保利别墅泳池方案技术经济比较.doc

博泰集团低碳研发设计部保利国际花园别墅泳池加热及空调系统技术经济比较与分析博泰集团低碳研发设计部2014年4月根据本项目所在地所处环境及政策情况，对保利别墅A栋泳池的恒温补热及初次加热系统拟采用以下不同的三套冷热源方案：（1）常规风冷热泵+辅助电加热；（2）燃气锅炉+地源热泵系统；（3）地源热泵系统；进行技术经济性比较，以供设计参考。一、原始设计资料1、建筑概况与设计标准A栋别墅建筑面积1636.98，其中室内泳池房间面积251.6。游泳房需考虑空调面积161.6m2，泳池水面面积90，泳池水量126m。泳池设计水温26。初次加热负荷，夏季考虑20度补水，过渡季节考虑10度的补水，冬季考虑5度的补水计算初次加热负荷，其中冬季最大为3077KW。换水频率按1月一次换水计算，夏季换水6次，春秋各3次。初次加热时间按36小时设计。序号项目名称别墅A别墅B别墅C1泳池水面面积m290.00 105.00 84.00 2泳池水量m3126.00 147.00 118.00 3初次加热量kw（冬季初次加热，按补水5，池水温度26考虑）3077.30 3590.18 2881.91 4初次加热负荷：按初次加热时间为36小时85.48 99.73 80.05 5补水量L/H（补水量按3%考虑）157.50 183.75 147.50 6池面水蒸发损失的热量Qs kw（ Q1=aA(P1-P2)(0.0174v+0.0229)(760B)）21.31 24.86 19.89 7池壁、池底、管道和水处理设备传导散热量Qt kw（按蒸发热量的20%考虑）4.26 4.97 3.98 8补充新水加热量Qf kw3.85 4.49 3.60 9游泳池水总热损耗量Qa=Qs+Qt+Qf29.42 34.32 27.47 1024小时泳池散热量（KW）564.9 659.0 527.4 1124小时泳池水温温降（8折） ( )3.9 3.9 3.8 1248小时泳池散热量（KW）1412.2 1647.5 1318.6 1348小时泳池水温温降（7折） ( )6.7 6.7 6.7 2、泳池冬季节初次加热、恒温补热设计负荷计算如下：泳池小时补热量中，水面蒸发占比最大，达到70%。空气中的水蒸气分压力月低，水温越高，散热量越大。同时，泳池区湿气较重，建议泳池设计过程中与其房间隔离。泳池一天时间不用，温度下降约3-4度。与室内的通风换气、室外的温度、有无阳光照射等因素影响较大。通风换气越多，室内温度越低，水温下降越快。建议可在使用前1-2小时通风或定时通风，可大大降低泳池的水面蒸发散热量，延长水池的保温时间，降低恒温补热运行费用。同时降低空调的运行费用 2天不使用的泳池水温，通过计算降低到21度左右，基本为室温。如想再次使用，提前3-4小时加热，加热负荷较大，采用地源热泵配置将非常大。建议运行中，如两天使用一次的频率或一周内有2-3次的使用频率，建议地源热泵补热长时间48小时持续的运行补热。如超1周时间不用，建议停用地源热泵补热系统。 需要使用时，再重新进行水池的初次加热。以上，为泳池运行策略的建议。C户型泳池冬季不考虑使用，系统设计时初次换水的热量采用自然温升与空调用热泵热回收辅助加热方式，初次加热运行费用及恒温补热费用基本为零。 C户型的泳池空调冷热源系统与泳池的补热与初次加热的系统并为一起考虑。可实现单独泳池补热、单独泳池空调、泳池补热兼空调的工况运行。泳池空调运行：泳池空调区，长时间为无人停留的区域。如长时间24小时保证28-30度的温度，能耗将非常的大，运行费用非常高，最后不得不停止。建议在使用泳池前的2-3小时内，先进行1-2小时通风换热，带走大部分的负荷，再提前1小时开空调，空调开启时间一天预计在2小时左右，将大大降低泳池空调的运行费用。同时，为了满足通风的要求，及不同的季节的通风要求，排风机及空调机均选用三档风速可调，满足灵活开启的需求。通过以上措施，及运行策略，可降低泳池区域的空调负荷及运行费用，相对贴近实际的使用。同时，因泳池使用前进行1-2通风换气，泳池空调开启时，可考虑关闭新风运行，开启低档排风，降低运行费用。泳池的空调负荷中的新风负荷，可考虑较小的量。3、设计参数指标泳池空调负荷：室内设计温度，28-30度，相对湿度65-70%。考虑到泳池使用的时间段大部分为傍晚时间，阳光的辐射大幅下降，同时泳池使用前开启新风换气，泳池空调开启时关闭新风，泳池新风系统夏季负荷将大大降低。在此条件下，建议泳池区的冷负荷指标按150W/计算。冬季泳池供暖，因室内泳池散热，空气温度较高，考虑按80W/的空调负荷。最终负荷及系统设计由电子院配合完善。泳池初次加热及恒温补热费用计算中：电价按0.6元/度计算，水费按2.5元/吨计算。燃气按3.2元/m计算，燃气热值按8200大卡/立方，燃气锅炉效率按80%计算运行费用。二、技术性比较 项目方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案初投资低中 高 可靠性好好 好运行费用高 中 低 使用寿命6-10年 15-20年左右 15-20年左右维护及运行简单简单 简单三、项目泳池系统初期投资分析1、空气源热泵+电加热方案设备配置及初投资A户型泳池方案1：空气源热泵+电加热方案序号设备名称型号及规格功率KW数量单价总价备注1泳池空气源热泵机组单台制热量41.1KW12.12COP3.42电辅加热恒温器20KW201COP13游泳池循环水泵Q=25m3/h H=20m 3.72一用一备4按摩池按摩水泵Q=25m3/h H=20m 22一用一备5附属设备（压力砂过滤+自动投药+水质监测）详见图纸6不锈钢平衡水箱1500x1000x350017安装费用8合计B户型泳池方案1：空气源热泵+电加热方案序号设备名称型号及规格功率KW数量单价总价备注1泳池空气源热泵机组单台制热量50KW14.72COP3.42电辅加热恒温器20KW201COP13游泳池循环水泵Q=30m3/h H=20m 3.72一用一备5附属设备（压力砂过滤+自动投药+水质监测）详见图纸6不锈钢平衡水箱1500x1000x300017安装费用8合计53.12、燃气锅炉+地源热泵方案设备配置及初投资A户型泳池方案2：燃气锅炉+地源热泵方案序号设备名称型号及规格功率KW数量单价总价备注1燃气锅炉单台制热量86KW12地源热泵主机单台制热量27.5KW6.71COP4.13游泳池循环水泵Q=25m3/h H=20m 3.72一用一备4按摩池按摩水泵Q=25m3/h H=20m 22一用一备5附属设备（压力砂过滤+自动投药+水质监测）详见图纸6不锈钢平衡水箱1500x1000x350017地源井施工双U，DN25，100米73KW一口井8安装费用9合计B户型泳池方案2：燃气锅炉+地源热泵方案序号设备名称型号及规格功率KW数量单价总价备注1燃气锅炉单台制热量100kW12地源热泵主机单台制热量35KW8.51COP4.13游泳池循环水泵Q=30m3/h H=20m 3.72一用一备地源侧循环泵Q=4.5m3/h H=30m0.753一用一备5附属设备（压力砂过滤+自动投药+水质监测）详见图纸6不锈钢平衡水箱1500x1000x300017地源井施工双U，DN25，100米93KW一口井8安装费用9合计12.953、燃气锅炉+地源热泵方案设备配置及初投资A户型泳池方案3：地源热泵方案序号设备名称型号及规格功率KW数量单价总价备注1地源热泵主机单台制热量43KW，蒸发器10-510.52COP4.12游泳池循环水泵Q=25m3/h H=20m 3.72一用一备3按摩池按摩水泵Q=25m3/h H=20m 22一用一备4附属设备（压力砂过滤+自动投药+水质监测）详见图纸5不锈钢平衡水箱1500x1000x350016地源井施工双U，DN25，100米243KW一口井7安装费用8合计26.7B户型泳池方案3：地源热泵方案序号设备名称型号及规格功率KW数量单价总价备注1地源热泵主机单台制热量50KW，蒸发器10-512.22COP4.12游泳池循环水泵Q=30m3/h H=20m 3.72一用一备3地源侧循环泵Q=6.5m3/h H=30m1.13二用一备4附属设备（压力砂过滤+自动投药+水质监测）详见图纸5不锈钢平衡水箱1500x1000x300016地源井施工双U，DN25，100米273KW一口井7安装费用8合计18.1四、A户型泳池运行费用分析计算运行费用仅考虑泳池初次加热、恒温补热、初次换水、日常补水的运行水电或燃气费用，不包括泳池空调的的运行费用。4、1、A户型泳池初次加热费用A户型泳池初次加热负荷序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案夏季运行负荷（1次换水）879.2 879.2 879.2 系统COP2.7 燃气效率按80%计算3.2 一次耗电/气量319.8 115.3 273.0 电/气费0.6 3.2 0.6 一次换水费用191.9 487.6 163.8 夏季运行总费用（5次）1151.3 2925.9 982.7 春秋季运行负荷（1次换水）2344.6 2344.6 2344.6 系统COP2.7 燃气效率按80%计算3.2 一次耗电/气量852.8 307.4 727.9 电/气费0.6 3.2 0.6 一次换水费用511.7 1102.4 436.8 春秋季运行总费用（3次）1535.1 3307.2 1310.3 冬季运行负荷（1次换水）3077.3 3077.3 3077.3 系统COP2.3 燃气效率按80%计算3.2 一次耗电/气量1344.0 403.4 955.4 电/气费0.6 3.2 0.6 一次换水费用806.4 1409.8 573.2 冬季运行总费用（3次）2419.2 4229.3 1719.7 年换水加热总费用5105.6 10462.3 4012.7 4、2、A户型泳池恒温加热费用A户型泳池恒温加热负荷序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案夏季运行总负荷（按40天计）28243.1 28243.1 28243.1 系统COP2.7 3.2 3.2 总耗电/气量10273.3 8768.5 8768.5 电/气费0.6 0.6 0.6 夏季运行总费用（6个月）6164.0 5261.1 5261.1 春秋季运行负荷（3个月）63546.9 63546.9 63546.9 系统COP2.7 3.2 3.2 一次耗电/气量23115.0 19729.1 19729.1 电/气费0.6 0.6 0.6 春秋季运行总费用（3个月）13869.0 11837.5 11837.5 冬季运行负荷（3个月）63546.9 63546.9 63546.9 系统COP2.3 3.2 3.2 一次耗电/气量27753.5 19729.1 19729.1 电/气费0.6 0.6 0.6 冬季运行总费用（3个月）16652.1 11837.5 11837.5 年泳池补热加热总费用36685.1 28936.0 28936.0 4、3、A户型泳池泳池季节费用汇总A户型泳池泳池季节费用汇总序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案年换水加热总费用5105.6 10462.3 4012.7 年泳池补热加热总费用36685.1 28936.0 28936.0 年耗电/气费用汇总141790.7 39398.4 32948.7 年换水水费3780.0 3780.0 3780.0 年补水费用3438.3 3438.3 3438.3 年耗水费用汇总27218.3 7218.3 7218.3 年泳池水电气费用汇总49009.0 46616.7 40167.0 夏季初次加热月均电/气费用191.9 487.6 163.8 夏季恒温补热月均电/气费1027.3 876.8 876.8 夏季换水与补水水费601.5 601.5 601.5 夏季月均水电气总费用1820.7 1966.0 1642.2 春秋季初次加热月均费用511.7 1102.4 436.8 春秋季恒温补热月均电/气费4623.0 3945.8 3945.8 春秋季换水与补水水费601.5 601.5 601.5 春秋季月均水电气总费用5736.2 5649.7 4984.1 冬季初次加热月均费用806.4 1409.8 573.2 冬季恒温补热约均电/气费5550.7 3945.8 3945.8 冬季换水与补水水费601.5 601.5 601.5 冬季月均水电气总费用6958.6 5957.1 5120.6 4、4、A户型户型泳池不同季节月费用汇总A户型泳池不同季节月费用汇总序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案夏季月均水电气总费用1820.7 1966.0 1642.2 春秋季月均水电气总费用5736.2 5649.7 4984.1 冬季月均水电气总费用6958.6 5957.1 5120.6 年泳池水电气费用汇总49009.0 46616.7 40167.0 4、5、A户型泳池汇总表内 容方案一方案二方案三方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案初次加热负荷 KW恒温补热负荷 KW设备功率KW初投资费用 万元夏季月均水电气总费用1820.7 1966.0 1642.2 春秋季月均水电气总费用5736.2 5649.7 4984.1 冬季月均水电气总费用6958.6 5957.1 5120.6 年泳池水电气费用汇总49009.0 46616.7 40167.0 投资回收年限 年推荐方案推荐方案：燃气锅炉+地源热泵中央空调系统四、B户型泳池运行费用分析与汇总5、1 B户型泳池初次加热负荷B户型泳池初次加热负荷序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案夏季运行负荷（1次换水）1025.8 1025.8 1025.8 系统COP2.3 燃气效率按80%计算2.3 一次耗电/气量448.0 134.5 448.0 电/气费0.6 3.2 0.6 一次换水费用268.8 549.1 268.8 夏季运行总费用（5次）1612.8 3294.7 1612.8 春秋季运行负荷（1次换水）2735.4 2735.4 2735.4 系统COP2.7 燃气效率按80%计算3.2 一次耗电/气量995.0 358.6 849.2 电/气费0.6 3.2 0.6 一次换水费用597.0 1266.3 509.5 春秋季运行总费用（3次）1791.0 3799.0 1528.6 冬季运行负荷（1次换水）3590.2 3590.2 3590.2 系统COP2.3 燃气效率按80%计算3.2 一次耗电/气量1568.0 470.7 1114.6 电/气费0.6 3.2 0.6 一次换水费用940.8 1624.9 668.8 冬季运行总费用（3次）2822.4 4874.8 2006.3 年换水加热总费用6226.1 11968.5 5147.7 5、2、A户型泳池恒温加热费用B户型泳池恒温加热负荷序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案夏季运行总负荷（按40天计）32950.3 32950.3 32950.3 系统COP2.7 3.2 3.2 总耗电/气量11985.6 10229.9 10229.9 电/气费0.6 0.6 0.6 夏季运行总费用（6个月）7191.3 6137.9 6137.9 春秋季运行负荷（3个月）74138.1 74138.1 74138.1 系统COP2.7 3.2 3.2 一次耗电/气量26967.5 23017.3 23017.3 电/气费0.6 0.6 0.6 春秋季运行总费用（3个月）16180.5 13810.4 13810.4 冬季运行负荷（3个月）74138.1 74138.1 74138.1 系统COP2.3 3.2 3.2 一次耗电/气量32379.0 23017.3 23017.3 电/气费0.6 0.6 0.6 冬季运行总费用（3个月）19427.4 13810.4 13810.4 年泳池补热加热总费用42799.3 33758.7 33758.7 5、3 B户型泳池泳池季节费用汇总B户型泳池泳池季节费用汇总序号方案1：空气源热泵+电加热方案方案2：燃气锅炉+地源热泵方案方案3：地源热泵方案年换水加热总费用6226.1 11968.5 5147.7 年泳池补热加热总费用42799.3 33758.7 33758.7 年耗电/气费用汇总149025.4 45727.2 38906.4 年换水水费4410.0 4410.0 4410.0 年补水费用4029.6 4029.6 4029.6 年耗水费用汇总28439.6 8439.6 8439.6 年泳池水电气费用汇总57465.0 54166.8 47346.0 夏季初次加热月均电/气费用268.8 549.1 268.8 夏季恒温补热月均电/气费1198.6 1023.0 1023.0 夏季换水与补水水费703.3 703.3 703.3 夏季月均水电气总费用2170.7 2275.4 1995.1 春秋季初次加热月均费用597.0 1266.