定义书签三、项目运行费用(流动资金) 错. 误!未定义书签第十三章 效益分析与风险评价 错. 误!未定义书签一、新增固定资产和开发、生产能力 错. 误!未定义书签二、经济效益分析 错. 误!未定义书签三、风险性评价 错. 误!未定义书签四、社会效益分析 错. 误!未定义书签五、生态效益分析 错. 误!未定义书签六、结论与建议 错. 误!未定义书签七、附表 错. 误!未定义书签第十四章 招标方案 错. 误!未定义书签一、招标范围 错. 误!未定义书签二、招标组织形式 错. 误!未定义书签三、招标方式 错. 误!未定义书签有关证明材料

5、错. 误!未定义书签一、附表 错. 误!未定义书签二、附件 错. 误!未定义书签三、附图错误!未定义书签水源热泵可研性报告一、前言进入二十一世纪,能源紧缺已经成为各国经济发展的世界性难题。随着经济的持续发展,人们生活水平的不断提高,对空调的舒适 性、室内空气品质的要求也越来越高。 为了更好地满足人们这种更加 舒适和更加有利于身心健康的要求,现介绍近年来在空调领域兴起的 水源热泵空调系统。水源热泵是一种高效节能、经济环保、安全稳定、 冷暖两用、运行灵活的新型中央空调系统。它利用地表水(江、河、 湖水)、地下水、工业废水及生活废水,又可用取之不尽的海水等, 借助热泵系统,既能制冷、又能制热,是一种

6、高效建筑节能技术。当今社会环境污染和能源危机严重地威胁着人类地生存与发展,如何理解这一问题已成为全人类的头等课题。在这种背景下,以环保 和节能为特征的绿色建筑和与之相应地空调系统应运而生。而热泵系 统正是满足这些要求的中央空调系统之一。水源热泵具有节能、经济、 运行可靠等特点。目前,水源热泵空调系统的应用范围正在逐步扩展。水源热泵可采用多种形式的冷热源,如利用地球表面(土壤)或 浅层水源(如地下浅层水、河水、湖泊和海水等),或者人工再生水 源(工业废水、废气等),既可供热又可制冷的高效节能空调系统。发展近况国外水源热泵的历史可以追溯到1912年瑞士的一个专利,而真正 意义的商业应用也只有近几十

7、年的历史。 如美国,到目前为止已安装 了 40万台,每年以10%勺速度稳步增长,年节约能源费用达 4.2亿 美元。美国的水源热泵主要采用盘管深埋技术,与美国不同,中、北欧如 瑞典、奥地利、德国等国家主要利用浅层地热资源,采用地下土壤埋 盘管,用于室内地板辐射供热装臵中。我国的水源热泵刚刚起步,发展前景看好。在辽宁地区目前已经有 数十个示范工程。越来越多的用户开始熟悉水源热泵,并深感兴趣。 主要是因为常规能源的节约和可再生能源的充分利用;另一方面是因为有较好的热泵科研与应用基础。三、系统组成及工作原理水源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高

8、效节能空调系统。水 源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现低温位热能 向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调 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,释放到地能中去。通常水源热泵消耗 1kW的能量,用户可以得到 4kW以上的热量或 冷量。根据热泵的热源介质来分, 热泵可分为空气源热泵和水源热泵, 而水源热泵又分为水环热泵和地源热泵。水环热泵是充分利用室内余热的一种热泵,冬季当室内余热不足时,可利用锅炉进行加 热;夏季当室内余热过多时,可利用冷却塔进行排热。地源热泵 在国内的应用刚刚起步,有关地源热泵的术语很多,

9、也很不规范,为了避免混淆,现统一采用 ASHRAE199年规定的标准术语, 即地 源热泵(Ground-Source Heat Pump, GSHP)。地源热泵是一个广 义的术语,它包括以地下水、地表水和土壤作为热源和热汇的热 泵系统。以土壤为热源和热汇的热泵系统称之为土壤源热泵(Groun d-Coupled Heat Pump, GCHP);以地下水为热源和热汇的热泵 系统称之为地下水源热泵 (Grou nd-Water Heat Pump, GWHP);以 地表水为热源和热汇的热泵系统称之为地表水源热泵(Surface Water Heat Pump, SWHP)。工作原理作为自然现象,

10、热量总是从高温端流向低温端。但如同水泵把 水从低处提升到高处那样,人们可以用热泵技术把热量从低温端 抽吸到高温端。所以热泵实质上是一种热量提升装臵,它本身消 耗一部分能量,把环境介质中储存的能量加以挖掘,提高温位进 行利用,而整个热泵装臵所消耗的功仅为供热量的三分之一或更 低,这就是热泵节能的关键所在。水源热泵机组工作原理就是利 用地球表面浅层地热能如土壤、地下水或地表水(江、河、海、 湖或浅水池)中吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源, 采用热泵原理,通过少量的高位电能输入,在夏季利用制冷剂蒸 发将空调空间中的热量取出,放热给封闭环流中的水,由于水源 温度低,所以可以高效地带走热量;而冬

11、季,利用制冷剂蒸发吸收封闭环流中水的热量,通过空气或水作为载冷剂提升温度后在 冷凝器中放热给空调空间。水源中央空调系统是由末端(室内空气处理末端等)系统,水源中央 空调主机(又称为水源热泵)系统和水源水系统三部分组成。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递,水源热泵与地能 之间换热介质为水,与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或 空气。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中提取低品位热能, 通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)"泵"送到高温热源,以满 足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通 过水源中央空调主机(制冷)转移到水源中,以满足用户制冷

12、需求。图1是水源热泵制冷工况的原理图。制热工况的原理与制冷工况类 似,只不过是热泵机组的循环方向相反、相应换热器的功能互换。 水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系 统两种:闭式系统需要构造地下埋管换热器或者地表水埋管换热器, 形成封闭的地源水循环系统,向地下土壤或者地表水散热或者取热。 开式系统的特点是抽取地下水或者地表水,在板式换热器中与机组的 循环工质进行热交换,实现散热或者取热后,再回灌到地下或者河流。 水源热泵机组工作的原理示图如下:大功率水源热泵工作原理 根据卡诺循环原理,利用湖水、河水、地下水、及工业用冷却水资源, 借助压缩机系统,通过消耗少量电能,不断将水

13、中大量的低品位热能 取出来变成少量的高品位热能,供给室内的采暖和空调系统。夏季机 组水系统反向运行,把室内的余热取出来,在释放到地下土壤或水中, 以达到空调降温的目的。大功率污水源热泵工作原理城市污水集中供热(冷)系统是依据国家专利技术,由大功率无燃料污水源热泵机组及热力管网组成。其特点是高效节能、环保、经济。城市污水集中供热机组的工作原理:利用污水处理厂二沉池的水资 源,借助专用污水源热泵机组系统,通过消耗少量的(25%电能, 在冬季,不断将污水中大量的低品位热能取出来,变成高品位的热能, 通过热力管网供给建筑物的采暖和空调系统。 夏季,把室内的热量取 出来,再释放到水中,以达到空调制冷的目

14、的。该系统广泛应用于建 筑物的集中供热、中央空调、热水供应、游泳池水加热、室内种植、 养殖恒温等。是一种可以在污水处理行业推广的创新技术。地源热泵工作原理地源热泵空调系统是真正意义上的绿色环保中央空调系统,它通过充分利用蕴藏于地球土壤中或江河湖海中的巨大能量来实现对建筑物 的供热和制冷。地源热泵空调系统是目前可以利用的对环境最友好和 最有效的供冷、供热空调系统,它比空气热泵空调系统节能40%以上, 比电采暖节能70%以上,比燃气锅炉效率提高48%以上,而所需的制 冷剂比普通热泵空调减少50%地源热泵空调系统中70%的能量从大 地中获得的可再生能源。立rm块水池浸坪系绞水-水式热泵系坯5风管式想

15、泵釆绕大功率高温型水源热泵机组工作原理新型高温机组以3040C的地热尾水、工业和油田热废水为热源,经过转换,为工业和居民生活提供 65 80C的热水。经测定,这种机组运行稳定,性能系数高,机组的诞生意义重大:一是利用较低温度地热等热能供暖供热,可以取消或代替燃煤锅炉,是集中供暖供热的新的更有效的途径;二是供暖供热过程无粉尘及有害气体产生, kt. 工,書H方齡阻卓召睥艮融鶴有效地保护了城市大气环境;三是扩大地热利用的温度范围并提高地 热能源的利用率,既节约了能源又减少了对环境的热污染。大功率海水型水源热泵机组工作原理它是利用热泵提取海水中的热能,来满足人们的制冷供热的一种中央 空调机组。具有节

16、能、环保优势。热泵中的压缩机组运转所使用的电 能仅相当于不足四分之一的空调电能,整个供热过程还不会对空气、 水源造成任何污染,完全是一种真正的绿色能源。因此,通过海水源 热泵供热后,锅炉房、大烟囱这些笨重难看又严重污染空气的大家伙 将全部“下岗”。同时,与煤炭、油料相比,海水源热泵技术使用的 能源是海水中的热能,而这种由太阳热能形成的能源不仅是免费和无 污染的,也是可不断再生的。水源热泵螺杆机组制冷量范围从 150kW到3242kW规格多,型号全, 加之各种选件可满足不同用户之需求。 水水螺杆式水源热泵机组现已 成为非常成熟的中央空调主机,制冷效率高,故障率低,维护操作简 单方便。机组外形结构

17、紧凑,占地面积小,运行稳定,运行噪声低, 耗能省,运行成本低,具有世界领先的水平。其制冷工质可使用符合环保协议的混合工质,也可采用全无氟的 绿色环保工质,绝不造成污染。世界名牌压缩机优质半封闭双螺杆式压缩机,轴封泄漏的可能性为零。采用双轴 旋转排气设计,并使用最新开发的第四代型线,优化的圆周速度,优 良的齿型设计使机组具有更高的压缩效率。电机腔与压缩腔一体铸造,精度更高。双层压力补偿转子壳体, 极其坚固,即使在高压状态也无膨胀,同时有效降低了机组的噪音。进口高效耐氟电机效率高省能源,可靠性高。双轴向轴承 ,坚固 耐用,通过舌形密封环隔离轴承腔压力,轴向轴承腔压力较低。电机 热保护绕阻PTC控制

18、保障电机的安全运转。优化的油路设计,压缩机内臵专利三级油分离器,长寿命口m级精细过滤器。封闭低压轴承室,极大提高轴承的润滑环境,减压后的 轴承腔,确保溶在油里的制冷剂最少,因而油的粘度较高,相对普通 设计,轴承室内油粘性提咼将近一倍。采用压差供油方式,省去油冷却器、油泵等复杂的油路系统,易 于维修保养。电机直接驱动,运转部件和易损件少,机械效率高。可选无级滑 阀控制带Vi补偿功能。高效节能现如今更多的螺杆式压缩机的生产偏重于低的初投资而不是低 的运行费用,由此而导致了机组换热器性能的下降和实际能效比的降 低。幸运的是对于那些被浪费的能量,水源热泵机组有自己的解决办 法。因为水源热泵机组的研发从

19、一开始就更关注节能的要求,在每个细节上确保机组达到最佳的性能。完全符合标准的规定。本工程水源热泵机组冷凝器和蒸发器均为壳管式换热器,采用新 型高效型换热器结构,考虑到水源工况为节约地下水的开采, 采用大 温差小流量的设计原则。热交换器采用最先进的高效换热铜管束, 独特的换热管几何特性,增强了管外核态沸腾所需的汽化核心, 强化了 管内流体扰动,同时延缓了水侧结垢,内、外壁经强化传热以得到最 优的性能,较以往设计,现行的独特设计使传热效率提高30%蒸发器的蒸发管采用内螺槽外凹牙强化传热技术,冷凝器的冷 凝管采用内螺槽外绞牙技术,提高了蒸发器和冷凝器的传热效率和蒸 发温度,最终提高机组的能效比。冷媒

20、通过蒸发器的流速保持在 6 m/s以上,可保证冷冻油随冷 媒自然流回压缩机,不需增加强制回油装臵,避免回油不畅导致的压 缩机故障。每台容器的设计、制造、检验均符合GB15钢制压力容器、GB151 壳管式热交换器、JB/T4750-2003制冷装臵用压力容器及压 力容器安全监察规格等相关的标准、法规,运行安全可靠。部分负荷性能压缩机的大多数操作时间都运行于部份负荷工况下,机组不仅要 求在满负荷的情况下高效运行,在部分负荷运行时也要求保持较高的 效率。在相同的运行条件下,由于部分负荷工况的存在,而使得运行 费用有10%20的偏差是很正常的。部份负荷的运转能耗对于机组的运行成本很重要,所以这种情况

21、在ARI 550标准中以“综合部分负荷值” (IPLV)和“应用部分负荷值” (APLV)来衡量。IPLV/APLV提供了一个比较部份负荷的运行能力的标 准方法后,部分负荷运行就无需被定义为“特殊的情况”,而应该是 视之为普遍现象。水源热泵螺杆机组在设计时充分考虑了部分负荷情况下机组运行的经济性。电子膨胀阀的广泛采用提高了机组的效率。电子膨胀阀具有比例积分式调节的卓越技术,允许更好地控制空调机组降低运行 成本。电子膨胀阀电机与阀合为一体,陶瓷材料的阀板和阀口部件耐 磨损,可靠性高,寿命极长。流量变化呈线性,连续的冷量调节,在 制冷回路中无液击现象。在部分负荷的工况下,电子膨胀阀更能做出 精确的

22、调节,提高部分负荷时的效率,与使用热力膨胀阀的冷水机组 冷水机组比较运转效率提高了 15%且能够更精确的控制冷水温度。四、特点水源热泵空调系统主要具有以下技术优势:(1) 属于可再生能源利用技术水源热泵是具备了利用地球水 体所储藏的太阳能资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体,包括地下水或河流、地表部分的河流和湖泊以 及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器,收集了47%的太阳辐射能量,比人类每年利用能量的 500倍还多(地下的水 体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量),而且是一个巨大的动态能 量平衡系统,地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散地相对地 均衡。

23、这使得利用储存于其中地近乎无限地太阳能或地能成为可能。 所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源地一种技术。(2)高效节能 水源热泵机组可利用的环境水体温度冬季为 12 -22C,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高, 能效比也提高。而夏季水体为18- 35 C,水体温度比环境温度低, 所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式, 机 组效率提高。据美国环保署EPA古计,设计安装良好地水源热泵,利 用江河湖水等,平均来说可以节约用户 30%40%的供热制冷空调 的运行费用。(3) 运行安全可靠水源热泵机组的空调系统是可以基本保证 全年按用户的需要开启空调系统,特别

24、是春秋空调过渡季节均能运 行,也就相当于四管制空调系统。一般,水源热泵供、回水的温度一 年四季相对稳定,其波动的范围远远小于空气的变动, 是很好的热泵 热源和空调冷源。夏季水体作为空调的冷源,冬季作为空调的热源,水体温度较恒定的特性,使得热泵机组运行更可靠、稳定,也保证了 系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。(4) 环境效益显著 水源热泵使用的是电能,电能本身为一种 清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源,并导致污染物和 CO2温室 气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。 设计良好的水源热泵 机组的电力消耗,与空气源热泵相比,相当于减少 30%以上,与电 供暖相比,相

25、当于减少70%以上。(5) 便于计量和收费空调用电负荷在用户位臵,因此便于空调的 计量与收费。这对于用户合理使用空调系统,节约空调系统的能耗, 公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的。(6) 节约投资 水源热泵系统不需设冷冻机房,不设大的通风管道, 不设大的锅炉房和没有冷冻水系统,安装和投资费用大大减少。当然,象任何事物一样,水源热泵也不是十全十美的,其应用 也会受到制约。(1)受可利用的水源条件限制。 水源热泵理论上可以利用一切的 水资源,其实在实际工程中,不同的水资源利用的成本差异是相 当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用 的一个关键。目前的水源热泵利用方式中,闭

26、式系统一般成本较高。而开式系统,能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的 限制条件。对开式系统,水源要求必须满足一定的温度、水量和 清洁度。(2)受水层的地理结构的限制。对于从地下抽水回灌的使用,必 须考虑到使用地的地质的结构,确保可以在经济条件下打井找到 合适的水源,同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件,保证用 后尾水的回灌可以实现。(3)受投资经济性的限制。 一次性投资会随着用户的不同而有所 不同。总体来说,水源热泵的运行效率较高、费用较低。五、水源热泵中央空调与其它常用中央空调冷热源的技术特点对比水源热泵在夏季制冷时可使机组的冷凝温度降低、在冬季可使机组 的蒸发温度提高,都能提高产能效率

27、;此外,它们所利用的低温热源 通常可以来自环境(大气、地表水和大地)或各种废热。热泵从这些 热源吸收的热量属于可再生的能源。空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求,传统的空调系统通常需分别设臵冷源(制冷机)和热源(锅炉)(见表1)。 如果让传统的空调系统在冬季以热泵的模式运行, 则可以省去锅炉和 锅炉房,不但节省了初投资(见表 2),而且全年仅采用电力这种清 洁能源,还能大大减轻供暖造成的大气污染问题。水源热泵机组系统运行稳定,能效比可达 56,远大于其它同类型 机组(见表1)。系统运行过程中,无燃烧,无任何固态、液态或气 态污染物排放,是“绿色”供暖(冷)的环境系统工程。水源热

28、泵的 污染物排放与电供暖相比,相当于减少 70%以上。表1水源热泵中央空调与其它中央空调冷热源的技术特点对比方式占地面积设备寿 命水耗量驱动方式环保备注水源热 泵机房占地面 积小,可设 在地下室20年只利用地 下水源的 热量采用 回灌技 术,不消 耗水资源电能利用 系数为3.86.0无燃烧污 染水资源 与制冷剂 不接触,无 水源污染, 噪音低需要定量的 水资源, 维护简 单溴化锂 吸收式 直燃机机房占地面 积大,冷却 塔要占用屋 顶面积,储 油设备需要 占地,要求 有一定的安 全间距10年冷却水循 环量的2% 冬季供热 的排污补水.燃油或燃 '气能源利 用系数为80%有燃烧污 染有一定

29、 的噪音和 水霉菌污染机房需 要设臵 安全报 警装臵水冷机+ 电锅炉需设冷冻站 和锅炉房, 冷却塔要占 用屋顶面积,电负荷 较大冷水机 组20年 电锅炉15年冷却水循 环量的2% 冬季锅炉 的排污补水电能夏季: )能源利用 系数为3.53.8 冬 季:90%无燃烧污 染夏季有 一定的噪 音和水霉 菌污染需要设 臵两套 机组和 人员,运 行维护 复杂注:水冷冷水机组按水冷螺杆机组考虑,性能参数均摘自厂家 样 本 资料;室内进风温度27C DB, 19.5 C W B,冷却水进出水温度 32C/37 C,冷媒水进出水温度7C/12 C;冷却水塔按两台考虑;根据表1我们可以总结如下几点:1、从冷热源

30、占地面积可以看出,水源热泵相对其它类型的中央空 调系统,其占地面积小,不需要冷却水塔、锅炉等耗电设备;2、相对其它类型的中央空调机组15年左右的使用寿命来说,水 源热泵空调机组使用寿命可长达 20年;3、水源热泵技术所使用是可再生水资源,不需要进行循环水的补 水;4、水源热泵的制冷、制热系数可达 3.86.0,于其它形式的中央 空调系统相比有明显的节能优势;5、由表1可以看出,水源热泵系统相对其它系统而言,无燃烧和 水污染;6、水源热泵系统结构简单,运行维护方便。六、水源热泵初投资概算及与其它采暖空调模式比较以华东地区空调建筑面积10,000卅为例,夏季冷负荷1,064kW;冬 季热负荷1,2

31、20kW表2比较了水源热泵与其它不同系统的投资与运 行费用。表2水源热泵系统初投资与其它中央空调系统比较方式水源热泵溴化锂吸收 直燃机组水冷机组+ 燃气锅炉水冷机组+电 锅炉(平+谷)初 投 资制冷主机(万元)1001409090锅炉(万元)-3024循环水泵(万元)5755冷却水塔(万元)-86 :6水井6-室内末端(万元)5555其它(万元)406882 174总投资(万元)156228218204单位面积投资(元/平方156228218204米)能耗费冬季125天(元/季.m)17373628夏季115天(元/季.m)12281717全年(元/年.m)295853451、初投资比较水源热

32、泵空调系统总投资为156万元,如果不使用水源热泵系统, 而采用其它的空调系统,则需要配臵冷却水塔、锅炉及其配套设备。 水源热泵机组寿命为20年,在此期间,其它的空调系统需要更新一 次,具体数据分析如下:a)与溴化锂吸收直燃机组的投资差价:228-156=72万元,b)与水冷机组+燃气锅炉的投资差价:218-156=62万元c)与水冷机组+电锅炉(平+谷)的投资差价:204-156=48万元因此初投资相对其它中央空调系统而言约节省24%40的成本。2、能耗费用比较水源热泵能耗费用为:28元/年.m,如采用其它类型的空调系统, 其能耗费用比较如下:a)与溴化锂吸收直燃机组的能耗费用比较:58-29

33、=29元,b)与水冷机组+燃气锅炉的能耗费用比较:53-29=24元c)与水冷机组+电锅炉(平+谷)的能耗费用比较:45-29=16元由此可以得到,水源热泵能耗费用相比较其它类型的空调系统而 言,约节省35%50的成本。七、水源热泵系统的管路设计水源热泵空调系统的设计与施工是一项系统性工作,需要从多方 面来分析这一工程的特点。1水源热泵系统管路设计的特点水源热泵的管路设计相对于空气源热泵来说,具有明显的特点,主要体现在以下几点:1.1水管不需要保温空气源热泵机组夏季输送的是冷冻水,冬季输送的是热水,因此,管路系统必须保温,而水源热泵的空调系统,夏季管 内冷却水供回水设计温度30 C35 C,冬

34、季供热水温度仅为16C 21 C,因此,水管路系统可以不保温,管路系统的初投资与维护费用 降低。1.2冬夏季两种形式的转换水源热泵系统通常由夏季和冬季一套管路两种形式,季节转换。可通过管路系统中合理设臵的阀门进行切换。1.3重力作用的影响闭式系统的水力计算中,与各用户所在的标高关系不太大;而开式系统中与用户的标高关系密切, 即必须考虑高差产生的重力作用,这个作用压力,对标高低的用户有 利,而对标高高的用户不利。为解决重力作用产生的上下用户的水力 不平衡的问题,设计时,应将每一层作为一个独立的水系统分支,每 层支管上应设一个平衡阀(或流量调节阀)。1.4管径的确定 水 系统管路各管段管径的确定,

35、在水力计算中,应按夏季工况考虑,(指 长江流域等冬冷夏热地区)因为夏季的水流量远大于冬季工况。 应计 算出合理的管径,这样即可以避免管材的浪费,又可以使初投资降低, 节约资金。1.5同程式系统设计时,水环路尽可能地采用同程式系统,这样初投资费用虽然有所增加,但有利于保持环路的阻力平衡, 这样空调系统运行效果更加良好。1.6必要的接管组合水源热泵需要一些特殊的接管组合,以保证机组的正常工作。常见的有手动 控制流量球阀接管组合,手动文丘里平衡阀组合和自动流量接管组 合。其中手动文丘里平衡阀组合是在手动球阀组合的基础上增加了 一个用来测流量的文丘里接头;自动流量接管组合增加了自动流量控 制阀,从而可

36、以自动调节,以保证流量。2水源热泵系统中的构件布臵水泵一般布臵于辅助设备和水源热泵机组之间,这样布臵可使机组的供水管处于水泵的压水段, 而补给水管处于水泵的吸水段。水源热泵空调系统构件(如水过滤器、 膨胀水箱、空气分离器等)的典型布臵。如需要设臵蓄水箱应将其臵 于水源热泵机组水流下方。在总体上了解水环路的连接应注意的事 项:其中,不同位臵的阀门的作用应特别注意(如季节转换时的开启 或关闭)。水源热泵系统中,水管路系统的设计与施工非常重要。一 般来说,系统配件管路的造价在整个系统总造价中所占比例很大,因此需尽可能合理地布臵管道。包含:水源热泵机组、单项阀、除垢仪、丫型水过滤器、可曲挠接头、开式膨

37、胀水箱 、系统卧式循环 水泵、板式换热器、平衡阀3水源热泵的耗电问题目前,在我国的某些地区,存在着用电结构矛盾并有不断加大(一方面存在着严重地高峰电力不足,另一方 面存在着峰谷差过大等问题)的趋势,自然资源大量浪费的恶性循环 的现象,这就为水源热泵的耗电技术的应用提供了条件。在空调工程 中若该地区实行电力低谷高峰期电价差。4、水源热泵机组设计中应注意的其它问题 4.1噪声控制问题 由于机组的噪声源除风机之外,还有制冷压缩机的噪声,所以噪声一 般很大。此外,不适当的供、回水管路设计也会产生噪声问题。 因此,在设计和安装过程中一定要加以认真考虑并按要求施工。4.2机组的安装问题水源热泵的安装也是较

38、重要的问题之一,很多水源热泵系统产生问题都是和不当安装相关的。 水源热泵机组在许多情况下 是采用落地安装的型式。与常规的空调机组相比,此外机组的重量较 重,机组的重心难确定,这就要求吊装时,必须注意机组的重心,使 各吊架受力较均匀。5、结论5.1水源热泵空调系统的能源利用率要比空气源热泵空调系统高。如果采用地下水、江河湖水等能量,其效率可以进一步 提高。5.2 水源热泵水管路系统的设计应兼顾冬季及夏季两种情 况及其互相之间的转换,还必须考虑系统的水力平衡问题。5.3 必须提高对水源热泵产品的认识,这已成为一种实用、可靠、节能、经 济的空调系统型式。八、影响水源热泵运行工效的水源系统的水量、 水

39、温、水质和供水稳 定性等因素。介绍了各类水源、取水构筑物、水处理技术、回灌技术, 指出了水源方案设计和施工中应注意的一些问题。1、水源热泵简介“热泵”这一术语是借鉴“水泵”一词得来。在自然环境中,水 往低处流动,热向低温位传递。水泵将水从低处泵送到高处利用。而 热泵可将低温位热能“泵送”(交换传递)到高温位提供利用。在我 国暖通空调术语标准(GB50155-92中,对“热泵”的解释是“能 实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”;在新国际制冷词典(New Intern ati onal Dictio nary of Refrigerati on)中,对“热泵”的解释是“以冷凝器放出的热量来供热的制

40、冷系统”。可见,热泵在 本质上是与制冷机相同的,只是运行工况不同。其工作原理是,由电 能驱动压缩机,使工质(如 R22循环运动反复发生物理相变过程, 分别在蒸发器中气化吸热、在冷凝器中液化放热,使热量不断得到交 换传递,并通过阀门切换使机组实现制热(或制冷)功能。在此过程 中,热泵的压缩机需要一定量的高位电能驱动, 其蒸发器吸收的是低 位热能,但热泵输出的热量是可利用的高位热能, 在数量上是其所消 耗的高位热能和所吸收低位热能的总和。 热泵输出功率与输入功率之 比称为热泵性能系数,即 COPfi( Coefficient of Performanee )。 热泵有多种,以水作为热源和供热介质的

41、热泵称为水源热泵。水源热泵性能系数(即COP直)高于空气源热泵,系统运行性能稳定。水源热泵工程是一项系统工程,一般由水源系统、水源热泵机房 系统和末端散热系统三部分组成。其中,水源系统包括水源、取水构 筑物、输水管网和水处理设备等。2、水源热泵对水源系统的要求水源系统的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统 运行效果的重要因素。应用水源热泵时,对水源系统的原则要求是: 水量充足,水温适度,水质适宜,供水稳定。具体说,水源的水量, 应当充足够用,能满足用户制热负荷或制冷负荷的需要。如水量不足, 机组的制热量和制冷量将随之减少,达不到用户要求。水源的水温应 适度,适合机组运行工况要求。例如

42、,清华同方 GHP型水源中央空调 系统在制热运行工况时,水源水温应为 12 22 C;在制冷运行工况 时,水源水温应为18 30 C。水源的水质,应适宜于系统机组、管 道和阀门的材质,不至于产生严重的腐蚀损坏。水源系统供水保证率 要高,供水功能具有长期可靠性,能保证水源热泵中央空调系统长期 和稳定运行。3、水源原则上讲,凡是水量、水温能够满足用户制热负荷或制冷复荷的 需要,水质对机组设备不产生腐蚀损坏的任何水源都可作为水源热泵 系统利用的水源,既可以是再生水源,也可以是自然水源。3.1 再生水源是指人工利用后排放但经过处理的城市生活污水、工业废水、矿山废水、油田废水和热电厂冷却水等水源,有条件

43、利用再生水源的用户, 变废为利,可减少初投资,节约水资源。但对大多数用户来说,可供 选择的是自然界中的水源。3.2 自然界中的水源自然界中的水分布于大气圈、 地球表面和地壳岩石中,分别称之 为大气水、地表水和地下水。陆地上的地表水和地下水均来自于大气 降水。地表水中的海水约占自然界水总储量的 96.5%。滨海城市有条件 利用海水,国外有应用海水作热泵水源的实例。 我国一些沿海城市利 用海水作工业冷却水源已有多年历史。 近年,国内有用海水作热泵水 源的研究,但海水水源热泵技术的实用化尚待时日。 陆地上的地表水, 即江、河、湖、水库水比海水和地下水矿化度低,但含泥沙等固体颗 粒物、胶质悬浮物及藻类

44、等有机物较多,含砂量和浑浊度较高,须经 必要处理方可作热泵水源。地下水是指埋藏和运移在地表以下含水层中的的水体。 地下水分 布广泛,水质比地表水好,水温随气候变化比地表水小,是水源中央 空调可以利用的较为理想的水源。3.3 水量与水源的选择水量是影响水源热泵系统工作效果的关键因素, 一项工程所需水 量多少由该工程负荷与机组性能确定,所选择的水源水量应满足负荷 要求。如果其他各种条件均具备,但水量略有不足,其缺口可采取一 定辅助弥补措施解决。如水量缺口较大,不能满足负荷要求,就应考 虑其他方案。 就某项具体工程而言,应从实际情况出发,判断是否 具备可利用的水源。不同工程的场地环境和水文地质条件千

45、差万别, 可利用的水源各不相同,应因地制宜地选择适用水源。当有不同水源 可供选择时,应通过技术经济分析比较,择优确定。4、水质自然界中的水处于无休止循环运动中, 不断与大气、土壤和岩石 等环境介质接触、互相作用,使其具有复杂的化学成分、化学性质和 物理性质。应用水源热泵时,除应关心水源水量外,还应关注水的温 度、化学成分、浑浊度、硬度、矿化度和腐蚀性等因素。但是,目前 对水源热泵所用水源的水质尚无有关规定,本文所提数据参考了冷却 水水质标准和某些地下水回灌水质的有关规定。4.1 温度地表水水温 随季节、纬度和高程不同而变化。长江以北和高原地区,冬季地表水结冰,无法利用于制热供暖。夏季水温一般低

46、于30 C,可用于制冷空调。地下水水温 随自然地理环境、地质条件及循环深度不同而变化。 近地表处为变温带,变温带之下的一定深度为恒温带, 地下水温不受 太阳辐射影响。不同纬度地区的恒温带深度不同,水温范围10 22Co 恒温带向下,地下水温随深度增加而升高,升高多少取决于不同地域 和不同岩性的地热增温率。地壳平均地热增温率为2.5 C/100m,大于这一数值为地热异常。富含地下水的地热异常区可形成地热田。据1997年统计数字,全国已发现地热点3200多处,开发利用130处地 热田,年开采地热水3.45亿m3目前,许多地热用户排放弃水温度 较高(约40C)。应用水源热泵可使弃水中的30C温差得到再利用, 大大提高地热能利用率。4.2含砂量与浑浊度有些水源含有泥沙、有机物与胶体悬浮物,使水变得浑浊。水源含砂量高对机组和管阀会造成磨损。含砂量和浑浊度高的水用于地下 水回灌会造成含水层堵塞。用于水源热泵系统的水源,含砂量应v 1/20万,浑浊度v 20毫克/升。如果水源热泵系统中装有板式换热器, 水源水中固体颗粒物的粒径应v 0

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