地下水源闭环热泵空调系统的能耗分析――北京嘉和丽园公寓楼空调系统实测调查_图文

1、 增刊一1陈超,等:地下水源闭环热泵空调系统的能耗分析北京喜和丽园公寓楼空调系统实测调查221热交换,提供冷源或热源。板式热交换器的井水侧(简称一次侧设置了三台电功率为45kW的定流量泵(其中1台为备用,水泵最大水流量为200m3/h,该泵同时负担井水的回灌。夏季经一次泵送人板式热交换器的井水设计温度为14。C,板式热交换器井水侧的设计温升为10,当蓄水池温度大于28对回灌;冬季经变频泵送入板式热交换器的井水设计温度为14。C,板式热交换器井水侧的设计温降为6。C,换热后井水温降至8。C再进行回灌。若井水温度低于设计温度,则投入备用锅炉对井水进行辅助加热,图1为利用地下水源闭环热泵空调系统原理

2、图。热囊、图1利用地下水源闭环热泵空调系统原理图1.3空调水系统图2为板式热交换器的循环水侧(简称二次侧空调水系统原理图。水系统采用双管异程系统,并以第16层为界竖向分为高、低区。高、低区设计水流量均为360m3/h (后实际运行改为400m3/h。各个水源热泵机组相互并联,组成封闭的双管回路系统,通过板式热交换器与地下水进行热交换。在二次侧的高、低区分别设置了三台定流量循环泵(其中1台为备用,其额定电功率为30kW/台,循环泵24小时连续运行。系统定压方式均采用变频泵补水定压。1.4末端装置公寓住宅均采用TRANE公司生产的户式水源热泵机组,每户视空调面积的大小分设l一2台热泵机组,独立控制

3、。水环路将小型的水一空气热泵机组并联在一起,环路水温度为:夏季1832,冬季126;全空气系统,无组织进新风;为保证居住房间噪音的要求,风管内风速保持在4m/s以下,风口出风速在2.5m/s以下;在水源热泵机组的回水管上分别设置了手动平衡阀和电磁阀,电磁阀与热泵机组联锁,每台热泵机组均自带温控器,当进回水温差小于设定值时,电磁阀自动断开。图2二次侧空调水系统原理图2调查内容及数据的采集本次调查时间为2002年9月一2004年1月,调查内容包括板式热交换器一次侧(井水侧进/出水温度t。进/。出;板式热交换器二次侧(空调水系统侧进/出水温度t2进/t2出。深井水泵、板式热交换器一次侧水泵、板式热交

4、换器二次侧循环水泵等水泵的运行状况记录及其水流量,每套公寓每天的消费电量。另外,为了解住宅建筑室内热湿环境状况,重点对c座某复式结构房间的2台热泵机组水侧的进/出水温度、水流量、空气侧的:、送/回风温度、送风量以及室内各房间的影回风温度等进行了调查。 (1用电量记录。物业管理部门有每天的人工 增刊一 陈超，等：地下水源闭环热泵空调系统的能耗分析北京喜和丽园公寓楼空调系统实测调查 消费电量中，基本不受室外气象等条件影响、每天的 消费电量基本上稳定不变的部分。 与之相反，每户空调热泵机组的消费电量则应 视为变动的、不稳定的消费电量。这是因为空调热 们把这部分消费电量称为变动部分的消费电量。 图为某

5、住户年月一年月日消 费总电量的月变动实测值。由图可见，一年中，非空 调期间的消费电量几乎都比较稳定（黑线以下的部 分），不随时间的变化，即为上述的不变动部分的消 费电量，而空调期间的消费电量却变化很大，日消费 电量的峰值几乎都出现在冬季的最冷月份或是夏季 的最热月份（灰线与黑线之间的部分），即为上述的 变动部分的消费电量。 泵机组在运行期间，受室外气象条件变化的影响非 常大；另外，室内人员、灯光照明等负荷条件的影响 也是导致空调运行时间不确定原因之一；加之，每个 人对舒适性空调温度的感受不同，设定的室内空调温 度差别甚大，而且空调机组开启的时间也不一样，致 使空调热泵机组消费电量随时间的变化很

6、大，因此我 ，、 要 。黼 粼 酗艄 阿 日消费总电量一不变动部分日消费总电醚 。燃：裱 俐鹳 。 。 。 警 篓 耥 滞 卜 二二 。鼢媳幽艄儿刖 飞 州“叩琊”蝌 图某住户日消费总电量的月变动实测值 据此，我们可以按下法来推算末端空调水源热 泵机组的消费电量。 （）变动部分日消费电量的推算 如果把每户 器等的不变动部分的消费电量。 （）不变动部分日消费电量的推算嘉和丽园 公寓楼空调系统每年的过渡季节停止运行，该期间 一般为：春夏过渡季月日月日，秋冬过 渡季月日一月日。在空调系统停运期 间，所有的空调水泵和每户的空调热泵机组均停止 运行，每户的日消费总电量记录中只剩下一般家用 电器设备部分（

7、包括照明）的日消费电量。通过对所 有住户在这段非空调运行期间消费电量数据的分析， 这部分的消费电量波动较小，基本稳定，我们可以把 这段时间的日消费量视为不变动部分日消费电量，并 将相关的影响因素考虑后取其平均值作为一般家用 电器设备（包括照明）部分的日消费电量带人式（）。 这样，每户每天的空调热泵机组消费电量就可 照明、电冰箱、电视机、个人电脑、洗衣机等一般家用 电器设备的消费电量视为不变动部分的消费电量。 每户空调热泵机组的消费电量视为变动的、不稳定 的消费电量，那么，我们可以构成下式： 每户每天的日消费总电量 不变动部分的日消费电量变动部分的日消费电量 一般家用电器设备（包括照明）部分的日

8、消费电量空 调热泵机组部分的日消费电量 （） 据式（），对于空调热泵机组这部分变动的消费 电量，本文考虑采用减去法推算。即，从每户每天的 总用电量中，减去包含照明部分在内的一般家用电 建筑科学 第卷 根据式（）计算。 空凋一（ ×） （） 下；某家电设备平均每天的用电时间 （）。 空调系统消费电量分析 图为根据第节、节介绍的推算方法和 年月一年月各住户的日消费总电量 记录以及空调用水泵运行工况的实时记录数据，推 算的空调共用部分和末端部分的月消费电量。 式中空凋；某户空调热泵机组某天的计算空调 用电量（）； 某户某天的总用电量（）； 电某家电设备平均每天的计算电量 （）； ，某家电设

9、备的输入功率（）； 空调末端部分消费电量唰空调公用部分消费电量 。 要 窦 粤 毳 伢； 震 蕤 瑟 蓼 器嘲一戮猢慨 ； 麓霾 鋈 一 露 夤 神 ， 髓 ； 多 渤 蜀 二 一 图空调共用部分和末端部分供暖、冷期的月消费电量推算值 由图可见，空调共用部分的月消费电量，冬夏差 别不大。这是因为占有很大一部分能耗比例的空调 用二次循环泵小时连续运行，它的运行方式不受 室外气象条件变化的影响；而空调末端部分的月消 费电量则随季节的不同，差异很大。另外，年 和年的冬季都有同样的趋势，冬季空调末端部 分的消费电量远高于同月份空调共用部分的消费电 量；而年夏季（冷夏），空调末端部分的消费电 量则与同月份空调共用部分的消费电量很接近。这 个结果从另一方面也反映了空调系统能效比的高 低。再就是，空调系统能耗的高峰期都是发生在冬 季的、月份或夏季的、月份。 力设备划分为共用空调动力设备和末端空调动力设 备两大类，分别计算各相应部分空调动力设备消费 电量的推算方法；据此推算方法并结合实测数据，对 共用空调动力设备和末端空调热泵机组的消费电量 进行了定量的计算和分析。 本文所提出的空调设备用消费电量的推算方 法，对定量把握正在运行空调系统的能耗情况，进而 对空调系统设计及其运行管理方式的合理性、节能 性的定量评判提供了可能，同时为空调系统的节能 改造提供了