海水源熱泵在中央空調與熱水系統(tǒng)中的應用

　　海水源是一項國家大力鼓勵的環(huán)保節(jié)能型技術。它具有能效比高、經濟、靈活的特點，而且具有供熱、制冷、供應熱水的功能。[2]我國的海水源熱泵系統(tǒng)使用目前主要集中在沿海地帶，可以充分利用當?shù)睾ＫY源。在本文中通過浙江省臨海的一項商業(yè)中心項目，詳細介紹了海水源熱泵系統(tǒng)的經濟效益以及節(jié)能環(huán)保作用。

　　1、工程實例

　　1.1工程概況

　　本案例選取某商業(yè)中心進行分析。某商業(yè)中心是一棟集商業(yè)、辦公、酒店、娛樂于一體的綜合樓。主樓23層，其中裙樓3層，南樓17層，北樓14層。地下建筑面積7500m2，地上建筑面積80000m2。主樓設有公寓350套，南樓設有公寓180套，北樓設有公寓100套，對于地上建筑要求設置全年的舒適性的空調。

　　1.2設計中參數(shù)使用

　　設計中主要涉及的參數(shù)包括室外主要的氣象參數(shù)夏季計算中的干球溫度、濕球溫度，室內的空氣計算參數(shù)夏季溫度和冬季溫度，生活熱水溫度50℃到55℃，日平均用水量一般為1000t/d。其中干球溫度Td=33℃，濕球溫度Tw=28.5℃。室內夏季氣溫T=23℃～25℃，夏季氣溫T=20℃～25℃。[3]

　　1.3空調冷熱負荷估算

　　1.3.1空調冷熱負荷

　　1.3.2計算熱水負荷

　　整棟商業(yè)中心每天的熱水需求量為1000t，溫度53℃。根據(jù)公式(1)得熱水負荷Q=1720KW

　　Q=CM△t(1)

　　其中，C—水比熱;M—供應的熱水質量;△t—熱水冷水之溫差

　　1.3.3制冷設備的配置

　　選用7臺40STD-E1630HDB螺桿式海水源熱泵機組?？照{系統(tǒng)的總熱負荷為5550kw。單臺40STD-E1630HDB的制熱量為1963.4kw，采用3臺機組能夠滿足冬季使用要求。

　　空調系統(tǒng)的總冷負荷為11200kw，單臺40STD-E1630HDB的制冷量為1633.2kw，采用7臺機組能夠滿足夏季使用要求。冷凍水的進出水溫12℃/7℃，冷卻用的海水進出水溫分別為15℃/26℃，單臺機組的熱回收量是490kw，機組的熱回收量為75%，7臺機組在滿負荷時刻回收2573kw。[4]

　　1.4采用海水源熱泵中央空調的優(yōu)點

　　海水源熱泵中央空調具有以下優(yōu)點：

　　(1)節(jié)約能源。海水源屬于可再生性能源，使用海水源可以大大節(jié)約能源;

　　(2)節(jié)省土地資源?？梢源蟠蠊?jié)省鍋爐房、配套油庫的占地;

　　(3)保護環(huán)境。采用此方法多環(huán)境無污染;

　　(4)節(jié)約水資源。利用海水，可以大大節(jié)省水資源的消耗;

　　(5)大大節(jié)省資金。海水源熱泵中央空調的運行成本只有傳統(tǒng)的中央空調的60%左右。

　　1.5可行性分析

　　該系統(tǒng)由三部分構成，分別為主機系統(tǒng)、末端系統(tǒng)、水系統(tǒng)。本工程中采用的是滿液式海水源中央空調系統(tǒng)。該系統(tǒng)以海水作為提取、存儲能量的基本源體，然后憑借壓縮機系統(tǒng)，耗費少量的電能，從而達到能量轉換的目的，在轉化過程中只提取海水中蘊藏的能量，不消耗海水質量，同時對海水無污染。該產品屬于如今空調領域中能效值比較高的產品，費用也低于傳統(tǒng)的采暖季供冷系統(tǒng)。

　　該商業(yè)中心處于浙江，浙江冬季氣溫一般在5℃，采用傳統(tǒng)的方法不能滿足業(yè)主采暖供冷需求。

　　該商業(yè)中心所處地區(qū)不宜打井，采用水源機組也不能滿足要求。而且該地區(qū)海水資源豐富，利于海水源熱泵空調系統(tǒng)的利用。

　　綜上，采用海水源熱泵空調系統(tǒng)是可行的。[5]

　　1.6經濟性分析

　　1.6.1初期投資比較

　　海水源熱泵空調系統(tǒng)初期投資額為1190萬元，水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)初期投資額為1000萬元。

　　1.6.2運行中的費用比較

　　(1)海水源熱泵中央空調系統(tǒng)。海水源熱泵中央空調系統(tǒng)冬季及夏季運行費用見表2

　　備注：表中取制冷天數(shù)為180天，供暖天數(shù)為120天，每天制冷和供暖均為18小時。電價按0.95元/kwh計算。

　　同理，計算出夏季用電估算費用為4600785元。熱水運行費用按一年6個月計算，20.5%的時間在100%負荷耗電量為2551051.8kwh，79.5%的時間在75%負荷耗電量為1898364.6kwh，用電估算費用為2423499元。計算中取使用天數(shù)為180天，每天使用24小時，電價取0.95元/kwh計算。

　　(2)水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)。水冷螺桿式的冷水機組空調運行費用選用參數(shù)與海水源熱泵系統(tǒng)相同，制冷天數(shù)為180天，供暖天數(shù)為120天，每天制冷和供暖均為18小時。油價按4元/kg計算。得到的耗油估算費用為3863617元，夏季用電估算費用為5766087元，熱水運行費用為7464280元

　　1.7綜合評價

　　從海水源熱泵中央空調系統(tǒng)與水冷螺桿式的冷水機組比較分析中，可以發(fā)現(xiàn)初期投資海水源熱泵中央空調系統(tǒng)為1190萬元，水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)為1000萬元，運行期間海水源熱泵中央空調系統(tǒng)冬季空調費用為2268486元，夏季空調費用為4600785元，熱水系統(tǒng)費用為2423499元;水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)冬季空調費用為3863617元，夏季空調費用為5766087元，熱水系統(tǒng)費用為7464280元。海水源熱泵中央空調系統(tǒng)比水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)節(jié)約5901214元?？傮w上節(jié)約400多萬元。證明了海水源熱泵中央空調系統(tǒng)較水冷螺桿式的冷水機組(包括燃油鍋爐)具有較好的經濟效益，同時無污染，節(jié)能。

　　2、小結

　　通過對某商業(yè)中心實例分析可以發(fā)現(xiàn)，采用海水源熱泵中央空調系統(tǒng)及熱水系統(tǒng)具有較大的利潤，能夠使投資者的投資收益z*大化。但是，此系統(tǒng)的應用受到地域限制，在前期的可行性論證中必須進行詳細論證。