摘要：本文以惠州某高档住宅区会所为例，提出了湖水源热泵、风冷热泵、水冷螺杆机组、直燃机组四个设计方案，并对初投资和运行费用进行分析比较。 关键词：空调方案， 湖水源热泵， 风冷热泵， 水冷螺杆机组， 直燃机组
Abstract: this article take the huizhou a top-grade residential area club, for example, put forward the lake water source heat pumps, air cooled heat pumps, water screw condensing units, direct-fired unit four design scheme, and the initial investment and operation cost comparison.
Keywords: air conditioning scheme, the lake water source heat pumps, air cooled heat pumps, water cooling screw condensing units, direct-fired machine
中图分类号： TU831.3+5文献标识码：A 文章编号：
一、项目概况
本项目为一会所中央空调工程，建筑总共四层，地下一层及地上三层，主要功能为餐饮、休闲、办公等，建筑空调面积约为3000 平米。根据项目的建筑功能及空调面积可以计算项目的空调总冷负荷约为600KW，总热负荷约为150KW。
二、制冷供暖解决方案及各自特点比较
（一）湖水源热泵方案
利用湖水源热泵空调系统实现夏季制冷和冬季供暖。该系统是以湖水为冷（热）源。其特点如下：
１、环保效益显著
水源热泵是利用了地表水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美。
２、高效节能
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，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～40％的供热制冷空调的运行费用。
３、运行稳定可靠
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。是很好的热泵热源和空调冷源，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。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。
４、一机多用，应用范围广
水源热泵系统可供暖、空调，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。
５、自动运行
水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。
６、需要设置冷冻机房
冷冻机房面积约为70平米。
（二）风冷热泵方案
利用风冷热泵空调系统实现夏季制冷和冬季供暖。 该系统是以空气为冷（热）源。其特点如下：
１、风冷冷（热）水机组采用模块化设计，完全不必设置备用机组，运行过程中电脑自动控制，调节机组的运行状态，使输出功率与工作环境的实际利用率相协调。
２、模块化机组的可靠性高，该机组由数个模块组成，任何模块的临时检修停运都不会影响整机的正常运行，大大提高了整个空调系统的合理性和可靠性。
３、机组可任意放置屋顶或地面，没有机房设施和冷却水塔系统，不占用有效使用面积。同时安装施工工作大为简便。
４、由于机组在运行过程中是全电脑自动控制，所以日常不需要专业技术人员管理维护。
５、风冷冷（热）水机组放置在室外开阔地即可，不需要冷冻机房，节省建筑面积。
（三）水冷螺杆机组方案
１、运动部件少，故障率低，可靠性高。
２、性能系数值高一般在4.3-4.7。节能效果佳，在部分负荷运行中节能效果更加明显。
３、冬天不能供暖，如需供暖，需要另设锅炉。
1) 需要设置较大面积的冷冻机房和锅炉机房；同时需要考虑在通风良好的地方设置冷却塔，有一定的噪音和漂水影响。
（四）直燃机组方案
１、可以同时实现夏季制冷和冬季供暖。
２、适合于能源（蒸汽、燃气、燃油等）较充裕的地区。
３、直燃型溴化锂吸收式冷水机组的元件多，机组庞大，需要的制冷机房面积多。
４、直燃型溴化锂吸收式冷水机组的高、低压发生器为压力容器，而蒸发器等为真空设备。机组操作复杂，必须采用专业技术人员操作。
５、直燃型溴化锂吸收式冷水机组的溴化锂溶液要定期检查，并且机组需每四年一次大修，维修费用较高。
三、系统初投资估算比较：
四、系统运行费用估算比较：
本项目中央空调系统部分总制冷量约700KW,根据当地气候的特点,夏季制冷以6个月180 天计算,平均每天运行10 个小时；过度季节制冷以3 个月90 天计算,每天运行5个小时；全年总共运行2250 个小时,电费按1.0 元/度计算,具体计算如下:
（一）水源热泵空调系统：
１、水源机组制冷输入功率：113KW；
２、室内末端：末端风机盘管及风柜电功率约20KW；
３、水泵总电功率为29.5KW；
４、具体费用如下：
（二）风冷热泵机组+末端系统：
１、风冷热泵主机制冷输入功率：202KW(主机制冷能效为3.0)；
２、室内末端：末端风机盘管及风柜电功率约20KW；
３、水泵总电功率为18.5KW；
４、具体费用如下：
（三）水冷式常规系统机房年度运行费用
１、水冷螺杆主机制冷输入功率：135KW；
２、室内末端：末端风机盘管及风柜电功率约20KW；
３、水泵总电功率为29.5KW。
４、具体费用如下：
五、直燃机系统年度运行费用
（一）选取自然机组制冷量为633KW，其燃气能耗为41.9万kcal/h.当地液化石油气密度2.36kg/Nm3，热值10800kcal/kg，燃气价21.5元/Nm3；
（二）室内末端：末端风机盘管及风柜电功率约20KW；
（三）水泵总电功率为29.5KW。
（四）具体费用如下：
六、小结
通过以上分析可以看到：
（一）直燃机系统初投资和年度运行费用都很高，不建议采用。
（二）水源热泵空调系统年度运行费用最低，但是初投资最大。可以实现冬季供暖。
（三）水冷式常规系统初投资较低（不包括锅炉费用, 两台78kW的锅炉，造价约为30万），年度运行费用也比较低，是一种较好的空调系统形式。但是该系统冬天不能供暖，如需供暖，需要另设锅炉，由此可能带来一定的安全性和环境污染等问题；另外需要设置较大面积的冷冻机房和锅炉机房；同时需要考虑在通风良好的地方设置冷却塔，有一定的噪音和漂水影响。
（四）风冷热泵机组初投资较低，运行费用较高。不占用机房面积。可以实现冬季供暖。
参考文献：
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册.中国建筑工业出版社，2008.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。