水源热泵空调系统与直燃溴化锂系统经济分析

水源热泵空调系统与直燃溴化锂系统经济分析合肥热电工程有限公司姜红玲合肥市热力工程设计院刘琴金鑫摘要介绍了水源热泵和直燃溴化锂系统的工作原理，结合一工程实例，对这两种机组的中央空调系统的运营费用和投资费用进行对比分析。关键词水源热泵直燃溴化锂运营投资1、前言随着能源和环境问题的日益突出，如何高效地使用能源、回收各种余热和减小对环境的污染成为人们关注的焦点。水源热泵就是一种用来解决能源和环境方面问题的极为有效的技术，因而近年来国内外发展极为迅速。本文通过对一工程实例进行分析，根据实际数据对水源热泵空调系统与直燃式溴化锂机组进行了比较，并由此对水源热泵系统的几点结论。2、原理简介水源热泵工作原理：水源热泵是利用地下水、地表水或其它水源水中积蓄的低品位热能，根据卡诺循环原理，借助压缩机系统，通过少量的高品位电能的输入，不断将水源水中大量取之不竭但又不易利用的低品位热能置换出来，使其变成可利用的高品位热能，实现低位能向高位能转移的一种可再生能源利用技术由此形成的冷热源，不仅可以满足各类建筑冬季供暖、夏季供冷的需求，还可同时解决生活热水的供应问题，是一种节能环保和先进实用的新型空调。直燃溴化锂机组工作原理：直燃型溴化锂吸收式冷水机组是以热能为动力源，如燃油、燃煤、燃天然气等。以水为制冷剂，从溴化锂溶液为吸收剂，从而制取7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调节。直燃型溴化锂吸收式冷水机组由高发生器、低发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液泵、溶剂泵等组成。3、水源热泵中央空调系统和直燃溴化锂系统的经济分析3.1工程项目概况中国科学院合肥物质科学研究院“科学家园”职工住宅小区位于合肥市蜀山区，在湖光路以北，科学院路以西，甘泉路以东。住宅共计1478户、建筑面积194896.91平方米；老年活动中心1436.86平方米；社区和物业1427.36平方米；会所1276.14平方米；幼儿园2024.32平方米。小区住宅由高层和小高层组成。拟综合利用董铺水库水为水源热泵的冷、热源提供整个园区的供暖热负荷和空调冷负荷。（冬季采暖运行时间4个月：从11月15日至次年3月15日；夏季制冷运行时间4个月：从5月15日至9月15日）3.2空调运行费用计算依据表一空调运行参数空调冷负荷（kw）9684.0电价0.56元/度空调供暖热负荷（kw）8659.0机房辅助设备耗电量630kw水源热泵空调机组制冷cop4.25库水输送水泵设备耗电量500kw水源热泵空调机组制热cop3.63水泵功率系数0.8夏季空调运行月数4个月自来水水价2.15元/吨冬季空调运行月数4个月水资源费价0.05元/吨空调负荷季节调节系数0.6提取库水水量2600平均每小时补充自来水量9m³水量季节调节系数0.7每天运行时间24小时3.3运行经济计算3.3.1水源热泵系统运行费用空调运行电费=负荷值×运行时间×负荷调整系数/cop值×电价+（辅助设备耗电量+库水输送水泵设备耗电量）×负荷调整系数×运行时间×电价自来水水费=平均每小时补充自来水量×运行时间×自来水水价+提取库水水量×提取时间×季节调节系数×水资源费价表二水源热泵系统运行费用项目名称费用（万元）项目名称费用（万元）夏季制冷运行电费308冬季采暖运行电费318自来水水费31.75自来水水费31.75夏季运行总费用339.75冬季运行总费用349.753.3.2、直燃溴化锂机组系统运行费用燃气价：2.4元/Nm³，空调系统夏季补水约26m³/h。夏季每1000kw冷量需耗天然气：72Nm³，耗电量18kw，冬季燃气（2-8t）机组的最低额定热效率≥88%，本次取燃气机组的额定热效率为90%，标准工况下天然气的发热值：36000KJ/NM3。空调费用=燃气费用+电费=天燃气耗量×负荷调整系数×运行时间×燃气价+耗电量×负荷调整系数×运行时间×电价自来水水费=平均每小时补充自来水量×运行时间×自来水水价表三直燃溴化锂系统运行费用项目名称费用（万元）项目名称费用（万元）夏季制冷运行电费339.68冬季采暖运行电费426.85自来水水费22自来水水费5.5夏季运行总费用361.68冬季运行总费用432.353.3.3、年运行费用比较表四年运行费用比较制冷、供暖形式直燃溴化锂机组（万元）水源热泵（万元）冬季432.35339.75夏季361.68349.75合计794.03689.50折合建筑平米40.74元/m2·年35.4元/m2·年4、工程投资概算比较表五投资概算比较水源热泵中央空调系统直燃溴化锂中央空调系统项目项目内容概算价（万元）项目项目内容概算价（万元）水源系统安装工程10.00燃气一次网系统燃气管主材150.00设备、主材60.00土建25.00取排水埋管1300.00流量计组26.00小计1370.00小计201.00冷暖机站系统水源热泵主机700.00机房及冷却塔系统直燃溴化锂机组980.00机房附属设备280.00冷却塔及膨胀水箱100.00机房主材140.00机房附属设备50.00安装工程60.00安装工程81.00电气工程170.00电气工程180.00小计1350.00小计1391.00小区内室外管网系统安装工程300.00小区内室外管网系统安装工程300.00土建工程200.00土建工程200.00小计500.00小计500.00室内管网系统热力入口工程160.00室内管网系统热力入口工程160.00立管工程600.00立管工程600.00热计量系统240.00热计量系统240.00小计1000.00小计1000.00户内末端系统安装工程1000.00户内末端系统安装工程1000.00主材设备费1500.00主材设备费1500.00小计2500.00小计2500.00工程建设费总计6720.00工程建设费总计5592.00面积（m2）200000面积（m2）200000折合面积（元/m2）336.00折合面积（元/m2）279.65、结论5.1水源热泵空调系统利用的是清洁可再生的能源，有利于环境的可持续发展，具有一定的发展潜力。5.2水源热泵空调系统利用的是自然界中的水资源，水是很好的热泵热源和空调冷源，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。5.3水源热泵空调系统的初始投资费用过高，但其运行效率较高、运行费用较低，可能会限制其投资经济性。5.4水源热泵机组虽然经济性比直燃机要好，但是水源热泵机组附近必须要有海水、湖水或比较充足的地表水，对环境条件要求比较苛刻，因此，对于实际的工程项目来说，空调系统是采用直燃机还是水源热泵要全面考虑技术、经济、环境条件等方面的因素，权衡利弊后选择合适的系统。参考文献[1]魏兵.溴化锂吸收式制冷机的应用分析[J].节能技术，2002(3):30-32.[2]张蕊，涂光备，曹国庆.燃气直燃机冷热源的经济性分析[J].煤气与热力，2005(11):35-38.[3]高甫生，王建华，刘忠华.溴化锂直燃式冷温水机组冬季供热运行分析[J].流体机械，2002(7):55-58