地源热泵户式中央空调经济性分析

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  户式中央空调是介于中央空调系统和家用空调设备（如窗式空调器、分体式空调器等）之间的一种供暖空调方式。对于高级住宅、别墅、小型高档办公场所，安装中央空调系统显得笨拙，不易调节，还需要专业人员维护，必然造成人力物力的浪费，并且中央空调系统即使只有一家使用，空调主机也要开机运行，费用又需共同承担，极不合理；使用家用空调器又会影响建筑整体美感，并且使用舒适性也不很满意。户式中央空调施工简单，无需专业人员维护，占用空间较小，所以成为该类场所供暖空调的最佳选择。

市场上现有的户式中央空调的形式可归纳为以下几类：

1、制冷剂直接蒸发式一拖多系统。亦即使用一个室外机多个室内机组，分布在不同的房间内供暖空调。该系统安装方便，各居室温度可自由调节，管线占用空间小，但制冷剂管路长且复杂，氟利昂用量大，泄漏的危险也加大了；该系统受气候条件的制约，在-5℃以下使用时必须安装辅助加热器；该系统难以解决新风供应与冬季加湿问题；该系统价格相对较高。

2、室外机为空气-水热泵机，制备冷（热）水供应分布在不同房间内的多台风机盘管。该系统结构紧凑、安装方便，与全空气系统比较占用建筑空间较少，也易与建筑装修融为一体；风机盘管容易控制，各房间可独立控制、方便使用，较易实现节能运行，便于节电。但是该系统无新风供应，风机盘管集水盘内容易滋生细菌，水管入户，存在漏水危险，对施工要求严格；该系统也受气候条件制约，低于-5℃时无法正常工作，需安装辅助加热装置。

3、室外机为空气-空气热泵，制备冷（热）风，通过风管送到每个房间。其优点是采用全空气系统，没有漏水危险；可引入新风，可对室内空气进行过滤、加湿、除臭等处理，空气品质好，是最为接近中央空调的系统形式。其缺点是风管管径较大，占用空间较多；各个房间温度不好单独进行大幅度调节；户外温度小于-5℃时，室外机能效低，产热量低，技术安全性差。

其中，2、3种方式都使用了热泵技术，具有节能效果，但是我们不提倡使用空气源热泵，因为还存在如下一系列问题：

1、存在热岛效应，使得外界局部空间环境条件恶化

2、当空气温度低于零度时，机组效率下降，并且当温度低于-5℃时，机组效率极低，甚至无法开机，需要附加辅助热源

3、冬季室外机组需要除霜，浪费能源

近年兴起了地源热泵技术，使得户式中央空调系统有了更大的发展空间，地源热泵户式中央空调系统实际上就是利用地源热泵作为户式空调的热（冷）源，室外是地源热泵机组，冬季制备热水供室内的风机盘管和地板辐射供暖管路供暖，夏季制备冷水供室内风机盘管制冷。地源热泵技术的主要优点有：
1、高效：地温一年四季基本恒定，略高于该地区的年空气平均温度，使得热泵无论在制冷或制热工况中均处于高效率点。

2、节能：冬季运行时，COP约为4，即投入1KW电能，可得到4KW左右的热能，夏季运行时，COP可达到投入1KW电能，可得到4KW以上的冷量，能源利用效率为电采暖方式的3-4倍；并且理管热交换器不需要除霜，减少了结霜和除霜的能耗。

3、环保：供热时省去了锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省去了冷却塔，避免了冷却塔噪音及霉菌污染。

4、节省运行费用：系统的高效率，压缩机的低功耗，使运行费用大幅减少，只有传统方式的2/3。

5、节省占地空间：省去了冷却塔、锅炉及与之配套的煤场和渣场，节约了土地资源，产生附加经济效益，并改善了建筑物的外部形象。

6、安全：无燃烧设备，从而不存在爆炸，燃烧的隐患。

7、可再生：土壤有较好的蓄热性能，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用，保证了大地热量的平衡。

地源热泵户式中央空调与常规家用空调比较的技术优势

与传统中央空调和常规空用空调相比，地源热泵户式中央空调有着无可比拟的优势，具体表现在：

1、地源热泵户式中央空调的设备性能稳定，系统寿命可达20年，地埋管换热器寿命更可达40-50年，比普通分体空调器优越的多；其未端既可以使用风机盘管，也可以与地板采暖联合使用，不仅可以单独控制和随意调节各个房间温度，并且地板采暖舒适性更好。

2、地源热泵户式中央空调继承了中央空调系统的舒适性及家用空调布置的灵活性两者的优势，可以根据用户不同需要灵活设计，可以充分体现现代建筑以人为本的思想。

3、地源热泵机组不需要占用专门的机房，并且无需安装冷却塔及泵房，维修简单，运行方便，无需专业人员维护。

4、户式中央空调实现了分户计算，计费方式合理，没有了中央空调的不合理收费，还拥有中央空调的舒适性，既节省能源，又合乎公平性原则。

经济性分析

北京100m2的家庭125天总耗热量为：100m2×125d×24h×3600×0.05kw=5400万kJ，为获得这么多热量，选用不同的采暖方式，耗用的燃料不同，燃烧效率不同，能源成本不同。现将100m2的家庭采用不同方式供暖成本计算如下：

能源 煤炭 天然气 石油气 柴油 电加热 风冷热泵 地源热泵
单位 kg m3 m3 Kg kwh kwh kwh
热值(KJ) 20900 36000 48566 43124 3600 3600 3600
效率 0.6 0.9 0.9 0.9 0.95 2 4
单价(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总费用 1291 2622 3706 4174 6315 3000 1500


由上表可见，燃煤供暖最经济，但是由于北京地区已经限制燃煤使用，综合比较，地源热泵系统为最佳选择。

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地源热泵 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现供温位热能向高温位转移。地能分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。与锅炉（电、燃料）供热系统相比，锅炉供热只能将90%以上的电能或70~90%的燃料内能为热量，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；由于地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%。因此，近十几年来，尤其是近五年来，地源热泵空调系统在北美如美国、加拿大及中、北欧如瑞士、瑞士典等国家取得了较快的发展，中国的地源热泵市场也日趋活跃，可以预计，该项技术将会成为21世纪最有效的供热和供冷空调技术。

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