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一、前言
近些年来,我国经济发展迅速增长,人们生活水平迅速提高,对生活的标准和生活质量、观念在不断的更新。在现代的城市中人们迫切要求创造出一个与室外噪声隔绝、空气新鲜无污染、温度湿度适宜的良好的居住、办公、娱乐的环境。
空气源采暖制冷热泵可满足用户的冬季采暖、夏季制冷的需求,是企业采暖制冷的绿色节能之选。
二、解决方案
以某单位采暖制冷工程为例,
1.工程概况:此项目是该单位空气源热泵采暖与制冷工程,采用卓奥空气源热泵采暖与制冷机组,解决夏季制冷/冬季采暖两大问题。冬季采暖由于是风机盘管方式采暖,室内温升速度快、效率高,采暖面积约9000㎡;经过实地考察冬季室内气温最高可达25℃左右。
2.气象参数:
冬季 |
夏季 |
|||||||||||
大气压力 |
平均风速 |
相对湿度 |
干球湿度 |
大气压力 |
平均风速 |
相对湿度 |
干球湿度 |
湿球温度 |
||||
采暖 |
通风 |
空调 |
空调 |
通风 |
空调平均 |
空调 |
||||||
1026.6 |
3.1 |
53 |
-9 |
-4 |
-11 |
1004.8 |
2.6 |
78 |
33.4 |
29 |
29.2 |
26.9 |
3.设计依据
建筑给水排水设计手册 建筑给水排水设计规范(GB50015--2003) 建筑给水排水和热水供应设计规范
给水排水国家建筑标准设计图集 商业或工业用及类似用途的热泵热水机(GB/T21362-2008)
《暖通空调》(第二版) 《民用建筑空调设计》(第二版)
《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019--2003) 热泵热水系统选用与安装(06SS127)
热泵产品样本及说明书(江苏卓奥) 热泵智能环境模拟实验室的运行数据(江苏卓奥)
4.设计计算
根据客户提供数据得,
夏季空调系统冷负荷:630KW
冬季空调系统冷负荷:456KW
4.1选型
根据经验初定选用12台DKFXRS-68IIB11
卓奥超低温强热型模块式风冷冷热水机组。
4.2终端设计
终端采用风机盘管实现
冬季采暖与夏季制冷。
5.费用估算
5.1计算前提
本工程所在地夏季制冷季约有90天;
冬季采暖季约有120天。
该地区电价约为0.8元/kwh
夏季建筑冷负荷为:630KW,
冬季采暖耗热量为474KW。
夏季空气源热泵机组平均COP值为3。冬季空气源热泵机组平均COP值为2.5(低温检测设计依据)。
5.2夏季制冷系统运行费用
a.最热日夏季10小时制冷负荷计算:
最热日夏季10小时满负荷率约85%,则最热日夏季10小时制冷负荷耗电量为:Q夏.10小时630KW×10h×85%=5355KW
b.制冷季节耗电量计算:
根据气候和使用情况,预计全年需要制冷的时间约90天,但每天需要的冷量差别较大,估计在10-100%之间。按90天内每天平均负荷为最热日夏季10小时冷负荷量的60%估算。
则全年制冷耗电量为:Q夏.全年=Q10小时×90×60%=289170KW
C.热泵夏季运行费用为:289170KW/3×0.8元/KW≈7.7万元
5.3冬季采暖耗热量运行费用
按冬季12小时制热量计算、采暖天数为120天。
全年采暖量为:Q冬.全年=474KW×12×120=682560KW
热泵冬季运行费用为:682560KW/2.5×0.8元/KW×0.9(建筑面积与采暖面积误差)≈19.6万元
则每年每平方米的采暖费用约为21.8元。
因此,采用空气源热泵系统全年运行费用约为:7.7万元+19.6万元=27.3万元
5.4其他能源系统冬季采暖运行费用
a.计算前提
电价0.8元/kwh,天然气单价3.5元/m³,柴油单价8.34元/kg。天然气热值8600kcal/m³,热效率80%;柴油热值10200kcal/kg,热效率85%;电热值860kcal/kwh,热效率95%。
由于夏季采用常规冷水机组制冷所需运行费用不好详细对比,本案例分析中仅比较冬季运行费用。
b.电锅炉系统冬季运行费用
682560kwh÷95%×0.8=57.50万元
c.燃油锅炉系统冬季运行费用
682560kwh×860÷10200÷85%×8.34=56.50万元
d.燃气锅炉系统冬季运行费用
682560kwh×860÷8600÷70%×3.5=34.1万元
空气源热泵采暖系统与常规能源系统对比汇总表
项目 |
A |
B |
C |
D |
热泵 |
燃气锅炉 |
市政蒸汽 |
燃油锅炉 |
|
燃料种类 |
电 |
天然气 |
蒸汽 |
油 |
是否污染环境 |
无污染 |
有污染 |
有污染 |
有污染 |
有无危险性 |
无 |
有 |
有 |
有 |
冬季采暖系统年运行费用 |
19.6 |
34.1 |
56.5 |
57.5 |
年节约费用(万元) |
----- |
14.5 |
36.9 |
37.9 |
使用年限 |
15年左右 |
5-8年 |
5-8年 |
5-8年 |
注:上述各表中的相关数据虽不能完全反映全部的运行数据,但可从比较宏观的方面反映出系统主要的运行费用.B、C、D为锅炉类方案,需增加锅炉的日常维保、检测及管理人员费用,其中天然气管路铺设需要增加开户费用等。A为热泵热水方案,可实现全年无人管理,系统自动运行,不存在压力容器等高危设备,安全性能较锅炉很强。
三、结论
企业的空气源采暖制冷系统有高效节能、安全环保、智能控制的特点,运行费用为电锅炉的1/4、燃气燃油锅炉的1/3--1/2,是企业采暖解决方案的节能之选。