温泉酒店空调系统分析报告综合+海水源热泵.docx
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温泉酒店空调系统分析报告综合+海水源热泵
北戴河休阿尔卡迪亚温泉大酒店
热源系统分析报告
工程地点：
北戴河新区七里海东岸
公司名称：
秦皇岛荣盛房地产开发有限公司
文件编制人：
卢刚
第一部分热源系统的分类及各自特点
根据北戴河休阿尔卡迪亚温泉大酒店的建筑特色，可将本热源系统可分为：
水源热泵系统（主要指地下水源热泵系统、海水源热泵系统）、地源热泵系统（主要指地下土壤源热泵系统）、冷水机组加燃气燃油锅炉系统。
一.水源热泵系统
1.水源热泵概述
水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。
水源热泵可分为地源热泵和水环热泵。
地源热泵包括地下水热泵、地表水（江、河、湖、海）热泵、土壤源热泵；利用自来水的水源热泵习惯上被称为水环热泵。
针对本项目的建筑条件，因紧邻七里海的温泉酒店会所和海边的温泉酒店，有着丰富的海水水源，所以针对水源热泵只对地下水热泵和地表水热泵（海水源热泵）进行分析。
2.水源热泵原理
地球表面浅层水源，如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。
水源热泵技术的工作原理就是：
通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。
3.水源热泵的优点
水源热泵与常规空调技术相比，有以下优点：
（1）、高效节能
水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）最高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。
水源热泵机组可利用的水体温度冬季为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。
而夏季水体温度为18～35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而提高机组运行效率。
水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3～5.0kW.h的热量或5.4～6.2kW.h的冷量。
与空气源热泵相比，其运行效率要高出20～60％，运行费用仅为普通中央空调的40～60％。
（2）、属可再生能源利用技术
水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。
地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。
这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。
所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
（3）、节水省地
以地表水为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗水资源，不会对其造成污染；省去了锅炉房及附属煤场（燃煤锅炉）、储油房（燃油锅炉）、冷却塔等设施，机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利于建筑的美观。
（4）、环保效益显著
水源热泵机组供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，无燃烧过程，避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗。
所以，水源热泵机组运行无任何污染，无燃烧、无排烟，不产生废渣、废水、废气和烟尘，不会产生城市热岛效应，对环境非常友好，是理想的绿色环保产品。
（5）、一机多用，应用范围广
水源热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。
特别是对于我们酒店这样的项目有供热、供冷和供生活热水的要求，水源热泵有着明显的优点。
不仅节省了大量能源，而且只用一套设备，减少了设备的初投资。
其总投资额仅为传统空调系统的60%，并且安装容易，安装工作量比传统空调系统少，安装工期短，更改安装也容易。
从这一点分析比较适用于我们温泉酒店、酒店公寓及会所等建筑，小型的水源热泵更适合于别墅、洋房的采暖、供冷。
（6）、运行稳定可靠，维护方便
水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性；采用全电脑控制，自动程度高。
由于系统简单、机组部件少，运行稳定，因此维护费用低，使用寿命长。
（7）、符合国家政策，获得政策性支持
国家十分重视可再生能源开发利用工作，《中华人民共和国可再生能源法》已于2006年1月1日起实施；同时，在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，又把大力发展和规模化应用新能源和可再生能源作为能源领域的优先发展主题。
从国家立法和发展战略的高度，对可再生能源的发展应用予以强力推动。
与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比的优势体现在：
与锅炉（电、燃料）和空气源热泵的供热系统相比，水源热泵具明显的优势。
锅炉供热只能将90%～98%的电能或70%～90%的燃料内能转化为热量，供用户使用，因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量；由于水源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3.5～4.4，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%。
4.水源热泵的限制条件
（1）水源系统的水量、水温、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。
应用水源热泵时，对水源系统的原则要求是：
水量充足，水温适度，水质适宜，供水稳定。
（2）水源热泵理论上可以利用一切的水资源，当然也就是我们上面所叙述的地下水源（水井式）和地表水源（海水式）。
.就地表水源（海水式）而言，根据我们阿尔卡迪亚温泉大酒店的地势特色，酒店温泉会所紧邻七里海、温泉酒店紧邻大海，有着丰富的海水资源。
因海岸线多为沙质岸线，海水的取水深度需在10-50米水深，此水位水温恒定在5-8℃，无法满足一般水源热泵的温度要求，海水受到潮汐的影响比较大不利于岸边直接取水，所以根据海岸线的土质条件只需设置30-80m深的取水井（通过实验井测试水质、渗透率、出水量、动水位），通过海水渗透作用直接用水井的水（温度能恒定在10-25℃）供应热泵系统；另外根据和热泵厂家的沟通，现有获得专利的海水源热泵机组，采用海军铜作为材料，能有效解决抵抗海水中氯化钠、氯化镁和少量的硫酸钠、硫酸钙的腐蚀。
.就地下水源（水井式）而言，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证用后尾水的回灌可以实现。
（即，需委托当地地质管理单位对水文地质进行调查，需要当地勘查部门勘查加总结资料的基础上对地下水源进行估测、评定，方可确认是否能满足水源热泵水井要求）
二.地源热泵系统
地源热泵系统从原理、使用优点来说和水源热泵系统大体相像。
根据项目相关条件对地源热泵综合分析。
1.地源热泵是利用地球表面浅层水源（如地下水、河流和湖泊）和土壤源中吸收的太阳能和地热能，并采用热泵原理，既可供热又可制冷的高效节能空调系统。
目前大面积推广使用的是埋管式地源热泵技术（下图），是充分利用浅层地热的最佳技术途径。
图1（蛇形埋管）
图2（水平埋管）
图3（竖直埋管）
2.对于埋地式地源热泵系统连续运行时，热泵的冷凝温度和蒸发温度受土壤温度的变化发生波动，导致系统使用效果下降；北戴河生态颐养度假城温泉酒店及酒店公寓项目的建筑面积10万平米，室外地势不平，换热盘管占地面积较大约20万平米左右，埋管的敷设无论是蛇形、水平布置还是钻孔垂直安装，都会增加大量的室外安装费用，且占地面积较大。
例如：
某一郑州机务段郑州北整备场，建筑面积共计1200平方米，空调设计冷负荷为85KW；空调设计热负荷为67KW，热水热负荷为7.8KW/h。
加热油用热负荷：
根据甲方要求，加热油负荷为8KW，采用盘管储油池内加热。
则总热负荷为：
82.8KW。
（1）如果采用双U管竖直埋管总长度为5100m，孔深80m的话需要取16个口
（2）如果采用单U管竖直埋管总长度为3825m，孔深80m的话需要取24个口。
综上所述这样看来对于本酒店工程建筑面积10万㎡、热负荷4500KW的建筑项目室外造价和施工难度会相当大，加上本项目地势条件限制，故而不建议使用此系统。
三.冷水机组加燃气燃油锅炉系统
1.此系统方式属于传统方式，相对于地源、水源热泵（海水源、地下水源）系统来说，最大的弊端就是后期使用维护费用和能耗大，占室内面积大；从资金角度对于本项目现场条件特点略小于水源热泵和地源热泵系统，比较适用于大型建筑项目。
2.燃气锅炉和燃煤锅炉的比较
燃气热水锅炉是锅炉的一种,是指燃料以可燃气体为燃料的锅炉,主要燃料为天然气和城市煤气，主要用于加热热水。
燃气锅炉的总体费用是燃煤锅炉的一半，而运行费用却是燃煤的4倍，一吨蒸汽需要燃烧天然气80立方米左右，而燃煤不超过0.185公斤。
在性能上燃气锅炉好于燃煤锅炉。
在原理上，它们都是热转换设备，区别就是在于燃烧上，燃煤需要复杂的炉排或煤粉，还有燃煤制备等等，而燃气只需要燃烧器这么简单。
从占用场地来说燃煤锅炉所用的场地要远大于燃气锅炉的占用场地。
第二部分综合效益分析
一.初期投资比较
把以上三种方式的蒸汽型溴化锂制冷机+燃油、燃气锅炉系统，水源热泵系统，地源热泵系统，以温泉酒店及温泉酒店项目（10万平方米）为例对几种冷热源方式进行对比（如下表）。
方式
水源热泵（水井式）
水冷机组+锅炉
地源热泵（埋管式）
水源热泵（海水式）
制冷/制热主机（万元）
400
300
400
520
锅炉（万元）
/
150
/
/
水泵（万元）
170
150
170
170
冷却塔（万元）
/
80
/
/
室外设施（万元）
150
20
450
120
其他（万元）
300
280
300
300
总投资（万元）
1020
980
1320
1110
二.运行费用比较
设备名称
运行费用（万元）
平均运行费用（元/m2）
运行费用（万元）
平均运行费用（元/m2）
冬季
夏季
水源热泵（水井式、海水式）
58.45
5.845
52.5
5.25
燃油、燃气锅炉+冷水机组
燃油：
118.19
燃气：
79.81
燃油：
11.819
燃气：
7.981
69.8
6.98
地源热泵（埋管式）
50.36
5.036
49.6
4.96
注：
1.机组冬季运行120天；
2.采暖热负荷平均系数为0.59；
3.冬季每天运行时间为12小时；
4.电费按0.7元/度计，燃油费按8.72元/kg计，天然气费按3.00元/m3计。
根据以上估算初期投资造价及运行费用对比，水源热泵（海水式）比传统燃油、燃气锅炉+冷水机组系统初期投资多130万左右，考虑设备占地面积及人工成本，运行4年左右能够收回增加的投资。
第三部分综合分析
依据我们的上述利弊分析，我们可以总结以下几点：
1、水源热泵（水井式、海水式）、地源热泵（土壤源）、和冷水机组+锅炉的三个系统中；地源热泵的前期投资远大于另外两种系统方式，且占地面积过大，室外施工难度高，通过与当地施工单位的沟通表示此系统的整体制热效果不太突出，相比水源热泵和冷水机组+锅炉的系统方式效率比较低，故不建议采纳此系统方式；冷水机组+锅炉的系统方式能耗大，占室内面积大，从费用分析角度看虽然前期投资相比水源热
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