红螺湖别墅:地源热泵中央空调方案
2012-4-11 15:47:08
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位于怀柔红螺湖景区内，建筑面积600平方，空调和采暖面积400平方，意大利克莱门特地源絷泵水--水机组HRHN0121，制冷/热量41/42KW，输入功率总数7.1/10.2KW。采暖季运行费用.2X16X125X0.46＝9384元。夏季只需2元的电费，就可得到600升45度的生活热水。全年使用生活热水，600升只需3.8元电费。
红螺湖别墅
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投资运行费用分析
一、项目简介
本户型位于位于怀柔红螺湖别胖的红螺湖别墅，地上三层地下一层，总建筑面积约640m2，每户都有一个200平方的花园，空调面积为330m2，采暖面积370，共15个风盘。厨房卫生间冬季采用暖气片采暖，本方案长年提供生活600热水，加热成本低廉。机房设在地下一层，水箱和空调主机以及水泵均放在机房内。
二、空调设计方案
本工程的空调形式采用节能、环保的水/水式地源热泵，通过双管路水系统连接起各台地源热泵机组而构成封闭环路的中央空调系统。现根据该建筑冷负荷和生活热水要求。现选择制冷/热量40.4/40.8KW，意大利克莱门特地源絷泵水--水机组HRHN0121机组一台。夏季利用地源热泵机组产生7℃的冷冻水，通过风机盘管制冷。冬季利用地源热泵机组产生45℃的热水，通过每个房间的风盘送出热风进行采暖。
生活热水系统选用美意MSR－L025WHC热泵机组，制热量7.9KW，4个小时生产600升45度热水，冬季和过度季节运行费用仅4.4元，在夏季使用生活热水，几乎无需任何电费。本系统全部自动控制，使用简单。
根据计算，夏季地下换热器的散热量大于冬季的吸热量需求，因此计算地下换热器时全部以夏季工况选取。根据空调夏季的总冷负荷40.8KW。按照北京的地质结构条件通过计算，该项目需要钻8个80米深的孔，孔与孔间距为4米，本项目的地下埋管环路设计采用同程式。
三、设备清单 1、水-水式地源热泵机组系统（意大克莱门特品牌） 地源热泵中央空调方案
型号 参数 数量(台) 输入功率（kw） 总功率（kw）
地源热泵机组HRHN0121 冷/热量40.440.8kw 1 7.1/10.2 7.1/10.2
风机盘管 85w 15 1.27 1.27
源水侧水泵 8 m3/h 25m 1 1.03 1.03
用户侧水泵 8 m3/h 25m 1 1.03 1.03
传统较好常用的中央空调方案
型号 参数 数量(台) 单位功率（kw） 总功率（kw）
约克风冷热泵机组YHAC40HP 冷/热量40/43kw 1 16/16.5 16/16.5
风机盘管 85w 15 1.27 1.27
用户侧水泵 8m3/h 25m 1 1.03 1.03
四、投资运行费用分析
运行费用分析计算约定
1、能效比cop=制冷/热量与输入功率的比值
2、每年制冷4个月120天，平均每天工作10小时共计1200小时
3、每年制热4个月120天，平均每天工作15小时共计1500小时
4、约定电价0.46元/KW.H计算
5、约定天然气价格2.05元/m3
6、风冷热泵中央空调主机以著名品牌美国约克牌为例。
7、建筑围护结构的设计必需是符合现行建筑节能标准，窗墙传热系数不超过标准值，没有非常规的冷热量流失。
地源热泵系统运行费用分析：
一、地源热泵系统设备耗能情况（意大克莱门特品牌）
总冷负荷量:40.4KW总热负荷:40.8KW
空调主机设备功耗:
制冷:7.1KW(COP5.69)
制热:10.2KW(COP4.0)
冷却水泵功耗:1.03KW
冷冻水泵功耗：1.03KW
二、运行费用计算
制冷:
7.1KWx1200Hx0..46元/KW.Hx＋2.06KWx1200Hx0.0.46X元/KW.H
＝4970（元）
制热:
10.2KWx1500Hx0.46元/KW.Hx0.65＋2.06KWx1500Hx0.46X0.65元/KW.H
＝8458（元）
因此地源热泵全年运行费用：13430元。
风冷热泵中央空调方案+燃气采暖运行费用：
一、风冷单冷系统设备耗能情况
总冷负荷量:40KW
空调主机设备功耗:
制冷:16KW
燃气锅炉耗能情况
总热负荷：40KW
天然气：4.80M3/h
设备耗电：0.5KW
二、运行费用计算
制冷：
（16+1.03）KWx1200Hx0.46元/KW.HX0.65＝9400（元）
制热:
4.8M3/hx1500Hx2.05元/M3X0.65+0.5KWx1200Hx0.46元/KW=15290(元)
因此风冷+燃气系统的全年运行费用是24693元
地源热泵全年运行费用可省：11263元
初投资比较：
1、地源热泵系统：
主机和机房设备：60000元
地埋管施工：51200元
室内风盘（15个）和管道工程：45000元
合计：146200元
2、风冷热泵冷水机组＋燃气炉采暖：
约克主机和机房设备80000
室内风盘（15个）和管道工程：45000元
合计：115000元
3、地源热泵中央空调系统增加投资：31200元。
生活热水系统运行费用分析：
1、地源热泵系统生产600升热水所需的电费：（1.7＋0.7）KWX4HX0.46＝4.46元。
一年的费用：245天X4.46＋120天（0.7X0.46X4）＝1248元。
2、用燃气壁挂炉生产600升热水所需的燃气费用：0.95M3/hX4X2.05＝7.8元。
一年的费用：365天X7.8＝2847元。
结论：
1、计算壁挂炉的购买成本，增加投资10000元，两年内节省的能耗费用22526元超出增加的投资成本21200。
2、不计算壁挂炉的购买成本，增加投资31200元，3年内节省的能耗费用33789元，超出增加的投资31200元。
3、一年地源热泵生产热水比燃气生产生活热水可节约：2847-1248＝1600元。
