vrv系统及水源热泵之比较分析_secret

1、VRV系统及水源热泵之比较分析前 言对于一个建筑物来说：空调系统提供一个合适的室内温度，此外，安静的室内环境显得越来越重要，因此，对于一个设计师而言，除了根据建筑物的冷热负荷曲线来确定空调冷量之外，还必须充分考虑空调机组的不同特点、使用场合、业主的长远利益等。因此，我们在向业主推荐VRV系统前，我们不妨讨论一下VRV系统及水源热泵两种系统。名词解释：水源热泵：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空调系统。其中使用地下水中地能的称为水源热泵。但由于受水文地质等条件的限制，水源热泵的应用远不及空气源热泵。VRV系统：一种智能型的变频一拖多中

2、央空调系统，室内机和室外机由冷媒铜管连接，单个系统支持高达48HP的高容量系统，由日本最大的空调厂家大金工业株式会社最先开发制造。膨胀装置压缩机冷媒回路冷凝器室外机室内机排气室外空气经调节后的空气室内空气 压缩机蒸发器膨胀装置VRV 系统示意图1. 系统构成：1-1 水源热泵系统：水源热泵供暖空调系统主要分三部分：室外地能换热系统、水源热泵机组和室内采暖空调末端系统。其中水源热泵机主要有两种形式：水-水式或水-空气式。三个系统之间靠水或空气换热介质进行热量的传递，水源热泵与地能之间换热介质为水，与建筑物采暖空调末端换热介质可以是水或空气。水源热泵工作原理图：1-2 VRV系统：系统由室内机和室

3、外机组成；室外机和室内机之间由细小的冷媒铜管连接；制热和制冷只由一台室外机完成；每台室内机都有单独的遥控器进行完善的操作和控制。VRV工作原理图：室内机（即采暖或空调末端）冷媒循环VRV系统 室外机2. 系统优点：2-1水源热泵系统：1）节能性：由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，因此地源热泵可克服空气源热泵的技术障碍，但存在其他方面的不足（详见后3-1水源热泵局限性）。此外，冬季通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时

4、在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样在地源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用，但存在冷热不均衡和井容易老化的问题。2）一机多用，应用范围广：水源热泵系统可供暖、空调、提供生活用热水。2-2 VRV系统：1）节能性大金VRV空调系统是一种超级节能的空调系统，VRV系统室外机采用变频控制，室外机的输出可根据室内负荷的大小自动调节，而且大金VRV空调在部分负荷时的能耗比（COP值）相当高；而大型冷水机组只能通过有限的卸载来进行能量调节，尤其在低负荷时的运行能耗相对较大。从节能的角度来看，VRV系统是世界上最节能的一种商用空调，这源于VRV系统的变频和微积分控制技术，一般认为，空调系统大部分时间运行在30

5、-70%负荷之间，在这个范围之内，VRV系统的COP值是最高的，所谓COP值即制冷量与耗能的比值，换句话说：COP值越高，机组越节能，耗能越少，因此，就全年的运行来说，VRV是世界上相对最节能的空调系统。水源热泵机组并不具有这些特性，此外还必须配备冷却水泵和水塔等辅助设施，这部分的耗能占整个系统的百分比是很大的。水塔与室内机的高低差越大，耗能越明显。VRV相对于水源热泵机组节能的三大原因：A传输冷量（热量）时的能量损耗VRV空调系统采用冷媒直接蒸发制冷的方式，冷量和热量传递到室内只有一次热交换；而水源热泵系统能量的传递方式为两次热交换，在传递同样冷量或热量时，能量的不必要损耗大很多。下表为每传

6、输10万kcal/h冷量时VRV和水系统两种系统的能量不必要损耗比较：空调系统名称VWV（变水流量系统）VRF（变冷媒流量系统）典型空调类型风冷热泵机组、水冷冷水机组、水源热泵机组等VRV变频空调系统能量损耗4.7kW2.5kWB能量调节方式VRV空调系统采用变频控制的方式，室外机的能量输出根据室内负荷的变化自动调节，既室内需要多少冷量，室外机就输出多少冷量这一最智能化的控制。即使只有一台室内机在运转，室外机也能正常运转，且耗电量就是这一台室内机所耗的电。一般中央空调系统一般采用能量卸载的方式进行能量调节。一般调节级数只有35级，调节性能较差。尤其是在只有部分室内机在运行时，室外机也是按照额定

7、容量在输出，能量的不必要损耗极大（这也是很多办公大楼休息天和加班期间没有空调可用一个直接原因）。水源热泵系统一般采用冷水系统或用将冷水送至空气处理单元来传输冷热量。对这方面问题的解决也没有大金VRV系统做的好。C COP值比较空调系统在实际运行过程中，满负荷运行的时间很短，一般只占全年运行时间的13%，其余时间都是在部分负荷下运行的，而其中又有70%的运行时间是在30%70%这个部分负荷段之间。因此衡量一个空调产品节能性的好坏，其部分负荷的COP值是一个至关重要的因素。VRV的部分负荷COP值极高。2） 独立开关，便于加班VRV可以全天候24小时运行，无论室内负荷的多少，室外机都能够开启运行，

8、而且所耗的电量非常低，非常适合于需要加班工作的办公楼使用；大金VRV所有室内机都可以进行独立的开关操作，而无需开启室外机。传统的冷水机组如果负荷低于20%则无法正常开启，在高于20%而低于100%负荷的情况下，机组偏离最佳运行工况，运行效率非常低。而且，采用采用普通的全水系统和风系统的水源热泵系统的大楼如果有部分房间需要加班，整个系统都必须开启(冷水机组和水泵)，耗电量很大，因此加班费用高昂。如果采用大金VRV系统，只有和加班房间相连的室外机需要开启，且由于大金VRV系统在部分负荷时的COP值很高，所以耗电量很小，加班费用低廉。我国目前为了保护有限的水资源，制订了中华人民共和国水法，各个城市也

9、纷纷制订了自己的城市用水管理条理。这些政策均强调用水审批，用水收费。而审批的标准中对类似水源热泵技术的要求没有规定，所以水源热泵很容易被用水指标所限制。即使通过了用水审批，由于有些地方将水源的抽取和排放两次受费，受费的标准全国又不统一，所以结果可能导致水费偏高，使得水源热泵的运行节能费用不足增加的水费，水源热泵的经济性变差。    所以水源热泵的推广需要政府从可持续发展的角度，综合能源环保和资源各个方面的考虑，调整水源热泵水源使用的政策，需重新确定水源如何管理和收费，才能促使其大规模的发展。 水资源是当前最紧缺、最宝贵的资源，任何对水资源的浪费或污染都是

10、绝对不可允许的。国外由于对环保和使用地下水的规定和立法越来越严格，地下水热泵的应用已逐渐减少。2）整体系统的设计：水源热泵系统的节能作为一个系统，必须从各个方面考虑，如果水源热泵机组可以做到利用较小的水流量提供更多的能量，但系统设计对水泵等耗能设备选型不当或控制不当，也会降低系统的节能效果。同样，若机组提供了高的水温，但设计的空调系统的末端未加以相应的考虑，也可能会使整个系统的效果变差，或者使得整个系统的初投资增加。另外，在目前的水源热泵领域，地质勘探、打井和供热空调是由不同的厂家完成的，彼此地配合往往容易出问题。我国也缺乏相应的技术规范、设计规范和施工规范。所以，水源热泵的推广应用，需要更多

11、的各个专业各个领域的人来共同努力共同配合，从政府政策、主机设计制造、系统的设计和运行管理等各个方面都来共同参与。3-2 VRV系统：该系统对管材材质、制造工艺、现场焊接等方面要求非常高，且其初投资比较高。但是大金的制造工艺先进，采用的辅材都有严格规定，且采用经过严格培训的安装工人施工，有统一的安装施工规范，所以基本不存在以上问题。4. 系统成熟可靠性：4-1水源热泵系统:中国的水源热泵的研究和应用才刚刚起步，与国外相比，在热泵机组的优化设计和工程应用上还存在较大差距。一个国内资源匮乏的国家，其能源消耗主要依赖于从国外进口，因此该国家非常强调节能。家用空调作为能源消耗大户，其节能技术的开发尤其受到重视。VRV系统的安装非常规范，标准化的管配件齐全，施工费用低。5本项目的特点： 本项目中主要有几类不同的建筑：1） 教学楼（教研室/办公室）特点：房间独立、房型均一、房间集中数量多、均为中高层建筑2） 体育馆/体操房、图书馆、礼堂、食堂特点：空间宽广（面积大 / 层高高）、人员流动大、密度高（食堂 / 礼堂）、部分时间使用3）