瑞士Friotherm公司水源热泵介绍

1、date/日期:document no./文件号: revision/版本:10.25.2010marketing_05atitle/标题:centrifugal heat pumps for large district heating and cooling应用于大型区域供热和区域制冷的friotherm热泵机组confidentiality/保密性:与客户之间内部交流status/状态初稿number of pages/页数:2210.25.2010author/编者: approved/审核:刘曦迪copy rights/版权所有：friotherm ag一、friotherm 公司介

2、绍瑞士friotherm公司的前身是瑞士著名机械制造公司苏尔寿公司旗下的sulzer friotherm公司，自1878年从事制冷行业开始，迄今已有一百多年的历史。2005年，公司经过管理层收购，成为一家独立公司，更名为friotherm ag。在这次改革中，公司剥离掉了氨制冷产品和螺杆机产品，专注于离心式压缩机和离心式热泵、制冷机组的设计、开发和应用，同时将目标市场锁定为区域供热和区域供冷的利基市场，从而充分发挥friotherm机组结实、稳定、耐用、节能、高效的优势与特点。新的friotherm公司保留了全部经验丰富的工程师和管理人员，传承百年来精益求精、追求卓越、严谨高效的优秀企业文化，

3、并以一贯的制造瑞士手表和军刀的瑞士精神打造世界最高品质的热泵机组和制冷机组。作为一家具有历史悠久的公司，能够在今天仍然保持激情和活力，源自于沉淀于企业基因中的创新精神。从我们的历史进程即可看出这种跨越百年的企业精神： 1878 苏尔寿的第一台氨制冷压缩机，客户为雀巢公司 1895 开发了复合型活塞式压缩机 1909 制冷量为 1450kw 的大型制冷压缩机 1914 第一台空调制冷机组安装在阿根廷布宜诺斯艾利斯的一家大酒店 1925生产出一系列以二氧化碳作为制冷剂的垂直式压缩机 1927 研制出世界最大的制冷应用活塞式压缩机，制冷量9400kw 1928 开发出氨制冷汽轮机驱动的多级离心式压缩

4、机 1936生产出第一台热泵，为苏黎世市政厅提供供热，该机组一直运行到今天 1939 生产出商用和客用轮船制冷机组 1942 为瑞士联邦科技大学开发出5000kw热泵机组 1954 这一年开始我们被称为苏尔寿第六事业部“制冷部” 1956 四级离心式压缩机，型号260, 280 和 350 研制成功 1971 为位于英国farnborough的协和飞机测试设备提供制冷机组 1973 uniturbo 离心式压缩机 216 型和 312型问世 1976 将氦冷却并液化至 -269c 1977 苏尔寿第六事业部改称为“制冷机组”部 1979 研发出uniturbo 22 到uniturbo 50

5、新一代系列离心式压缩机 1982-1985 大型热泵机组在北欧地区蓬勃发展 1988 苏尔寿离心机部门更名为“苏尔寿friotherm 1988 苏尔寿制冷部门更名为“苏尔寿 frigorex” 1996 苏尔寿离心机部门与苏尔寿制冷部门合并为苏尔寿friotherm 2000 开发出装配高效叶轮的新型uniturbo 23bx离心式压缩机 2001 从苏尔寿并入苏伊士集团下属的“阿克希玛制冷” 2002 建成巴黎climespace区域供冷项，供冷量52mw 2005 建成芬兰赫尔辛基能源的区域供热项目 2005 建成a2a米兰turku能源区域供热/供冷项目 2008 新型uniturbo

6、 43压缩机成功应用 2008 斯德哥尔摩fortum公司区域供热项目竣工friotherm公司拥有世界知名的uniturbo离心式压缩机和unitop冷水机组/热泵机组两大品牌。独具特色的离心式压缩机和量体裁衣式定制化设计的热泵机组/冷水机组设备，几十年来在世界范围内始终处于行业领先地位。此外，在新机制下，我们不断加大研发的投入和质量控制的投入，从产品到服务不断提升品质，我们的目标，是在技术上始终保持世界领先地位，技术先进性要始终保持五年的优势。有别于一般制冷机组和热泵厂商及其标准化机组，friotherm公司是业内著名的采用裁缝式设计理念来实现最优设计、获得最高效率产品的公司，我们所有的离

7、心式制冷机组和热泵均为定制式设计、属工业级质量的产品。无论机组还是压缩机本身，都可以根据项目的实际条件和客户的具体需求进行调整，为客户贴身剪裁、量身定做，因此具有节能、高效、灵活性强、利用率高、稳定性强等特点。由于其工业级标准的特质，friotherm公司离心式机组应用广泛，在核电、化工、电子、制药、汽车等行业拥有众多成功案例。近年来由于全球能源紧缺和环保需求的不断提高，friotherm公司的热泵/冷水机组产品逐渐成为公司的主要增长点，在欧洲应用大型热泵（5mw以上）和冷水机组进行区域供热和区域供冷领域拥有百分之九十以上的市场。friotherm公司在瑞典、芬兰、法国、德国、意大利、巴西、阿

8、联酋、中国等多个国家设有分支机构。二、friotherm 公司的产品特点friotherm公司以提供世界一流产品为荣，通过领先的技术和无可匹敌的质量赢得客户和市场的信赖。欧洲利用热泵技术进行区域供热和区域制冷的许多经典案例采用的都是friotherm公司的机组。friotherm的冷水机组产品也是欧洲区域供冷应用的主要设备，如法国著名能源公司climespace的制冷站均使用friotherm的冷水机组，目前已经成功安装了20余台。总的来说，friotherm冷水机组和热泵具有：节能、环保、效率高、使用寿命长、运行成本低、维护费用低等显著特点。具体主要特点为：。1 单台机组冷热量范围1.5mw

9、到25mw。采用制冷量/制热量大的机组，就会减少某项目中所需安装机组的数量，从而大大减少机组的占地面积、泵和进出水管路的用量和成本、安装工作的工时、系统的复杂程度、电缆和电控设备等各种投资。此外，在系统投入运行后，也将大大减少对机组和系统的维护费用和零备件更换量，降低运行维护成本。在中国我们推荐10mw左右机型，性价比为最佳。(该类型机组会在下面进行单独介绍) 2 根据客户实际的冷量、热量和温度需求进行裁缝式设计，使性能达到最优化。（制热cop在恶劣情况下在3以上，通常可达到5。）3 按照工业标准设计的friotherm机组主要用于年运行时间8000小时左右的工业应用领域， (通常商用机组主要

10、用于年运行时间较少的空调领域应用，连续运行时间为每年2000小时左右），性能稳定可靠，因此friotherm机组的寿命实际是其他厂商产品寿命的4倍以上。我们有许多年运行时间达98%以上的应用案例供您参考。4 机组高温高（可达90以上）、低温低（最低2）。该特点确定了friotherm机组在大型集中供热供冷系统中的绝对优势：80以上水尤其适用于远距离的热水输送，在输送过程中减少热量损失，同时减少运输管线直径，即对运输管线的投资，使热水分配系统的投资降低。最低2的水源温度，使低温海水作为水源成为可能，可最大限度地利用海水中的热能。一般厂家的最低水源温度为2。5 独特的机组设计，可以通过串联或并联方

11、式连接两个压缩机，这样可以提高压比，或者增大产能量，夏天可以作为冷水机组，提供大冷量，冬天可以作为热泵机组使用，提供高温水。而且，针对某一项目的特殊需求进行计算和设计后，机组还可同时既供冷，又供热，比如适应酒店四管制应用等。这样，机组就可以全年连续不断地运行。一次投资，获得更高的使用率。friotherm的机组全年使用率在90%以上。 6 根据项目需求进行独特设计的机组，可灵活调整制冷、制热量，能量调解范围为10%-100%，且在部分负荷条件下cop性能表现格外突出。7 由于采用专利的压缩机技术，以及不会向压缩机轴传递任何推力的专利的行星式传动齿轮，（其他厂商的斜齿圆柱齿轮就会存在这个问题，）

12、因此能量的损耗更低，低于其他离心式机组至少5%。这对于能源运营商的长期投资来说是非常可观的一项节约。8 不仅机组的设计，且压缩机设计都可以根据客户的实际制冷、制热需求进行从转速、外形和尺寸上调整，从而提供精确的制冷制热量，进而使装机容量完全贴合需求，系统cop值达到最高。9 机组可以采用多种冷热源，包括城市污水、海水、河水、湖水、工业废气冷却水等。通过特殊系统设计，水源可直接进入换热管而不需增加板换，减少投资的同时降低热损失，提高水源体热量的利用率。10 由于机组在制造过程中对每一个部件的设计、材料、工艺进行严格要求，焊接质量采用瑞士和德国标准，要求100%探伤无坏点，因此机组在长期运行下也能

13、保证安全性和稳定性，防止了制冷剂的泄漏。机组总体性能高，品质高，加充制冷剂和油的频率降至最低，返修率降至最低，因此机组的维护费用低。11 所有部件及材料均选用欧洲最优秀供应商产品，如abb电机、西门子电控、wieland换热管等，保证质量和服务。12 可以使用任何类型的电机，电压一般为11kv，一般厂家为380v。电机的电压越高，供电所需的变电变压设备投资和电缆投资就越少。在铜价不断攀升的今天，尽量减少电缆和输变电设备的应用无疑是对降低系统造价的一大贡献。13 压缩机装有高品质合金钢叶轮，在长时间高速转动下或轴承失灵情况下叶轮不会造成制冷剂分解，也不会产生拉丝（而其他厂家使用的铝质叶轮就可能出

14、现这个现象。）14 主轴承为衬有白金属的可倾瓦止推轴承，白金属内安装温度传感器，一旦轴承损坏，机组迅速作出反应，因此对机组自动进行安全保护。15 friotherm的油路系统的油箱容量大，因此只需在机组运行了15,000小时之后才需要换油（其他厂商采用较小的油箱，因此需要频繁的换油，即需要更频繁的售后服务。）16 独立的制冷剂系统，因此在部分负荷下的耗电较少，特别是在冷却水温度较低的情况下，不存在由于电机过热而导致制冷剂分解的危险。17 friotherm压缩机的转子部件经过高精度的动平衡性校正，因此机组不需要地脚螺栓固定。18 friotherm所使用利用液位控制的膨胀阀取代热力膨胀阀，因此

15、可以避免不经济的热气旁通，从而确保最佳效率；同时即便在部分负荷之下也能够通过最佳的制冷剂循环获得最优化的部分负荷工况。19 水冷却电机即使在启动时和部分负荷下都能得到充分冷却。20 电机两次连续启动之间的时间间隔相对较短。21 自动化程度高。可实现自动开、停机，自动增、减载荷。其自控质量比一般商用空调领域严格的多。22 cop值高，因此机组的运行成本低。23 机组采用r134a环保型制冷剂，不对臭氧层产生破坏。24 完备的零部件供应系统，保证20年以上原厂零部件供应。由上述friotherm离心式压缩机及机组的特点可以看出，对于大型区域供冷和区域供热项目来说，采用friotherm的产品，既可

16、以减少系统建设的投资，在短期运行的能效比上获得立竿见影的好处，同时又符合能源运营商的长远利益，从长期效益来看，运行和维护成本低，系统安全性高，机组故障少，维修率低，性能好、能耗低，效率高，其完全贴合技术参数要求，因此，正如我们在北欧的诸多客户所评价的一样：“friotherm公司的热泵机组是会下金蛋的鹅”。三、为什么要采用水源热泵的方式热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。20世纪70年代以来，热泵工业进入了黄金时期，世界各国对热泵的研究工作都十分重视，诸如国际能源机构和欧洲共同

17、体，都制定了大型热泵发展计划，热泵新技术层出不穷，热泵的用途也在不断的开拓，广泛应用于空调和工业领域，在能源的节约和环境保护方面起着重大的作用。1. 热泵的效率我们知道，在我国对于火力发电厂，其输入的一次能源为煤，如果向火力发电厂输入的一次相对能量为100，发电和输配电过程损失的能量为65，转化为电能的只有35。 发电厂一次能量 35 100 65发电输配电能量损失 根据青岛的海水条件，冬季采暖时海水温度为7以上（这里按7计算），friotherm离心式热泵机组在此条件下的制热cop在3.7以上，也就是说，向热泵输入1kw的电能可以输出3.7kw以上的热能。如果向热泵机组输入35的电能，则经过

18、热泵作功之后输出的热量为130。 电能输入35 130 制热量 95来自海水采暖时热泵的制热系数这时热泵相对一次能源（煤）的效率为 发电输配电35 发电厂一次能量100 制热量130 能量损失 来自海水 95 能量平衡图海水热泵的制热效率与其他形式的制热效率的比较：为便于比较，均换算为对一次能源（煤）的使用量对电锅炉直接供热，其对一次能源（煤）的效率为 对燃煤锅炉房供热，其对一次能源（煤）的效率为 （这个效率在实际使用中已经算较高的）也就是说采用热泵供热的效率是采用燃煤锅炉供热的2.17倍以上，是采用电锅炉等直接供热的3.7倍。如果我们规划一个建筑面积10万平方米的住宅小区，按每平方米的耗能指

19、标为20.6w/m2，每天运行24小时，每年运行135天，则一个冬季所需的总能耗为6674400kwh(即20.6*24*135*100000/1000=6674400 kwh)，折算成一次能源的耗量，按标准煤的热值为29300kj/kg，约合820吨的标准煤（6674400*3.6/29300=820吨）。如果采用锅炉方供热的方式， 由于效率为0.6,则每年实际需要消耗标准煤1367吨。如果采用海水热泵的方式供热，则每年需耗煤630吨（820/1.3=630吨）标准煤。节煤的比例为54%。2. 北欧能源结构简介瑞典45%电力来自水电，45%电力来自核电，5%来自木材燃烧联合发电和本国储备发电

20、，其余是从挪威进口的水电和丹麦进口的燃煤发电。电价视电压和购电量的不同有所差别。电价由几部分构成：初入网费，年入网容量和能耗费。部分情况下也收取高峰负荷费。高峰顶值要缴纳很高的税。总的来说居民用电电价约为人民币千瓦时。采用中等电压10千伏的大型客户电价可为0.5人民币/千瓦时。大型工业如造纸和钢铁生产甚至能获得更低的电价。在欧洲不同国家电价不同。由于瑞典，特别是挪威有大量的水力资源，法国核电资源丰富，丹麦，英国，波兰，荷兰等国家使用大量的煤和天然气。但国家间以大容量电缆连接的国际网络使得各国电价越来越趋近。瑞典是最早采用大型热泵区域供暖的国家。该国在许多地区建设大型热泵供热站，利用海水或中水作

21、为热源，通过区域管网向用户供热。如在首都斯德哥尔摩的供热大部分由区域供热提供，在几十年前就已建成了区域供热系统，到目前已覆盖了整个城市和市郊。1980年开始，由于油价不断上涨，斯德哥尔摩逐步安装了超过2000mw制热量的热泵机组。可满足一半的城市用热需求，并已安装了超过500mw制冷量的区域供冷机组。瑞典由于核电的应用，使电能的成本更低，也提高了热泵系统的竞争力。不仅在瑞典，北欧的挪威、芬兰也都是热泵应用广泛的国家。近些年，一些南欧国家，如意大利、法国也开始更多的应用热泵机组进行区域供热。friotherm公司的产品在欧洲地区大型区域供冷和供热市场的占有率达到90%。 3. 我国采用热泵的必要性随着中央政府节能减排政策的推进和能源趋紧，