结合工程实例分析水环热泵空调系统施工中的节能问题

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 结合工程实例分析水环热泵空调系 统施工中的节能问题 摘要：水环热泵空调系统是水 源热泵空调系统的一种特殊的应用方式, 即用双管封闭式循环水环路将小型的水/ 空气热泵机组并联在一起,构成一个以回 收建筑物内部余热为主要特征的热泵供 暖、供冷的空调系统。本文介绍了水环 热泵空调系统的特点,适用工程类型,通 过典型工程应用实例,分析了水环热泵的 优势,提出施工中相关节能问题。 中国论文网 /2/view-12897306.htm 关键词：空调系统，循环水量， 热源选择，节能 Abstract: water loop heat pump air conditioning system of water source heat -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 pump air conditioning system is a special application, which uses double closed water circulation loop will be small water / air heat pump unit is connected in parallel with each other, constituting a recycling building waste heat as the main characteristics of the heat pump heating, cooling and air conditioning system. This paper introduces the water loop heat pump air conditioning system characteristics, application scope, through typical engineering examples, analyses the advantage of water loop heat pump, put forward the construction of energy saving. Key words: air conditioning system, circulating water, selection of heat source, energy saving 中图分类号：S210.4 文献标识码： A 文章编号： 1 工程概述 某商贸城 C 区为一栋商业建筑， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 地下一层、地上二层，总建筑面积约 10000m2，均为小型商铺，每间商铺由 十几平方米到四十几平方米不等,各层商 铺由走道分开，形成内区和外区；商业 区的业态为独立经营，水、电、空调均 要求独立计量。为满足业主要求，经过 方案比较，该商业区空调采用闭式水环 热泵系统。 2 系统形式及特点 2.1 闭式水环热泵空调系统利用 水系统将建筑物各房间内的各台热泵机 并联连接在一起，构成一个以回收建筑 物内部余热为主要特点的供冷、供暖的 空调系统。 2.2 与传统的中央空调系统不同， 水环热泵空调系统循环水温一般在 15351，各房间内的用户可根据自 己的需要独立控制房间内的热泵机的启 停、制冷或制热模式以及房间温度的高 低（可调范围内） 。在系统内需同时供 冷和供热时可不开启或少开启冷却塔和 辅助加热设备。水环热泵系统是一种热 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 回收系统，对于有多余热量或较大面积 的中间区域的建筑物，可以回收这部分 热量。商业建筑内部的灯光照明和设备 发热量大，而且比较稳定，加上客流量 的影响，很容易 在中心区形成温度过高，在冬季 也需要供冷，这时系统运行的经济性更 好。 2.3 水系统的设计对闭式水环热 泵空调应用的成败至关重要，要保证每 台机组都有足够的水量。在水系统的布 置上应做到以下几点： 2.3.1 在条件许可时，尽可能按 环路阻力不同分区，各分区的作用半径 不能太大，以 60 米半径为宜，同时分 区可多一些。 2.3.2 尽可能使水系统自然平衡， 做不到时，应在分支环路上安装固定流 量平衡阀。 2.3.3 水路布置要简洁，避免使 用过多的弯头和三通。 2.3.4 保证水路的坡度，在高点 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 设高质量排气阀，保证水系统不集气。 2.3.5 控制管内水流速，最佳的 水流速应为 0.71.5 米/ 秒。 3 机组选择 3.1 水环热泵机组型式多样，以 主机和空气处理部分的相对位置分，有 整体式和分体式。整体式制冷系统和送 风系统合为一体，又有卧式，立式和吊 式几种型式；分体式热泵主机和室内机 为分体结构，通过制冷济管道相连，主 机可以安装在对噪声要求不高的地方， 从而大大减小室内机噪音。室内机组有 暗装吊顶式、天花嵌入式、明装吊顶落 地两用式、高静压风管式等多种型式。 本工程设计中由于各房间面积较小，选 用整体吊式机组。每台机组均有独立的 控制装置，用户 可自由选择运行工况和运行时间。 3.2 根据计算的负荷选择机组时， 要首先确定冷却水系统的水温范围。夏 季进水温度定为 32.5，并按此温度计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 算机组的供冷量。供冷进水温度定为 32.5的理由是可以利用较高的对数平 均温度，能选用经济的冷水塔。冬季采 暖进水温度不宜高，温度高，机组输出 的供热量越大，但输入机组的千瓦数也 越多。 4 冷却塔选择 水环热泵运行过程中，水直接流 经热泵机组的冷凝器或蒸发器，机组对 水质要求较高，一般采用闭式循环。对 于闭式循环，冷却塔选择有两种形式， 其一是直接选用闭式冷却塔，另一种是 选择开式冷却塔加板式换热器。具体选 择哪种形式应根据工程具体情况进行技 术经济比较确定。本工程选用闭式冷却 塔，可以减少水系统受污染的情况和提 高机组的工作效率。 冷却水量的确定：水环热泵系统 循环水量为各台水环热泵机组循环水量 之和，再考虑同时使用系数。一般来说， 单一性质的建筑同时使用系数较高，综 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 合性建筑则低一些；另外水源热泵机组 的数量越多，同时使用系数越小，反之 越大。同时使用系数可按以下原则来确 定： (1)循环水量小于 36m3/h 时，同 时使用系数取 0.850.9 (2)循环水量为 3654m3/h 时， 同时使用系数取 0.80.85 (3)循环水量大于 54m3/h 时，同 时使用系数取 0.750.8 5 辅助热源选择 水环热泵系统在冬季运行时，若 全部机组处于制热工况，对于气候温和 地区，压缩机工作消耗的功率和室内传 递给循环水的热量可以保持其水温不低 于 15，无需热源投入运行。但是当水 温低于 15时，机组的供热量会下降， 故对于气温较低，采暖时间较长的地区， 辅助热源投入工作，以维持循环水温不 低于 15。 辅助热源的形式多种多样，视具 体情况而定，如热水或蒸汽、电、燃油 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 燃气、废热、太阳能等。本工程设计中 辅助加热选用燃气真空热水机组，由于 系统循环水温在 1535，温度较低， 一般不直接将循环水加热，而是仅加热 一部分水，然后通过混合达到温度要求， 在水路上设置温度传感器和电动阀门， 控制加热过程，避免水温过高。 本工程闭式冷却塔、真空锅炉、 循环水泵等均设置于屋顶。辅助加热量 的计算公式如下： Qf = Qz Qr Qs Qn (5-1)当运行机 组都处于制热状态时，Qr=0 则上式：Qf = Qz Qs Qn = Qo - Qo/COP（5-2 ） 其中：Qf 辅助加热量 （Kw） Qz 总耗热量（Kw） Qr 制冷机组总排热量 （Kw） Qo 总热负荷（Kw） Qs 室内散热量（Kw） Qn 输入功率（Kw） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 在式(5-2)中，如果辅助加热机组 也不工作：Qf = 0，则 Qo = Qn 。即此 时水环热泵供热系统为纯电采暖系统。 由式(5-1) 、式 (5-2)我们同时可以看出， 水环热泵系统在冬季运行时，如果没有 水环热泵机组或只有很少的水环热泵机 组处于制冷工况，系统的供热量中总有 一部分为热泵机组的输入功率 Qn，此 时水环热泵系统的供热量为总热负荷 Qo = Qn + Qf 。对于一般的风冷热泵机 组，Qf 可从空气中“ 免费” 获得，而水 环热泵系统需辅助热源才能获得。 6 计量管理 水环热泵系统除小部分的用电量 （冷却塔、循环水泵等公用部分设备） 需由用户分摊外，热泵机组主机安装在 用户室内，其空调计费可通过用户内的 电表计量，用户可根据自己的需要开启 空调机，可避免不必要的浪费，这在一 定程度上起到了节约能源的目的。 7 噪声控制 水环热泵机组由于压缩机安装在 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 室内，因此噪声较大，处理噪声和振动 的影响非常重要。在设计中除首先考虑 优质低噪声的设备外，当选用整体式机 组时，一般在回风段设置消声回风箱， 机组出风口处增加 90 度消声弯头，在 本工程中由于各商铺面积较小，机组功 率不大，现场设置消声弯头有困难，因 此在送风管选用消声风管，以减小噪声。 8 小结 水环热泵机组和一般的水冷式冷 水机组一样，为保护机组在无冷却水流 量下运行引起故障甚至烧坏，在机组入 口处应设置水流开关，水流开关和热泵 机组联锁运行，只有当冷却水流量达到 水流开关设定的最小流量要求时，热泵 机组才能启动运行。水流开关一般应每 台机组设置一个。在本工程中，所选水 环热泵机组的容量也较小，其所需要冷 却水流量比目前市场上水流开关的最小 启动流量还小，因此采取多台热泵机组 共用一台水流开关的形式。