分體水源熱泵機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性分析

    （廣東志高空調(diào)有限公司，廣東，佛山，528244）

摘要:通過介紹分體水源熱泵空調(diào)機(jī)組，并將其與其它中央空調(diào)系統(tǒng)在工程造價、運(yùn)轉(zhuǎn)能耗方面進(jìn)行的分析比較，進(jìn)行說明了在空調(diào)工程設(shè)計時應(yīng)選用哪一種采用分體水源熱泵空調(diào)機(jī)組空調(diào)方式更節(jié)能為適宜。

關(guān)鍵詞:分體水源熱泵 節(jié)能環(huán)保 工程造價 運(yùn)轉(zhuǎn)能耗

The economic analysis of the wall split- ed-water source heat pump unit
Summary

Abstract: Through Based on the introduction of the the wall split splited-water source heat pump unit and the comparison of the analysisof thecost of the projectcost, operation energy consumingconsumptioncompared withthat ofanother central air-conditioningsystems, the wall splited-water source heat pump unit is presented to be more suitable forair-conditioning engineering.

   which air-conditioner we can found more energy saving when air conditioner project designing.

Keyword: wall split splited-water source heat pump, / energy saving and environmental protection/ Cost of the,  projectcost, / operatingon energy consumption。

引言：

       現(xiàn)代建筑中廣泛采用中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，而空調(diào)能耗占整個建筑能耗的60%以上，隨著城市建設(shè)中現(xiàn)代化建筑的不斷增多，空調(diào)能耗占城市能源消耗的比例也在不斷增加。空調(diào)設(shè)備用電已成為國內(nèi)的耗電大戶，。由于空調(diào)具有使用時間集中，季節(jié)性負(fù)荷大的特點(diǎn)，又加重了峰谷電量相差較大差距的矛盾，使電力系統(tǒng)負(fù)荷特性劣化，用電低谷時電網(wǎng)負(fù)荷率下降，造成電力設(shè)施的資源浪費(fèi)。根據(jù)目前用電情況，只有提高中央空調(diào)的能效比與減少系統(tǒng)電耗耗能才能改善國內(nèi)的電力負(fù)荷特性，降低尖鋒用電負(fù)荷比例，達(dá)到節(jié)能安全用電的目的。

    分體水源熱泵機(jī)組即是一種具有高能效比的環(huán)保新型空調(diào)設(shè)備，可廣泛適用于辦公樓、酒店、賓館、公寓樓、卡拉OK房等家、商用場所。

分體水源熱泵機(jī)組介紹：

    分體水源熱泵機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)是一種在形式上介于戶式風(fēng)冷分體空調(diào)與水冷整體中央空調(diào)系統(tǒng)之間的一種新型空調(diào)方式，是通過制冷劑作為制冷介質(zhì)，水作為冷(熱)源，其冷(熱)源可以應(yīng)用冷卻塔冷卻水(鍋爐熱水)、地表水、甚至地埋管循環(huán)水地?zé)?土壤熱或地?zé)崴?。此種連續(xù)循環(huán)系統(tǒng)的水溫一般需維持在15~35℃之間，當(dāng)循環(huán)水溫低于15℃時，可借助于加熱裝置加熱，而當(dāng)循環(huán)水溫高于35℃時，則采用冷卻塔進(jìn)行冷卻，以維持正常運(yùn)行。室內(nèi)送風(fēng)既可側(cè)出送風(fēng)，也可采用取風(fēng)道系統(tǒng)加大送風(fēng)距離，冷、熱風(fēng)通過獨(dú)立的風(fēng)道系統(tǒng)送到戶內(nèi)各房間，回風(fēng)可經(jīng)門下縫隙、輔助房間及走道返回機(jī)組；也可經(jīng)由回風(fēng)管返回機(jī)組。

分體水源熱泵機(jī)組具有以下特點(diǎn)：

    能效比高,采用水作為散熱和散載熱（冷）介質(zhì)，故機(jī)組的能效比較高，節(jié)能高效，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。工程投資周期短，投資靈活、成本低可隨用戶的需要，分期投資，初投資成本較低。水管無需保溫，減少投資成本，同時可徹底解決傳統(tǒng)中央空調(diào)采用低溫冷凍水管路系統(tǒng)時的冷凝水滴水問題。機(jī)組體積小，安裝簡易、靈活、分體水源熱泵機(jī)組分為內(nèi)機(jī)、外機(jī)兩個部分，內(nèi)機(jī)結(jié)構(gòu)近似于暗裝直冷式風(fēng)機(jī)盤管；外機(jī)主要結(jié)構(gòu)包括壓縮機(jī)、冷凝器、四通筏閥等制冷、制熱部件，名為“外機(jī)”，實際上一般安裝于室內(nèi)即可。由于將壓縮機(jī)、冷凝器等與送風(fēng)盤管分開來，一方面減小了機(jī)組尺寸，使內(nèi)機(jī)高度低于250㎜，外機(jī)高度低于500㎜，便于隱藏安裝，節(jié)省空間，提高安裝的靈活程度，；可根據(jù)裝飾需要，全力配合裝潢設(shè)計進(jìn)行安裝。另一方面降低了室內(nèi)的噪音，外機(jī)可安裝于走廊、洗手間、廚房吊頂、陽臺等位置，避免噪音影響室內(nèi)；。

分體水源熱泵機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性分析

    以下，對幾種主要的大型中央空調(diào)形式的初投資，長期運(yùn)行費(fèi)用，以及節(jié)能、適用等其他性能，性等因素進(jìn)行一個簡單的比較初投資費(fèi)用比較：

常用的中央空調(diào)配置方案包括以下幾種類型：

（A）水冷冷水中央空調(diào)機(jī)組

（B）風(fēng)冷冷水中央空調(diào)機(jī)組

（C）分體水源熱泵空調(diào)機(jī)組

運(yùn)行能耗及長期運(yùn)行費(fèi)用分

    大型中央空調(diào)能耗巨大一直是困擾廠家和用戶的難題。冷熱源的能耗占中央空調(diào)系統(tǒng)能源消耗的絕大部分，大型集中冷熱源中央空調(diào)只能依靠合理配置機(jī)組來盡量滿足不同使用負(fù)荷條件下的節(jié)能需求，而當(dāng)空調(diào)使用負(fù)荷波動范圍較大或者與設(shè)計估算條件不符合時，節(jié)能效果不佳。大型風(fēng)冷、水冷中央空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)如不采用其他節(jié)能手段，即使長期在滿負(fù)荷低負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行，其運(yùn)行的電費(fèi)也會十分高昂極高，能量浪費(fèi)很大。

各上述中央空調(diào)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行時的能耗估算比較

系統(tǒng)名稱

項目名稱
 水冷冷水中央空調(diào)機(jī)組
 風(fēng)冷冷水中央空調(diào)機(jī)組
 分體水源熱泵空調(diào)機(jī)組
 
工程造價（元/kw）
 1450~1500
 1800~2000
 1500~1600
 
能耗比（kW/kW）
 4.1~4.6
 2.6~3.2
 3.2~4.0
 
制冷能耗（kW/RT）
 0.85~0.75
 1.35~1.1
 1.1~0.88
 
冷卻水塔能耗（kW/RT）
 0.05
 /
 0.05
 
冷卻水泵能耗（kW/RT）
 0.1
 /
 0.1
 
冷凍水泵能耗（kW/RT）
 0.1
 0.1
 /
 
室內(nèi)末端能耗（kW/RT）
 0.15
 0.15
 0.1
 
總能耗（kW/RT）
 1.25~1.15
 1.6~1.35
 1.25~1.03
 
基本電價（元/度）
 0.8
 0.8
 0.8
 
年能耗(萬元)
 24.9~22.9
 31.9~26.9
 24.9~20.5
 

注：1)年能耗按2000平方米空調(diào)面積計算，取150W/m2，每天按8小時計算；根據(jù)實際工程運(yùn)轉(zhuǎn)記錄，分體水源熱泵的能耗僅相當(dāng)于水冷冷水能耗的7/10倍，相當(dāng)于風(fēng)冷熱泵能耗6/10倍，制熱時相當(dāng)于電加熱能耗的3/10倍

2)初始投入即工程造價，包括設(shè)備成本和工程安裝費(fèi)用

    主要設(shè)備包括空調(diào)主機(jī)、末端設(shè)備、冷卻水塔、冷卻水泵、冷凍水泵等；工程安裝包括冷卻水、冷凍水輸送管路、設(shè)備、相關(guān)配件安裝費(fèi)用、施工人工費(fèi)用等。

3)為便于比較，以上數(shù)據(jù)均為最大使用負(fù)荷情況下的耗電，未考慮分體水源熱泵空調(diào)在不滿負(fù)荷運(yùn)行情況下的節(jié)能能力。

4)大型中央空調(diào)機(jī)組未考慮管損和空耗。實際使用中由于長距離冷凍卻水管路輸送損失能量，且在使用中負(fù)荷變化導(dǎo)致的主機(jī)功率過剩引起的空耗較大，管損和空耗一般可占全總負(fù)荷的15%以上。

    分體水源熱泵機(jī)組與其他中央空調(diào)形式相比，具有更多的運(yùn)行靈活性：
運(yùn)行模式靈活，可在過渡季節(jié)實現(xiàn)實現(xiàn)不同空間用戶的機(jī)組制冷與制熱同時制冷與制熱進(jìn)行，節(jié)省實現(xiàn)過渡季節(jié)節(jié)省能耗；

    分體水源熱泵機(jī)組相當(dāng)于將空調(diào)冷熱源分散到各個房間，使空調(diào)系統(tǒng)總運(yùn)行功率與實際需求的冷量負(fù)荷完全匹配，避免了大型集中冷熱源中央空調(diào)系統(tǒng)普遍存在的空耗浪費(fèi)現(xiàn)象。應(yīng)用冷卻水輸送管路不需要保溫，不但降低了初始投資，更消除了冷凍水輸送過程中的“管損”，減少能源浪費(fèi)。（根據(jù)深圳建筑科學(xué)研究院的實驗，冷凍水輸送過程中每千米冷凍水輸送管路的冷量損失約為10%）
   分體水源熱泵機(jī)組與風(fēng)冷機(jī)組相比，采用水冷方式，與風(fēng)冷式機(jī)組相比提高機(jī)組其能效比提高，降低實際運(yùn)行能耗有所降低；
   便于與地溫、蓄冷等節(jié)能手段結(jié)合，進(jìn)一步減少能耗，降低運(yùn)行費(fèi)用；
   可進(jìn)行智能遠(yuǎn)程控制。計費(fèi)方便，方便；便于進(jìn)行分戶獨(dú)立控制、單獨(dú)計費(fèi)，不需要安裝昂貴的熱計量表；
   各戶空調(diào)機(jī)組獨(dú)立，維護(hù)或檢修時不影響其他機(jī)組用戶的正常運(yùn)行；
   可分期投資購買設(shè)備，先期可以先期只安裝冷卻水系統(tǒng)，空調(diào)機(jī)組在后期根據(jù)需要在后期購買安裝空調(diào)機(jī)組，降低一次性投資壓力；
冷卻水系統(tǒng)簡單可靠，維護(hù)管理技術(shù)要求低，只需一般技術(shù)人員進(jìn)行維護(hù)，降低人員管理維護(hù)工作的人員費(fèi)用；
 

總結(jié)

    經(jīng)過各上述對中央空調(diào)主要中央空調(diào)系統(tǒng)初始投資和長期運(yùn)行費(fèi)用的比較，我們可以得到以下結(jié)論：

    分體水源熱泵空調(diào)設(shè)備初投資略高于水冷集中式中央空調(diào)機(jī)組（增加約3%~6%），低于風(fēng)冷冷水中央空調(diào)；
    但分體水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)相較于集中式中央空調(diào)機(jī)組系統(tǒng)節(jié)能約10~30%，如考慮到在不滿部分負(fù)荷運(yùn)行情況下所節(jié)省的空耗和管損，以及在過渡季節(jié)節(jié)省的能耗，前者節(jié)省長期運(yùn)行費(fèi)用的效果更加顯著。
    分體水源熱泵空調(diào)機(jī)組效率提升，導(dǎo)致成本略有增加，但從能效比提升帶來的節(jié)能效果看，節(jié)電收益將超過成本增加值，并減少了電力需求量，節(jié)約電力資源，得大于失，利大于弊。
 

梁捷敏(1974~)，男，廣西玉林市人，工程師，從事暖通空調(diào)方面的研究

E-mail：chigoljm@163.com

參考文獻(xiàn)：

[1]趙義榮等  空氣調(diào)節(jié)   中國建筑工業(yè)出版社

[2]《民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（采暖居住建筑部分）》  JGJ26-95.1995