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        海水源熱泵在中央空調與熱水系統中的應用

          海水源是一項國家大力鼓勵的環保節能型技術。它具有能效比高、經濟、靈活的特點,而且具有供熱、制冷、供應熱水的功能。[2]我國的海水源熱泵系統使用目前主要集中在沿海地帶,可以充分利用當地海水資源。在本文中通過浙江省臨海的一項商業中心項目,詳細介紹了海水源熱泵系統的經濟效益以及節能環保作用。

          1、工程實例

          1.1工程概況

          本案例選取某商業中心進行分析。某商業中心是一棟集商業、辦公、酒店、娛樂于一體的綜合樓。主樓23層,其中裙樓3層,南樓17層,北樓14層。地下建筑面積7500m2,地上建筑面積80000m2。主樓設有公寓350套,南樓設有公寓180套,北樓設有公寓100套,對于地上建筑要求設置全年的舒適性的空調。

          1.2設計中參數使用

          設計中主要涉及的參數包括室外主要的氣象參數夏季計算中的干球溫度、濕球溫度,室內的空氣計算參數夏季溫度和冬季溫度,生活熱水溫度50℃到55℃,日平均用水量一般為1000t/d。其中干球溫度Td=33℃,濕球溫度Tw=28.5℃。室內夏季氣溫T=23℃~25℃,夏季氣溫T=20℃~25℃。[3]

          1.3空調冷熱負荷估算

          1.3.1空調冷熱負荷

          1.3.2計算熱水負荷

          整棟商業中心每天的熱水需求量為1000t,溫度53℃。根據公式(1)得熱水負荷Q=1720KW

          Q=CM△t(1)

          其中,C—水比熱;M—供應的熱水質量;△t—熱水冷水之溫差

          1.3.3制冷設備的配置

          選用7臺40STD-E1630HDB螺桿式海水源熱泵機組??照{系統的總熱負荷為5550kw。單臺40STD-E1630HDB的制熱量為1963.4kw,采用3臺機組能夠滿足冬季使用要求。

          空調系統的總冷負荷為11200kw,單臺40STD-E1630HDB的制冷量為1633.2kw,采用7臺機組能夠滿足夏季使用要求。冷凍水的進出水溫12℃/7℃,冷卻用的海水進出水溫分別為15℃/26℃,單臺機組的熱回收量是490kw,機組的熱回收量為75%,7臺機組在滿負荷時刻回收2573kw。[4]

          1.4采用海水源熱泵中央空調的優點

          海水源熱泵中央空調具有以下優點:

          (1)節約能源。海水源屬于可再生性能源,使用海水源可以大大節約能源;

          (2)節省土地資源??梢源蟠蠊澥″仩t房、配套油庫的占地;

          (3)保護環境。采用此方法多環境無污染;

          (4)節約水資源。利用海水,可以大大節省水資源的消耗;

          (5)大大節省資金。海水源熱泵中央空調的運行成本只有傳統的中央空調的60%左右。

          1.5可行性分析

          該系統由三部分構成,分別為主機系統、末端系統、水系統。本工程中采用的是滿液式海水源中央空調系統。該系統以海水作為提取、存儲能量的基本源體,然后憑借壓縮機系統,耗費少量的電能,從而達到能量轉換的目的,在轉化過程中只提取海水中蘊藏的能量,不消耗海水質量,同時對海水無污染。該產品屬于如今空調領域中能效值比較高的產品,費用也低于傳統的采暖季供冷系統。

          該商業中心處于浙江,浙江冬季氣溫一般在5℃,采用傳統的方法不能滿足業主采暖供冷需求。

          該商業中心所處地區不宜打井,采用水源機組也不能滿足要求。而且該地區海水資源豐富,利于海水源熱泵空調系統的利用。

          綜上,采用海水源熱泵空調系統是可行的。[5]

          1.6經濟性分析

          1.6.1初期投資比較

          海水源熱泵空調系統初期投資額為1190萬元,水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)初期投資額為1000萬元。

          1.6.2運行中的費用比較

          (1)海水源熱泵中央空調系統。海水源熱泵中央空調系統冬季及夏季運行費用見表2

          備注:表中取制冷天數為180天,供暖天數為120天,每天制冷和供暖均為18小時。電價按0.95元/kwh計算。

          同理,計算出夏季用電估算費用為4600785元。熱水運行費用按一年6個月計算,20.5%的時間在100%負荷耗電量為2551051.8kwh,79.5%的時間在75%負荷耗電量為1898364.6kwh,用電估算費用為2423499元。計算中取使用天數為180天,每天使用24小時,電價取0.95元/kwh計算。

          (2)水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)。水冷螺桿式的冷水機組空調運行費用選用參數與海水源熱泵系統相同,制冷天數為180天,供暖天數為120天,每天制冷和供暖均為18小時。油價按4元/kg計算。得到的耗油估算費用為3863617元,夏季用電估算費用為5766087元,熱水運行費用為7464280元

          1.7綜合評價

          從海水源熱泵中央空調系統與水冷螺桿式的冷水機組比較分析中,可以發現初期投資海水源熱泵中央空調系統為1190萬元,水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)為1000萬元,運行期間海水源熱泵中央空調系統冬季空調費用為2268486元,夏季空調費用為4600785元,熱水系統費用為2423499元;水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)冬季空調費用為3863617元,夏季空調費用為5766087元,熱水系統費用為7464280元。海水源熱泵中央空調系統比水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)節約5901214元??傮w上節約400多萬元。證明了海水源熱泵中央空調系統較水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)具有較好的經濟效益,同時無污染,節能。

          2、小結

          通過對某商業中心實例分析可以發現,采用海水源熱泵中央空調系統及熱水系統具有較大的利潤,能夠使投資者的投資收益z*大化。但是,此系統的應用受到地域限制,在前期的可行性論證中必須進行詳細論證。

        海水源熱泵在中央空調與熱水系統中的應用
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        標簽: 熱泵  

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