直燃机与地源热泵对比
某商务园区地源热泵与燃气锅炉运行成本对比分析
某商务园区地源热泵与燃气锅炉运行成本对比分析摘要针对某商务园区多能互补项目中的地源热泵和燃气真空热水锅炉运行工况进行监测，重点研究了地源热泵和燃气真空热水锅炉在输出单位吉焦热量时成本的对比，以此为基础，确定了该项目最经济的运行模式。
关键词地源热泵燃气真空热水锅炉锅炉效率热泵COP 经济性对比0 引言近年来在国家节能减排的号召下，地源热泵技术由于其同时具备节能、高效且对环境友好的优势，越来越受到人们的重视[1-5]。
北京市昌平区某商务园区多能互补项目中就设置了地源热泵和燃气真空热水锅炉两种热源，本文以该项目中的地源热泵和燃气真空热水锅炉为研究对象，通过对比两种热源在不同时间段输出同样热量的情况下的成本，确定了不同时段的成本最低的运行方式，为项目的节能增效提供了合理的建议。
1 项目概况该商务园区总建筑面积为241244 m2，设计供能面积169400 m2，其中办公、商业、气候中厅（气候缓冲区）供能面积119400 m2，商品房、公租房供能面积50000 m2。
该项目为冷热两联供项目，主要供能系统包括螺杆式地源热泵机组2台、离心式电制冷机组3台、燃气真空热水锅炉2台，另配置附属冷却塔、循环水泵、板式换热器及连接管道等用于供应园区内冷、热负荷。
该项目中地源热泵名义制热输入功率为327.9 kW，名义制热量为1354.4 kW，额定COP为4.13；燃气热水锅炉额定供热量为4900 kW，额定负荷热效率94%。
该项目目前实际运行中，供冷季时，优先采用地源热泵运行提供供冷负荷，电制冷作为补充；地源热泵排热存入地下土壤中，冬季供热提供免费的热源；供热季时，根据制热成本，当地源热泵成本低于燃气锅炉时优先采用热泵运行提供供热负荷，燃气锅炉承担剩余负荷；当地源热泵成本高于燃气锅炉时仅采用燃气锅炉供热。
2 经济性对比分析必要性由于燃气锅炉使用天然气作为能源供热，而地源热泵使用电能作为能源供热，两者的供热成本必然不同。
地源热泵与水冷螺杆+燃气锅炉运行费用比较
桃园广场地源热泵与水冷螺杆+燃气锅炉运行费用比较
1、运行费用计算
1.1、计算方法及依据
A、空调在100%、75%、50%、25%负荷率下运行时间占系统全部运行时间的比率，参照GB50189-2005《公共建筑节能设计标准》中夏热冬冷地区IPLV计算公式中系数的取值，分别取为2.3%、38.6%、47.2%、11.9%；
B、空调系统设定夏季运行5个月，冬季运行3个月，平均每天运行10小时；
C、电价按照1元/kWh，天然气按3.85元/m3计算；
D、空调冷负荷327KW，热负荷350KW；
E、制冷EER地源热泵取5.4，水冷机组取5.0，制热COP地源热泵取4.2，锅炉效率取89%,天燃气热值取8600kcal/m3；
F、由于末端、水泵基本相同，故仅比较主机（含锅炉）运行费用。
1.2、地源热泵运行费用计算
1.3、水冷机组+燃气锅炉运行费用计算
1.4两种空调系统运行费用对照表
2.环境效益分析
本工程采用的地源热泵系统可替代常规空调的冷却塔及锅炉，可避免夏季冷却塔的噪音污染及冷却水的蒸发及飞溅损失，并可避免军团菌等疾病；冬季地源热泵系统避免了锅炉燃烧产生的大气污染。
地埋管地源热泵系统是封闭式系统，仅与土壤进行热交换，其间并没有与地下水存在质的接触，不会对地下水造成污染。
美国环境保护署（EPA）评估：每安装90kW 地源热泵空调相当于：减少12辆汽车的温室气体排放；种植6000平方米的树；本工程相当于减少46辆汽
车的温室气体排放；种植242463平方米的树。
土壤源热泵工程实施后，本工程节能减排效果如下表：
千克碳粉尘、0.997千克二氧化碳、0.03千克二氧化硫、0.015千克氮氧化物。
直燃机,中央空调,地热能供热对比分析
地热能、中央空调、天然气直燃机供暖方式的对比分析一、前言近几年来，随着我国工业产业的飞速发展，国民经济得到了很大的提升，国民的生活水平也得到了很大的改善。
越来越多人的关注焦点由原来的衣食住行转移到环境保护与能源利用上来，国家更是注重新能源的开发与利用，尤其是在“十三五”更是明确提出加快改变生态环境，利用新能源和清洁能源来取代传统的供热方式。
那么地热能、中央空调、天然气直燃机在供热方面又有何优缺点呢？二、原理及特点分析燃气直燃机直燃机就是指以燃气、燃油为能源，通过燃气（油）直接在溴化锂吸收式机组的高压发生器中燃烧产生高温火焰作为热源，利用吸收式制冷循环的原理，制取冷热水，供夏季制冷和冬季采暖用或同时供冷水和热水。
其机组主要有以下优点：1.以溴化锂水溶液为工质，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。
2.制冷量范围广，在20%--100%的负荷内可进行冷量的无级调节，并且随着负荷的变化调节溶液循环量，有优良的调节性能。
3.对外界条件的变化适应性强，可在蒸汽压力0.2—0.8MPa(表)；冷却水温度20--35℃；冷冻水温度5--15℃的范围内稳定运行。
4.用户不需要另设锅炉房或蒸汽外网，只需少量电耗和冷却水系统。
也有以下缺点：1.气密性要求高，真空度难以保障；机组运行时会产生如氮、氧等不凝性气体，需及时排出，否则会使机组内真空下降，但通过抽气装置排出这些不凝性气体时，同时也将冷剂蒸汽排出，久而久之溴化锂溶液浓度升高，导致机组容易结晶一旦结晶，消除需2~4天。
2.运行时存在腐蚀现象：因为溴化锂机组用溴化锂溶液为制冷剂，溴化锂是盐溶液在高温时对换热管易产生微孔腐蚀，使机组真空度下降，影响机组制冷，另外，燃油型机组会硫化腐蚀，蒸汽型机组因蒸汽含氧，在放热后变成水时会产生微量氧化腐蚀，这种情况在机组启停时最严重，久而久之会使传热管结垢降低制冷量，所以溴化锂机组的，冷量衰减较大。
3.一机多用，用名无实：溴化锂机组可同时进行供热与制冷，但在燃烧器容量一定的情况下满足供热，则必须用于制冷的溴化锂温度降低导致制冷时易结晶 否则便加大燃烧器型号，增大投资。
【i学习】地源热泵、燃气、燃煤、空气源热泵对比分析
【i学习】地源热泵、燃气、燃煤、空气源热泵对比分析【ｉ学习】地源热泵、燃气、燃煤、空气源热泵对比分析一、什么是地源热泵我们先来简单的认识一下什么的地源热泵，地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术，是热泵的一种，热泵是利用卡诺循环和逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。
地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方。
通常热泵都是用来做为空调制冷或者采暖用的。
地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季地源把热量从地下土壤中转移到建筑物内，夏季再把地下的冷量转移到建筑物内，一个年度形成一个冷热循环。
二、一般比较地源热泵中央空调和传统中央空调相比，最大的特点就在于它的节能性，这也是很多用户不顾高额初投资选择地源热泵中央空调的原因，地源热泵除了节能外，还有很多的优点，我们可以通过与传统中央空调的对比来分析地源热泵到底具有哪些优势，为什么如此深受用户青睐。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：环境保护从土壤源热泵的整个运行原理来看，土壤源热泵系统实际是真正意义的绿色环保空调，不管是冬季还是夏季的运行，都不会对建筑外大气环境造成不良影响。
而普通中央空调系统，将废热气或水蒸气排向室外环境，无一例外的都对环境造成了极大的污染。
以地球表面浅层地热资源作为冷热源，利用清洁的、近乎无限可再生的能源，符合可持续发展的战略要求。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：运行效率对于普通中央空调系统，不管是采用风冷热泵机组还是采用冷却塔的冷水机组，无一例外的要受外界天气条件的限制，即空调区越需要供冷或供热时，主机的供冷量或供热量就越不足，即运行效率下降，这在夏热冬冷地区的使用就受到了影响。
而土壤源热泵机组与外界的换热是通过大地，而大地的温度很稳定，不受外界空气的变化而影响运行效率，因此，土壤源热泵的运行效率是最高的。
地源热泵中央空调与传统中央空调对比：经济方面地源热泵系统还可以集采暖、空调制冷和提供生活热水于一体。
地源热泵在节能环保中的作用
地源热泵在节能环保中的作用地源热泵是一种利用地下储能来进行供暖、制冷和热水的能源装置。
它是一种高效节能的取暖系统，对环境保护也起着重要作用。
下面将详细介绍地源热泵在节能环保中的作用。
首先，地源热泵可以有效地节约能源。
它以地下的热能为能源，比传统的供暖系统能有效节约能源40-70%。
地下温度相对稳定，地源热泵能够稳定地提供热能，在冬季供暖中非常高效。
而且，地源热泵在夏季制冷时，还能回收热能用于供暖，节约热能的同时降低了电力的使用量，提高了能源的利用效率。
其次，地源热泵对空气质量的改善起到了积极的作用。
相比传统的燃煤取暖方式，地源热泵不产生任何燃烧产物，不会产生空气污染物、灰尘、废气等污染物，减少了对大气环境的污染。
同时，地源热泵也不需要明火燃烧，减少了火灾事故的发生概率，提高了居民的安全性。
再次，地源热泵能够有效减少温室气体的排放。
传统的取暖设备主要依赖煤、油等化石燃料，而地源热泵采用了可再生的地能，减少了对化石燃料的需求，降低了温室气体的排放。
据统计，每年使用地源热泵供暖可以节约二氧化碳排放约2-3吨，减少甲醛、二氧化硫等有害气体的排放量，改善了大气环境。
此外，地源热泵还具有耐久性和可靠性。
它的核心部件是地下的地热换热器，由于地下温度相对稳定，所以地源热泵的运行非常可靠，寿命较长。
相比之下，传统的取暖设备如锅炉、电暖器等寿命较短，需要经常更换和维修，造成了能源和资源的浪费。
而地源热泵不仅减少了设备的维修成本，还减少了对设备的废弃物的排放，从而保护了环境。
最后，地源热泵的使用对于可再生能源的推广起到了重要作用。
使用地源热泵可以减少对电力的需求，提高了电力的利用效率。
随着地源热泵的普及，对可再生能源如太阳能、风能等的需求也会增加，从而推动了可再生能源的发展和应用。
总之，地源热泵在节能环保中发挥着重要的作用。
它能够节约能源、改善空气质量、减少温室气体的排放，同时具有耐久性和可靠性。
地源热泵的发展和应用不仅可以提高人们的生活质量，还可以保护环境，促进可持续发展。
地源热泵与其他空调系统的比较
水源热泵与其他空调系统的比较一、几种空调方式运行原理及特点1、溴化锂吸收式冷热水机组溴化锂吸收式冷热水机组是以溴化锂为吸收剂，以水为制冷剂，通过水在低压下蒸发吸热而进行制冷的。
常见的溴化锂吸收式制冷机有：单效、双效和直燃式三种。
单效溴化锂吸收式制冷机的主要部件有发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器以及热交换器、屏蔽泵等。
双效吸收式制冷机有高压和低压两个发生器，其他则基本上和单效溴化锂吸收式制冷机组一样。
直燃式冷热水机组实际上是双效吸收式制冷机的另一种形式，其高压发生器的热源不是用高压蒸汽而是用燃气直接燃烧加热，高压发生器实际上是一个火管锅炉，用燃气直接加热溴化锂稀溶液，而产生的冷剂蒸汽作为低压发生器的热源用。
溴化锂吸收式冷热水机组特点：(1)制冷剂为水，而水是在高真空的情况下蒸发，其真空度是靠溴化锂溶液不断吸收蒸发的水分而保持的。
(2)冷水温度必须高于零度，为了运行的安全，冷水出口温度不宜低于3～5℃。
发生器通过加热溴化锂稀溶液，使该溶液得到浓缩后又回到吸收器使用，故溴化锂吸收式制冷必须具备热源。
一般宜用在有廉价的燃料、热源和废热的场合。
(3)冷却水用量比压缩式制冷机大。
(4)除冷剂和溶液循环泵外，基本上无运转部件，所以运行平稳，振动和噪声小。
(5)设备体积大，耗用金属多，故设备价格偏高，设备的工艺要求极严，维护保养要求较高。
(6)溴化锂溶液对于金属，特别是黑色金属，在接触空气的情况下具有强烈的腐蚀性，故一定要保证设备的良好密封性能，并对腐蚀问题给予特别的重视，一般在溴化锂溶液中添加铬酸锂和氢氧化锂作为缓蚀剂。
(7)溴化锂吸收式空调主机寿命较短，约为10年。
(8)溴化锂吸收式空调系统需设空调机房，且其面积较大；冷却塔占用屋面面积，油罐占地。
(9)有水资源消耗，约为冷却水循环水量的2%～5%。
(10)驱动能源为油或气，有燃烧污染，有一定噪音。
2、空气源热泵(风冷热泵)机组空气源热泵也就是利用空气作冷热源的热泵，在供热工况下将室外空气作为低温热源，从室外空气中吸收热量，经热泵提高温度送入室内供暖。
直燃机与水源热泵对比
直燃机与水源热泵比较中央空调作为建筑的心脏设备，解决方案的选择非常重要。
作为近年来国内一种新出现的中央空调解决方案，水源热泵有一定的优点：首先，其利用的是地下水或江、河、湖、海的冷水作为空调系统的冷却水带走热量，对于用户来说可以不用配备冷却塔等设备，简化了系统设置。
其次，相对于电冷机组来说，它还增加了供暖的功能。
这种方案从表面上看节省设备初投资，而且用户不需要为空调系统的冷却水支付费用，所以看上去还具有运行费用低的优势。
但是，中央空调方案的选择和实施是一项复杂的系统工程，它不能仅仅从几个方面来考虑，而是应该从一个全面的角度来看。
对于用户来说，选择中央空调的目的除了获得舒适的适用功能之外，还需要最佳的运行可靠性。
通过全面的分析，我们可以发现，水源热泵的方案具有相当大的局限性和不稳定性，相对于直燃机方案来说有许多不足之处：一、从初投资、运行费用上看，如果我们做个客观而全面的分析，就会发现水源热泵并不具有所宣传的那些优势：1、初投资——采用水源热泵方案整体投资实际上要高于直燃机方案。
不论采用哪种空调主机，末端所需要的费用都是相近的，我们主要比较的是主机设备以及为了满足主机的运行条件所支付的相关费用，虽然水源热泵有节省冷却塔投资和增加供热功能的优势，但相应增加的打井费用、深井水泵投资及伴生的电力投资（水源热泵配电量大，配电设施费用投入高。
用电将增加按变压器容量每千瓦每月15元的费用，这对于用电量大的水源热泵将又增加一笔运行费用）也是一笔不小的费用，此外打井等工程还需要进行专门的手续审批办理，这些都会增加方案实施的成本。
2、运行费用——水源热泵的运行费用在实际使用中要比厂家提供的数据更高。
作为一种新出现的中央空调设备，水源热泵的运行情况缺乏实践的检验，运行费用更只能根据厂家提供的数据进行估算，而这是缺乏实际使用数据支持的，优势理论上的估算与实际的使用会有很大的差别。
此外，地下水是开放式的，温度品位、PH值等各地不一，且经常变动，地面机组对这些因素是根本无法控制的，因此，容易造成机组的出力难于稳定与控制，也就很难对运行费用做出较准确地估算。
传统中央空调系统与直燃机及水环热泵空调系统的比较
很小
效率衰减很快，10年能衰减5%
很大
效率衰减很快，10年能衰减50%
较小
效率衰减很快，10年能衰减20%
空调品位
高
全空气系统易带新风及加湿功能，能更好保证室内空气质量。空调品位较高。
一般
风机盘管长期使用易生霉菌，室内空气循环易使人感到不适应，影响健康，加新风难，室内空气质量较差。
一般
风机盘管长期使用易生霉菌，室内空气循环易使人感到不适应，影响健康，加新风难，室内空气质量较差。
使用灵活
程度
很活
可同时实现制冷或制热功能使用灵活方便。
（达到五星级标准要求）
不灵活
只能单独实现制冷或制热。
（达到三星级标准要求）
不灵活
只能单独实现制冷或制热。
（达到三星级标准要求）
控制系统
简捷
控制方式相对简捷实用，容易实现。故障较少维护方便。
较复杂
运行部件多，控制系统很复杂，维护量很大。
很复杂
运行部件多，控制系统相对较复杂，维护量相对较麻烦。
多台小机组分别启动，启动电流小。
较小
直燃机的燃烧机启动电流较小
大
大型主机启动电流大
使用寿命
长
20年
短
10年
较长
15年
能量调节性
很好
部分负荷能量调节好
差
40%以下负荷能量调节很难
一般
20%以下负荷机组会出现喘振
安全性
好
用电较为安全
差
燃油或燃气存在安全隐患
好
用电较为安全
管理难度
易
系统简单管理方便
难
系统复杂，控制点多
故障及维修
故障点少维修方便
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直燃机与地源热泵方案对比分析
第一部分：运行原理
1、直燃机方案
溴化锂机组是采用吸收式制冷（热）原理，靠消耗热能使热量从低温物体向高温物体转移。
吸收式制冷（热）机组使用的工质是两种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，对于溴化锂机组而言，是以溴化锂-水溶液作为工质对，利用溴化锂沸点高及强吸水性的特点，把水作为制冷剂，溴化锂作为吸收剂，再利用吸收式制冷热）原理，从而达到制冷（热）的目的。
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。
直燃式溴化锂空调系统技术特点
（1）耗电非常小，其耗电设备仅有几台小型泵和直燃机的燃烧器，耗电量一般为蒸汽压缩式制冷机的3%～4%，对解除电力紧张有好处；但要消耗大量的燃油或燃气，是该机组运行成本的主要部分。
（2）不应用氟利昂类制冷剂，制冷剂采用水，溶液无毒，对臭氧层无破坏作用，对环境无影响，有利于环境保护。
（3）加工简单、操作方便，制冷量调节范围大，可无级调节，运行平稳，无噪声，无振动。
（4）不同类型的运行费用与使用的能源关系极大。
2、地源热泵
地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。
地源热泵通过输入少量的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。
在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。
地源热泵技术特点：
1)使用电力，没有燃烧过程，对周围环境无污染排放；
2)不需使用冷却塔，没有外挂机，不直接向周围大气环境排热，没有
热岛效应，没有噪音；
3)不抽取地下水，不破坏地下水资源。
当然，象任何事物一样，地源热泵也不是十全十美的，如其应用会受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响；一次性投资及运行费用会随着用户的不同而有所不同。
第二部分费用对比
1、初始投资
由于直燃机方案与地源热泵方案的末端采用同一套系统，仅需对比主机部分费用。
我方直燃机需要三台主机，连冷却塔等设备共计费用约在600万左右。
地源热泵主机约在400万左右，此外需要打井。
井道深度需要试验确定，目前估算需要350口井左右，每口井费用约在8500元，总打井费用为280万左右。
共计总费用为680万左右。
相差不大，地源热泵方案整体投资略高于直燃机方案。
虽然地源热泵有节省冷却塔投资和增加供热功能的优势，但相应增加的打井费用、深井水泵投资及伴生的电力投资（地源热泵配电量大，配电设施费用投入高。
用电将增加按变压器容量每千瓦1280元的费用，这对于用电量大的地源热泵将又增加一笔运行费用）也是一笔不小的费用，此外打井等工程还需要进行专门的手续审批办理，这些都会增加方案实施的成本。
2、运营费用
按照4个月供暖、4个月制冷的时间来估算。
考虑公建电费1.2元/Kwh，燃气费用3.15元/m3。
直燃机方案每年运行费用约为65元/m2。
地源热泵每年运行费用约为70元/m2。
以上仅为理论计算。
作为一种新出现的中央空调设备，地源热泵的运行情况缺乏实践的检验，运行费用更只能根据厂家提供的数据进行估算，而这是缺乏实际使用数据支持的，优势理论上的估算与实际的使用会有很大的差别。
此外，地下水是开放式的，温度品位、PH值等各地不一，且经常变动，地面机组对这些因素是根本无法控制的，因此，容易造成机组的出力难于稳定与控制，也就很难对运行费用做出较准确地估算。
直燃机则是一项成熟的技术。
有许多的用户实际使用情况和实际的运行费用数据可供参考，确实在运行费用的节省方面具有优势。
第三部分使用寿命、功能性对比
1、使用寿命
两者使用寿命均为25年左右。
2、采暖功能——出水温度
地源热泵的采暖出水水温40-50度，比直燃机低15度左右。
3、负荷跟踪——地源热泵的负荷追踪能力远不如直燃机，而这对运行费用有很大的影响。
地源热泵普遍采用模块化机组，在部分负荷时，仅能实现有极调节，必然存在冷量浪费问题，而不是向直燃机那样可以实现线性调节，对负荷的变化进行实时的跟踪。
4、施工难点
地源热泵的施工难点是打井，涉及与土建外网景观的交叉作业，施工协调难度较大。
另外，由于基地的采暖制冷负荷大，地埋管占地面积较大，
更不利于施工。
总结
1、地源热泵和直燃机在初投资上相差不多，考虑到电力配套费按容量收取，地源热泵电力增容费用较大，实际直燃机应该费用更低一些；
2、运行费用方面理论计算相差不大，由于公建电费远高于居民用电，一般地源热泵厂家均按居民用电计算理论运行费用，考虑实际情况地源热泵运行费用会更高一些；
3、施工方面，直燃机仅涉及机房和外网管道施工，地源热泵还有地埋管打井，工期要延长且施工难度高。