水源热泵VS传统供热_经济性分析

水源热泵与传统系统对比分析

根据XXX住宅小区实现“绿色、环保、节能”的建设目标，周边有可以利用浅层地下水资源的优势，分析了选用水源热泵机组作为住宅小区内住宅空调系统的冷热源，以浅层地下水作为水源热泵机组冷热源的可行性。并对水源热泵的技术与经济性进行了分析，与常规空调系统冷热源（燃气锅炉+冷水电制冷机组）进行了分析比较。结果表明，水源热泵机组初投资较常规空调系统没有劣势，且运行费用低，说明水源热泵空调系统是一种绿色、环保、高效、节能的空调系统，可以作为该住宅小区集中空调形式的首选。

一水源热泵介绍

水源热泵空调系统是一种可以利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊），和人工再生水源（工业废水、中水、地热尾水等）的既可供热又可制冷的高效节能中央空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现低品位热能向高品位热能的转移。将水体和地层蓄能作为冬、夏季的供暖热源和空调冷源，即在冬季，把水体或地层中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量“取”出来，释放到水体和地层中去。水源热泵系统60 年代开始在美国提出之后，经过40多年不断改进和发展，技术日趋成熟，其产品已商品化，迄今已经在北美建筑中应用了40 多年。

自80 年代以来，我国采用水源热泵空调系统的建筑也逐年增多。目前，在全国各区域均有工程实例，例如北京奥运村、顺义鲜花港、沈阳泰宸湖畔佳园、、桂林桂湖饭店等。水地源热泵因具有“绿色、环保、节能”的优势，在我国的推广应用前景十分广阔。

二工程概况

该住宅小区总规划建筑面积86960m2，其中，住宅面积41645 m2，住宅户数476户，为该地区建筑节能以及可再生能源利用工作示范项目，通过示范展示住宅建筑节能、可再生能源利用的综合效益。

三水源热泵空调系统冷热源方案和可行性分析

3.1 空调系统冷热源方案

本工程水源热泵系统原理：冬季，工质通过热泵系统的蒸发器从地下水中吸收热量，再通过热泵系统的冷凝器加热空调系统的循环水，向用户供暖。夏季，工质通过热泵系统的冷凝器向地下水中排出热量，通过热泵系统的蒸发器吸收空调系统的循环水的热量，为用户供冷。

3.2 水源热泵方案可行性分析

该小区位于成都平原岷江冲积扇区，地形平坦，地下水丰富，丰水期地下水位埋深2.5~3.8m，枯水期3.0~4.5m，丰枯期地下水位动态变化1~2.5m。地层为

第四系全新统冲积层（Q

4al），其下依次为更新统冰水堆积层（Q

3

fgl-al）、第四系

中更新统冰水－流水堆积层（Q

2

fgl-al），因此具有良好的抽水回灌条件。其次，根据成都市的气象、水文条件，地下水温度在15m以下多为18℃左右，以换热

器取5℃温差考虑，则热泵机组在冬季、夏季均能保证正常运行，得到充分的运用。综上所述，根据该住宅小区所处的地理位置，可利用地下水资源的优越条件，选用水源热泵机组作为住宅小区内住宅空调系统的冷热源，以地下水作为水源热泵机组的冷热源技术上是可行的。

四水源热泵系统方案技术经济分析

根据住宅和商业的负荷情况及小区的建设特点，冬、夏季均由水源热泵机组来承担空调负荷，夏季为末端提供7／12℃的冷冻水，冬季为末端提供45／40℃的热水。系统方案经济分析计算初投资和运行费用并与常规空调系统（电制冷+燃气锅炉）进行分析比较。

4.1 设计参数

小区内住宅设计为节能建筑，单位建筑面积的冷负荷和热负荷分别按60

W/m2和50 W/m2进行概算，系统冷热负荷概算结果见表1。

表1 系统冷热负荷概算表

4.2 设备选型和初投资

⑴ 水源热泵机组

本方案采用2 台水源热泵机组（单台制冷量为1314kW、制热量为1410kW），用于夏季供冷和冬季供热。室外部分供有4口抽水井，8口回灌井。主要设备和初投资选型表如表2。

表2 水源热泵空调系统主要设备选型和初投资

注：设备初投资不含风机盘管

⑵ 燃气锅炉+冷水电制冷机组

本方案采用2 台螺杆式冷水机组(单台制冷量为1326kW)，用于夏季供冷，2 台燃气锅炉(单台制热量为1300kW)，用于冬季供热。主要设备选型表如表3。

表3 燃气锅炉+冷水电制冷机组主要设备选型表

注：设备初投资不含风机盘管

4.3 空调系统年运行费用分析

表4 年运行费用分析

表单位：万元

4.4 经济比较

通过对两种空调系统方案的初投资及运行费用分析，结合两种不同空调的特点，分析结果如表：

表5 两种方案初投资及运行费用比较

注：设备初投资不含风机盘管

五结论

通过对该小区水源热泵空调系统方案的技术经济分析，得出如下结论：

1. 水源热泵中央空调系统减少了燃气锅炉和凉水塔，节省了初期投资。由于采用了地下水换热技术，使得水源热泵系统的cop值增加，实现了节能的优势。

2. 该住宅小区采用的水源热泵系统和常规空调系统相比，在满足相同的冷、热负荷条件下，水源热泵系统可节省运行费用30%左右。

3. 由于水源热泵系统无需消耗燃料，使用便捷；可以有效改进局部环境，对环境保护有积极的促进作用。