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地源熱泵戶式中央空調(diào)經(jīng)濟性分析

2006-10-26 16:20    【  【打印】【我要糾錯】

  戶式中央空調(diào)是介于中央空調(diào)系統(tǒng)和家用空調(diào)設(shè)備(如窗式空調(diào)器、分體式空調(diào)器等)之間的一種供暖空調(diào)方式。對于高級住宅、別墅、小型高檔辦公場所,安裝中央空調(diào)系統(tǒng)顯得笨拙,不易調(diào)節(jié),還需要專業(yè)人員維護,必然造成人力物力的浪費,并且中央空調(diào)系統(tǒng)即使只有一家使用,空調(diào)主機也要開機運行,費用又需共同承擔,極不合理;使用家用空調(diào)器又會影響建筑整體美感,并且使用舒適性也不很滿意。戶式中央空調(diào)施工簡單,無需專業(yè)人員維護,占用空間較小,所以成為該類場所供暖空調(diào)的最佳選擇。

  市場上現(xiàn)有的戶式中央空調(diào)的形式可歸納為以下幾類:

  1、制冷劑直接蒸發(fā)式一拖多系統(tǒng)。亦即使用一個室外機多個室內(nèi)機組,分布在不同的房間內(nèi)供暖空調(diào)。該系統(tǒng)安裝方便,各居室溫度可自由調(diào)節(jié),管線占用空間小,但制冷劑管路長且復(fù)雜,氟利昂用量大,泄漏的危險也加大了;該系統(tǒng)受氣候條件的制約,在-5℃以下使用時必須安裝輔助加熱器;該系統(tǒng)難以解決新風(fēng)供應(yīng)與冬季加濕問題;該系統(tǒng)價格相對較高。

  2、室外機為空氣-水熱泵機,制備冷(熱)水供應(yīng)分布在不同房間內(nèi)的多臺風(fēng)機盤管。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便,與全空氣系統(tǒng)比較占用建筑空間較少,也易與建筑裝修融為一體;風(fēng)機盤管容易控制,各房間可獨立控制、方便使用,較易實現(xiàn)節(jié)能運行,便于節(jié)電。但是該系統(tǒng)無新風(fēng)供應(yīng),風(fēng)機盤管集水盤內(nèi)容易滋生細菌,水管入戶,存在漏水危險,對施工要求嚴格;該系統(tǒng)也受氣候條件制約,低于-5℃時無法正常工作,需安裝輔助加熱裝置。

  3、室外機為空氣-空氣熱泵,制備冷(熱)風(fēng),通過風(fēng)管送到每個房間。其優(yōu)點是采用全空氣系統(tǒng),沒有漏水危險;可引入新風(fēng),可對室內(nèi)空氣進行過濾、加濕、除臭等處理,空氣品質(zhì)好,是最為接近中央空調(diào)的系統(tǒng)形式。其缺點是風(fēng)管管徑較大,占用空間較多;各個房間溫度不好單獨進行大幅度調(diào)節(jié);戶外溫度小于-5℃時,室外機能效低,產(chǎn)熱量低,技術(shù)安全性差。

  其中,2、3種方式都使用了熱泵技術(shù),具有節(jié)能效果,但是我們不提倡使用空氣源熱泵,因為還存在如下一系列問題:

  1、存在熱島效應(yīng),使得外界局部空間環(huán)境條件惡化

  2、當空氣溫度低于零度時,機組效率下降,并且當溫度低于-5℃時,機組效率極低,甚至無法開機,需要附加輔助熱源

  3、冬季室外機組需要除霜,浪費能源

  近年興起了地源熱泵技術(shù),使得戶式中央空調(diào)系統(tǒng)有了更大的發(fā)展空間,地源熱泵戶式中央空調(diào)系統(tǒng)實際上就是利用地源熱泵作為戶式空調(diào)的熱(冷)源,室外是地源熱泵機組,冬季制備熱水供室內(nèi)的風(fēng)機盤管和地板輻射供暖管路供暖,夏季制備冷水供室內(nèi)風(fēng)機盤管制冷。地源熱泵技術(shù)的主要優(yōu)點有:

  1、高效:地溫一年四季基本恒定,略高于該地區(qū)的年空氣平均溫度,使得熱泵無論在制冷或制熱工況中均處于高效率點。

  2、節(jié)能:冬季運行時,COP約為4,即投入1KW電能,可得到4KW左右的熱能,夏季運行時,COP可達到投入1KW電能,可得到4KW以上的冷量,能源利用效率為電采暖方式的3-4倍;并且理管熱交換器不需要除霜,減少了結(jié)霜和除霜的能耗。

  3、環(huán)保:供熱時省去了鍋爐房系統(tǒng),沒有燃燒過程,避免了排煙污染,供冷時省去了冷卻塔,避免了冷卻塔噪音及霉菌污染。

  4、節(jié)省運行費用:系統(tǒng)的高效率,壓縮機的低功耗,使運行費用大幅減少,只有傳統(tǒng)方式的2/3.

  5、節(jié)省占地空間:省去了冷卻塔、鍋爐及與之配套的煤場和渣場,節(jié)約了土地資源,產(chǎn)生附加經(jīng)濟效益,并改善了建筑物的外部形象。

  6、安全:無燃燒設(shè)備,從而不存在爆炸,燃燒的隱患。

  7、可再生:土壤有較好的蓄熱性能,冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖,同時蓄存冷量,以備夏用;夏季通過熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對建筑進行降溫,同時蓄存熱量,以備冬用,保證了大地熱量的平衡。

  地源熱泵戶式中央空調(diào)與常規(guī)家用空調(diào)比較的技術(shù)優(yōu)勢

  與傳統(tǒng)中央空調(diào)和常規(guī)空用空調(diào)相比,地源熱泵戶式中央空調(diào)有著無可比擬的優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在:

  1、地源熱泵戶式中央空調(diào)的設(shè)備性能穩(wěn)定,系統(tǒng)壽命可達20年,地埋管換熱器壽命更可達40-50年,比普通分體空調(diào)器優(yōu)越的多;其未端既可以使用風(fēng)機盤管,也可以與地板采暖聯(lián)合使用,不僅可以單獨控制和隨意調(diào)節(jié)各個房間溫度,并且地板采暖舒適性更好。

  2、地源熱泵戶式中央空調(diào)繼承了中央空調(diào)系統(tǒng)的舒適性及家用空調(diào)布置的靈活性兩者的優(yōu)勢,可以根據(jù)用戶不同需要靈活設(shè)計,可以充分體現(xiàn)現(xiàn)代建筑以人為本的思想。

  3、地源熱泵機組不需要占用專門的機房,并且無需安裝冷卻塔及泵房,維修簡單,運行方便,無需專業(yè)人員維護。

  4、戶式中央空調(diào)實現(xiàn)了分戶計算,計費方式合理,沒有了中央空調(diào)的不合理收費,還擁有中央空調(diào)的舒適性,既節(jié)省能源,又合乎公平性原則。

  經(jīng)濟性分析

  北京100平米的家庭125天總耗熱量為:100平米×125d×24h×3600×0.05kw=5400萬kJ,為獲得這么多熱量,選用不同的采暖方式,耗用的燃料不同,燃燒效率不同,能源成本不同,F(xiàn)將100m2的家庭采用不同方式供暖成本計算如下:

能源  煤炭  天然氣  石油氣  柴油    熱泵  地源熱泵 
單位  kg  m3  m3  Kg  kwh  kwh  kwh 
熱值(KJ)  20900  36000  48566  43124  3600  3600  3600 
效率  0.6  0.9  0.9  0.9  0.95  2  4 
單價(元)  0.3  1.6  3  3  0.4  0.4  0.4 
成本(元)  1  2.06  2.87  3.24  6.2  2.9  1.45 
100m2總費用  1291  2622  3706  4174  6315  3000  1500 

  由上表可見,燃煤供暖最經(jīng)濟,但是由于北京地區(qū)已經(jīng)限制燃煤使用,綜合比較,地源熱泵系統(tǒng)為最佳選擇。

來源:網(wǎng)易暖通 

作者:魏加項 唐志偉 丁萬磊 馬重芳
延伸閱讀:地源 熱泵 戶式
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