空气源热泵机组工程技术经济分析

空气源热泵机组工程技术经济分析摘要：本文以实际设计工程为实例，对当初设计工程跟踪回访，对设计方案，进行了综合分析、比较，得出结论：用空气源热泵冷热水机组做为空调系统冷热源，确是一个经济合理方案。这种无需设计专用制冷机房、无需设置冷却水系统、节能以及对周围环境影响不大空调冷热源方式，值大力推广。关键词：空气源热泵节水节能冷热源0引言空气源热泵冷热水机组，具有无需设计专用制冷机房、无需设置冷却水(冷却塔、冷却泵、冷却水处理装置)系统、节水、节能（特别制热时）、运行可靠、维修量小、噪声低、对周围环境影响小等优点，国内建设工程中正被越来越多采用，特别是旧有建筑改、扩建工程中，应用更为广泛。本文以北京残疾人康复指导中心空调工程设计为例，对该建筑空调设计方案进行综合分析、对比，出结论：类似改、扩建工程中，使用风冷热泵冷热水机组确实是经济、合理方案。1工程概况某康复中心工程因被列入当地政府为市民做实事之一而备受各级领导及相关部门的重视，该建筑具有康复指导和手术示范等特殊功能要求，要求建成国内康复中心中技术先进、设备领先的一个示范性工程。其建筑面积约为4000M2，是居民区附近原有临街三层建筑基础上加层改、扩建而成。该工程竣工至今已经运行了三年多时间。2当初方案选择与确定2.1出现难以解决问题最初设计方案是采用离心式水冷机组，但设计过程中，出现了如下问题不好解决：第一，需要建筑内提供约120M2制冷机房面积；而该楼既无下室，其建筑周围也无法提供制冷机房位置，只能楼内想办法，而康复指导中心使用功能划分，楼内面积已经相当紧张，不能再挤出机房面积。第二，无法提供冷却塔位置；但该建筑位于居民小区一侧，其楼后十几米就是居民楼，扰民问题突出，空调系统外界运行条件受到限制。本建筑既不能超高遮挡后楼，能因噪声问题引起周围居民不满，另外，本建筑局部加层方案本身就采用轻体结构，根本无法承重；第三，该建筑是医疗建筑，其供暖时间要比周围居民建筑供暖时间长，延长供暖时间问题只能靠使用其他加热方式来解决，而当时建临时锅炉房也受到了条件限制。面对这种情况，甲方不不考虑另辟蹊径。2.2方案确定面对这种尴尬情况，建设方希望设计方解决这个问题。建设方要求该建筑必须设置集中空调系统。经慎重考虑、论证后，设计方提出采用空气源热泵冷热水机组做为冷热源方案，使这些难题迎刃而解。该建筑最终选择了2台100RT空气源热泵式冷热水机组，露天放置距康复指导中心另一侧约150米远屋顶上，解决了空调冷源占用面积问题。只本中心屋顶上加盖了一个20M2轻质结构房间，用于安装循环水泵、冬季热交换器、集分水器、膨胀水箱等设备。3经济比较3.1冷源设备本身经济比较确定冷源方案时，笔者曾对几种冷源方案本身进行了经济比较，其结果见附表1。风冷式冷水机组与水冷式冷水机组经济比较：附表-1项目机组类型数据名称螺杆式冷水机组往复式冷水机组空空气源热泵冷热水机组模块式水冷机组溴化锂冷水机组国产进口国产进口国产进口冷量(KW)349314342355348369349一次冷水机组2台407532709080120冷冻水泵2台8.08.08.08.08.08.08.0投资万元冷却塔2台151515151515.冷却水泵2台6.56.56.56.56.56.5换热器2台3.03.03.03.03.03.03.0普通设备安装费8.09.06.57.01.88.510.0制冷剂0.50.50.50.50.50.50.5合计8111771.5109.5103.3121.5163.从表中不难看出，空气源热泵设备一次投资是可以接受。3.2冷源设备以外经济技术比较评价一个空调系统，既要看该系统是否能满足空调建筑设计参数要求、一次性投资额多少，还应该看安装、维修和运行管理上费用，以及对环境影响。任何一种空调系统都不可能尽善尽美，因制宜，才能充分发挥一种空调系统功能。笔者设计和比较过程中，对空气源热泵冷热水冷机组和水冷机组系统特点进行了比较、评价，以供参考：3.2.1无需设专用机房，节约建筑面积。这一点改扩建工程中尤为适用，其经济性十分显著。以本工程为例；建设单位购买该建筑时，所付费用约为8500元/M2，仅减少120M2空调机房面积一项，就相当于节约102万元。按建成后做一次性出售，其售价将10000元/M2以上，又可收入120万元；既使不出售，综合考虑社会和经济双重效益，仅做为医疗辅助配套用房使用，其年收入也15万元左右，经济效益是非常可观。3.2.2省掉了部分设备，减少管理工作量，又解决了噪声扰民问题空气源热泵系统，省掉了冷却塔、冷却水泵、冷却水处理等设备，也等于省掉了许多运行管理上麻烦。减少了运行设备，就减少了运行维护、维修工作点，等于提高了设备运行可靠性，可以减少管理人员，节省运行管理开支。省掉了冷却塔、冷却水泵，解决了噪声对周围环境干扰和影响问题，减少了矛盾冲突事件发生。我们曾做过冷却塔和风冷式冷凝器噪声对人干扰实验，发现人们已习惯空调室外机所带来风噪声干扰，对冷却塔水流噪声却十分敏感。3.2.4空气源热泵供热运行，既方便，又经济空气源热泵北方过度季节进行供热运行，正是其设备特长，是任何水冷机组不能比。以本设计为例：该建筑是为残疾人康复服务医疗建筑，供暖早、停暖晚，供暖时间将比社会上长，当初采用水冷机组制冷时，该问题尚无法解决。采用了空气源热泵系统后，过渡季节就直接可以供热了。另外，空气源热泵其能效比COP值2～4.5，与采用单纯电锅炉、电热膜、电热缆采暖方式（能效比COP值永远小于1）相比，更经济、更节能。3.2.4运行费用对比空气源热泵效率和运行费用问题，有关论述已经很多，该空气源热泵空调系统，近3年运行，运行费用完全控制预算范围之内，他相似建筑采用不同空调冷热源方式相比，并未发现运行费用明显偏高现象，费用表现形式不同。节约有限水资源这一点上，空气源热泵冷热水机组优越性是勿需质疑。4结论对上述工程实例分析，我们不难看出空调冷热源选择方面，空气源热泵冷热水机组作为中央空调冷热源有着很多优势，如设备利用率高，气候适宜区可冬夏共用，省去了锅炉房和冷却水系统，符合我国缺水国情。另外，机组可安装室外，节省了机房建筑面积。空气源热泵从空气中吸取热量或向空气中释放热量，并不构成对空气污染，对环境几乎不造成什么影响。该机组中小型建筑中到了广泛应用。加上空气源热泵能效比COP值2～5.5范围内，高效、节能、环保将使空气源热泵到更加广泛应用。