水环热泵的应用分析
0 前言
随着燃气、燃油等能源价格的不断攀升，越来越多的相关企业对其运行成本的不断增加而感到无所适从。燃气锅炉、燃油锅炉作为水冷螺杆机组、离心机组等传统中央空调采暖的加热源同样因为能源价格的升高而造成运行成本的增加。水环热泵中央空调系统因其全年运行成本低且初期投资不高受到越来越多用户的青睐。
1 水环热泵空调系统的主要特点
1)水源稳定
由于水环热泵的热源温度全年较为稳定，一般为10～25℃，其制冷、制热系数可达4.0～4.7，与传统的空气源热泵相比，要高出40%左右，其运行费用为普通中央空调的50～60%。
2)高效节能
水环热泵机组可利用的环境水体温度冬季为12-22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35℃，水体温度比环境温度低，所以制冷的冷凝温度降低，机组效率提高。
3) 环境效益显著
水环热泵使用电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。所以节能的设备本身的污染就小。设计良好的水环热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上，与电供暖相比，相当于减少70%以上。水环热泵机组的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
4)水管不需要保温
空气源热泵机组夏季输送的是冷冻水，冬季输送的是热水，因此，管路系统必须保温，而水环热泵的空调系统，夏季管内冷却水供回水设计温度30℃～35℃，冬季供热水温度仅为16℃～21℃，因此，水管路系统可以不保温，管路系统的初投资与维护费用降低。
5)便于计量和收费
水环热泵空调系统的能耗主要是水环热泵机组，各用户能够安装独立的电表分户计费，便于物业管理和系统能源的管理。各个独立机组，各个独立区域的空调均可单独的计量与收费。这对于用户合理使用空调系统，节约空调系统的能耗，公平、公正、公开地摊派空调运行管理是很有利的。
6)节约投资
水环热泵系统不需设冷冻机房，不设大的通风管道，不设大的锅炉房和没有冷冻水系统，管道因是冷却水系统，不需保温，故安装和投资费用大大减少。
7)冬季辅助热源：可以是燃气锅炉、燃油锅炉、蒸汽锅炉或空气源热泵等。
2 应用分析
以下对湖南地区某一建筑面积为15000平方米的场所采用螺杆冷水机组+(燃煤、燃油、燃气锅炉)与采用水环热泵机组+热泵热水机组方案对其主要设备的出投资及运行费用进行了分析对比：
A：采用双螺杆冷水机组为主机
(1)空调机房(制冷部分)主要设备初投资费用 表1
| 设备名称 | 合计 (万元) |
| 双螺杆冷水机组 | 64.12 |
| 风机盘管 | 22.4 |
| 空调水泵 | 2.61 |
| 冷却水泵 | 2.61 |
| 磁水处理仪 | 3.04 |
| 冷却水塔 | 6.00 |
| 合计 | 100.83(万元) |
| 采暖方式 | 设备名称 | 合计 (万元) |
| 1 | 燃煤锅炉 | 14.50 |
| 排烟设施 | 1.60 | |
| 板式换热器 | 3.00 | |
| 温控系统 | 1.00 | |
| 合计 | 21.10(万元) | |
| 注：必须有储煤场所。有些地区要求必须配备脱硫除尘设备，否则不允许使用燃煤锅炉。 | ||
| 2 | 燃油锅炉 | 13.80 |
| 日用油箱 | 0.30 | |
| 室外储油罐 | 2.00 | |
| 油泵 | 0.10 | |
| 油路系统及阀 | 0.15 | |
| 机房通风系统 | 1.40 | |
| 机房排烟系统 | 1.60 | |
| 板式换热器 | 3.00 | |
| 温控系统 | 1.00 | |
| 合计 | 23.35(万元) | |
| 3 | 燃气锅炉 | 16.00 |
| 机房通风系统 | 1.40 | |
| 机房排烟系统 | 1.60 | |
| 板式换热器 | 3.00 | |
| 温控系统 | 1.00 | |
| 合计 | 23.00(万元) |
| 设备名称 | 每天使用时间(h) | 夏季运行费用(万元) | 冬季运行费用(万元) | |
| 双螺杆冷水机组 | 8 | 12.25 | 0 | |
| 风机盘管 | 8 | 1.48 | 1.23 | |
| 空调水泵 | 8 | 1.61 | 1.35 | |
| 冷却水泵 | 8 | 1.61 | 0 | |
| 冷却塔风机 | 8 | 0.35 | 0 | |
| 1 | 燃煤蒸汽锅炉 | 8 | 9.78 | |
| 2 | 燃油锅炉 | 8 | 28.86 | |
| 循环油泵 | 8 | 0.05 | ||
| 机房风机 | 8 | 0.68 | ||
| 3 | 燃气锅炉 | 8 | 20.35 | |
| 机房风机 | 8 | 0.68 | ||
| 冷水机组+燃煤小计 | 17.3 | 12.36 | ||
| 冷水机组+燃油小计 | 17.3 | 32.17 | ||
| 冷水机组+燃气小计 | 17.3 | 23.61 | ||
| 冷水机组+燃煤合计 | 29.66 (万元) | |||
| 冷水机组+燃油合计 | 49.47(万元) | |||
| 冷水机组+燃气合计 | 40.91(万元) |
| 设备名称 | 合计 (万元) |
| 水环热泵机组 | 84 |
| 冷却水泵 | 2.61 |
| 磁水处理仪 | 1.74 |
| 冷却水塔 | 6.00 |
| 合计 | 94.35(万元) |
| 采暖方式 | 设备名称 | 合计 (万元) |
| 热泵 | 热泵热水机组 | 39 |
| 设备名称 | 每天使用时间(h) | 夏季运行费用(万元) | 冬季运行费用(万元) |
| 水环热泵机组 | 8 | 12.67 | 6.25 |
| 水泵 | 8 | 1.61 | 0.5 |
| 冷却塔风机 | 8 | 0.35 | 0 |
| 热泵热水机组 | 8 | 0 | 12.96 |
| 水环热泵机组+热泵热水机组合计 | 34.34(万元) |
| 项目 方案 | 主要设备投资 | 运行费用 | ||||||
| （万元） | 夏季 | 冬季 | 全年 | |||||
| 万元 | 元/ m2 | 万元 | 元/ m2 | 万元 | 元/ m2 | |||
| 1 | 水环热泵+热泵热水机组 | 133.35 | 14.63 | 9.8 | 19.21 | 12.8 | 34.34 | 22.6 |
| 2 | 冷水机组+燃煤锅炉 | 121.93 | 17.3 | 11.5 | 12.36 | 8.3 | 29.66 | 19.8 |
| 冷水机组+燃油锅炉 | 124.18 | 17.3 | 11.5 | 32.17 | 21.5 | 49.47 | 33 | |
| 冷水机组+燃气锅炉 | 123.83 | 17.3 | 11.5 | 23.61 | 15.8 | 40.91 | 27.3 |
