直燃机与水源热泵对比

李艳

直燃机与水源热泵对比

中央空调作为建筑的心脏设备，解决方案的选择非常重要。 作为近年来国内一种新出现的中央空调解决方案，水源热泵有一定的优点： 首先，其利用的是地下水或江、河、湖、海的冷水作为空调系统的冷却水带走热量，对于用户来说可以不用配备冷却塔等设备，简化了系统设置。 其次，相对于电冷机组来说，它还增加了供暖的功能。 这种方案从表面上看节省设备初投资，而且用户不需要为空调系统的冷却水支付费用，所以看上去还具有运行费用低的优势。 但是，中央空调方案的选择和实施是一项复杂的系统工程，它不能仅仅从几个方面来考虑，而是应该从一个全面的角度来看。 对于用户来说，选择中央空调的目的除了获得舒适的适用功能之外，还需要最佳的运行可靠性。通过全面的分析，我们可以发现，水源热泵的方案具有相当大的局限性和不稳定性，相对于直燃机方案来说有许多不足之处：  

一、从初投资、运行费用上看，如果我们做个客观而全面的分析，就会发现水源热泵并不具有所宣传的那些优势：
1、初投资——采用水源热泵方案整体投资实际上要高于直燃机方案。 不论采用哪种空调主机，末端所需要的费用都是相近的，我们主要比较的是主机设备以及为了满足主机的运行条件所支付的相关费用， 虽然水源热泵有节省冷却塔投资和增加供热功能的优势，但相应增加的打井费用、深井水泵投资及伴生的电力投资（水源热泵配电量大，配电设施费用投入高。用电将增加按变压器容量每千瓦每月15元的费用，这对于用电量大的水源热泵将又增加一笔运行费用）也是一笔不小的费用，此外打井等工程还需要进行专门的手续审批办理，这些都会增加方案实施的成本。
2、运行费用——水源热泵的运行费用在实际使用中要比厂家提供的数据更高。 作为一种新出现的中央空调设备，水源热泵的运行情况缺乏实践的检验，运行费用更只能根据厂家提供的数据进行估算，而这是缺乏实际使用数据支持的，优势理论上的估算与实际的使用会有很大的差别。此外，地下水是开放式的，温度品位、PH值等各地不一，且经常变动，地面机组对这些因素是根本无法控制的，因此，容易造成机组的出力难于稳定与控制，也就很难对运行费用做出较准确地估算。此外，地下水的抽取、回灌都需要消耗水泵大量的电力，这常常被人为地遮掩或忽视。热泵供热关键工作原理还是依靠电能转化，而这种利用二次高品位能源制造低品位能源的方式是最不节能的。 而远大直燃机则经历了市场的考验，已经是一项成熟的技术。有许多的用户实际使用情况和实际的运行费用数据可供参考，确实在运行费用的节省方面具有很大优势。      

二、就系统的可靠性、适用功能和运行上看，水源热泵存在着相当大的缺陷：
1、可靠性——水源热泵的可靠性难以保证 专家指出：水源热泵即使要使用，也要考虑两个先决条件：
（1）水源热泵需要打井，而长时间使用地下水，这有可能造成地面沉降，拉伤建筑物等严重结构性问题，对大型楼宇来说都是相当危险的。
（2）水源热泵需要考虑当地的地下水情况，地下水水位低、水质硬等缺陷，都不利于应用水源热泵，甚至会严重影响机组的使用寿命或造成不可预知的隐患。
2、采暖功能——水源热泵的冬季采暖效果很难让人满意。 它的采暖水温只有40-50度，比直燃机低15度，根本无法满足使用者对中央空调的采暖效果的要求，更无法满足暖气片采暖的要求。
3、冷却系统——深井的距离要足够远，才能保证冷却效果。 这样必然会延长了管道长度，消耗水泵动力，不可避免地增加电能消耗和障碍隐患，而且深井在使用数年后，还会因长时间的杂质沉淀而造成淤积。深井报废后，再在原地或附近打井是不行的。
4、负荷跟踪——水源热泵的负荷追踪能力远不如直燃机，而这对运行费用有很大的影响。 水源热泵作为模块化机组，在部分负荷时，仅能实现有极调节，必然存在冷量浪费问题，而不是向直燃机那样可以实现线性调节，对负荷的变化进行实时的跟踪。
5、冷量衰减与机组寿命---水源热泵是开放式冷却循环，北方地区的井水中含有大量的钙、镁和硫酸根例子。水源热泵空调为充分利用地下水温度品味，无法对净水进行过滤和净化，而钙、镁容易结成污垢，造成冷量衰减等严重的问题，硫酸根离子则会严重腐蚀管壁和机组内部，直接影响机组出力甚至使用寿命。而远大的直燃机通过众多的专利技术与全球一流的生产工艺，从根本上解决了冷量衰减的问题，机组设计使用寿命为25年，远远高于水源热泵的使用寿命。 例如，河南人民银行培训学校，原采用水源热泵，但无法解决回灌问题，制冷采暖均无法满足使用要求，3年后学校只好报废了水源热泵机组，改用远大直燃机。现今，该校区中央空调系统运行安全、可靠，很好地保障了制冷、采暖及卫生热水的需求。

三、水源热泵的维护费用与故障几率都要高于直燃机方案。
1、维护成本——水源热泵的维修成本高于设备成本。 水源热泵的维修成本要远高于设备成本，如果用到25年，可能只剩下机壳和铜管没有更换，占设备总成本70%以上的电动机、压缩机早已更换新的了。机组运行时有许多震动部件，特别是压缩机中每秒数次运动的密封件，传动部件以及大量的膨胀阀、隔离阀等元件，因受磨损，每2-4年就需要定时更换一次。况且氟利昂每年还需添加10-15 %。维修时稍不留心，氟利昂瞬间就会散发到大气中，未来的氟利昂是非常昂贵的。 直燃机的维修成本大大低于设备成本，25年寿命中只需要更换密封件及控制元件，维修材料的成本还不到设备总成本的10%。
2、故障率低——水源热泵的故障率高于直燃机。 水源热泵采用的是压缩热交换循环——故障率高。巨大的电动机驱动压缩装置，每秒钟金属都在剧烈的摩擦之中，重载并高速运动的轴承、密封部件、转动部件随时可能破裂，频繁自动开关的各种阀门随时可能失灵，并且电动机绝缘以及巨大的配电系统随时可能出现问题。所以有经验的设计师在选用燃气中央空调时通常不留备份，而电冷机则必留备份。 直燃机全部是热交换循环——故障率低。旋转部件只有两台真空屏蔽泵，功率极小，运转时轴承与泵之间有一层液膜隔开，金属无摩擦，十分稳定。

四、从大的方面来看，水源热泵不符合当今及未来的环境保护与能源利用的状况和发展趋势。
1、经济效益问题 若采用水源热泵，空调用电大部分时间集中在夏季白天，也就是电网负荷峰值时段，在这种逐渐普及的季节性峰谷电价的情况下，使用电冷机组经济效率极不划算。
2、社会与环境问题 水源热泵的冷媒是氟利昂，这种化学物质是会破坏臭氧层，导致地球变暖，受到国际公约的限制，并且在未来的几年后将全面加以禁止使用，水源热泵最常用的R22则是国家公约首当其中禁止使用的冷媒。
3、资源保护问题 面对日益紧张的水资源，国家节约水资源和保护水资源尤其是地下水资源的措施日益严格。在3月22日的世界水日我国就出台了一些有关法规。

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