239重庆某长江水源热泵空调工程冬季测试及分析

1、重庆某长江水源热泵空调工程冬季测试及讨论重庆大学刘宪英 黄忠重庆市建设技术发展中心 董孟能 姜涵 王晶 张元 杨迪摘要介绍绍了重庆庆某长江江水源热热空调工工程冬季运行行的现场场实测测测试仪表表、测试试数据、测试结结果，并对其节节能性进进行了分分析讨论论。关键词长长江水源源热泵 现场场测试 节能能0 引言言由于江河河水一年年四季温温度变化化较小，水量丰丰富稳定定，是水水源热泵泵良好的的低位能能源。长长江、嘉嘉陵江流流经整个个重庆主主城区，常年年年均水流流量长江江为85500mm3/s，嘉陵江江为24430mm3/s，两江合合流后为为109930mm3/s；冬（112-22月）夏夏（6-9月）季平

2、均均江水温温度（水水下0.5m处处），冬冬季122.8，夏季季23.5；冬夏夏季平均均含砂量量，长江江夏季7745mmg/ll，冬季季30.6mgg/l；嘉陵江江夏季5504mmg/ll，冬季季5.334mgg/l（以上数数据取自自2000320004年的有关水水文资料料）。两两江水质质为类（占占62.5%）类（占占37.5%）。由由此表明明重庆具具有应用用长江、嘉陵江江水的有有利条件件。本文文主要介介绍某长江水水源热泵泵空调系系统的冬冬季现场场测试情情况及有有关问题题的讨论论。文献献1介绍绍了该工工程的夏夏季测试试情况，此处不不再赘述述。1 工程程概况该工程为为娱乐城城，位于重庆庆南滨路路，

3、紧临临长江，建筑面面积22200mm2，空调调面积约约20886m2，设计计制冷量量3800kW，制热热量2000kWW，采用用长江水水源热泵泵空调系系统，江江水侧采采用闭式式水环路路系统，水下设设置盘管管换热器器。系统采用用2台水水源热泵泵机组，机组名名义工况况制冷/热量为为2033.8kkW/2229.88kW，冷却却水流量量35.05mm3/h，制冷/热输入入功率336.339kWW/544.077kW，冷/热热水流量量25.82mm3/h，冷冷却水/冷（热热）水侧侧阻力60kkPa/40kkPa。冷（热）水及冷冷却水各各采用水水泵两台台，型号号均为IISG880-1160AA，水流流量

4、444m3/h，扬程228m，轴功率率4.77kW，转速220000r/mmin，电机额额定功率率5.55kW。水下为为热镀锌锌盘管式式换热器器2个（原系统统设计为为1个，以后又又补加11个），估计换换热器面面积1880m22左右，分别与与两台机机组的冷冷却水连连接，系系统流程程见图11所示。系统末末端设备为为风机盘盘管和新新风机组组。图11 水水源热泵泵空调系系统原理理图2 测试试系统及及测试仪仪表本次测试试时，开开启一台台机组和和对应的的冷(热热)水泵泵及江水水泵，测测试时正正值娱乐乐城开业业时间，机组、末端设设备和新新风机组组均处于于满负荷荷运行。测试仪表表有：水温测试试：金属属壳水银银

5、温度计计，-220+50，0.22刻度；压力测试试：弹簧簧管式压压力表，上海正正深仪表表厂，001.6MPPa，精精度2.5级；电流、电电压测试试：ZWW34333B三三相综合合电量表表，精度度0.55级；系统总耗耗电量测测试：DDEL11X1，DT8862-4型三三相四线线制有功功电度表表(互感感器倍数数80)，精度度2.00级；室内外空空气温度度测试：WSCC-4111P数数字温度度仪，-50+500，分辨辨率0.1，测试试精度0.55FX。3测试数数据20088年1月月5日下下午4时时系统开始始运行，检查测测试仪表表及试测测试，确确定系统统比较稳稳定运行行之后，下午66:500开始正正式

6、测试试，测试试共进行行9次，间隔为为10mmin，测试数数据详见见表1。表1 江水源热热泵空调调系统测测试数据据表序号123456789平均值测试时间间18:55019:00019:11019:22019:33019:44019:55020:00020:110水源热泵泵机组热水侧进口水压压 MPPa0.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.1990.199出口水压压 MPPa0.1770.1770.1770.1770.1770.1770.1770.1770.1770.177进口水温温37.9938.9939.0038.2237.8837.2238.11

7、39.2238.6638.332出口水温温42.5543.8842.8842.0041.3342.0043.2242.3343.5542.66江水侧进口水压压 MPPa0.1440.1440.1440.1440.1440.1440.1440.1440.1440.144出口水压压 MPPa0.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.100进口水温温11.5510.9910.8810.9911.0011.0010.8810.8811.2210.999出口水温温8.26.26.76.86.86.86.07.26.86.833三相综合合电表相电流平平均

8、 AA101.4109.482.1181.4480.77104.8110.155.88107.492.557相电压平平均 VV233.4234.7235.6235.0235.8234.7234.3235.6234.1234.8供热水泵泵进口水压压 MPPa0.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.0550.055出口水压压 MPPa0.2770.2770.2770.2770.2770.2770.2770.2770.2770.277三相综合合电表相电流平平均 AA11.55311.55711.55611.55711.55011.66211.66111.5

9、5911.55811.557相电压平平均 VV234.8234.9235.58234.13234.50234.83234.60235.03234.67234.70江水泵进口水压压 MPPa0000000000出口水压压 MPPa0.2770.2770.2770.2770.2770.2770.2770.2770.2770.277三相综合合电表相电流平平均 AA11.88211.66611.77211.55911.66311.66311.66011.77411.55411.660相电压平平均 VV234.63237.60235.00235.07234.47234.47236.07235.17233

10、.77235.14末端设备备三相电电量表相电流平平均A7.78810.88610.66410.66010.44910.44510.4439.9229.52210.008相电压平平均 VV234.83237.00235.43235.50234.87234.30234.10235.10234.13235.03系统总综综合电量量表相电流平平均 V138.33140.00113.67112.33112.00138.00139.6771.000139.67122.74线电压平平均 AA409409410409410409409409409409.20室外空气气干球温温度 10.6610.6610.661

11、0.5510.5510.4410.3310.2210.2210.443室内空气气干球温温度 24-22624-226系统电度度表度读读数kWWh(测试时时间800minn)13955.79913955.95513966.10013966.22213966.37713966.52213966.70013966.83313966.955注：表中中“相电流流平均”、“相电压压平均”、“线电压压平均”均为三三相相电电流、相相电压、线电压压的实测测平均值值。4 测试试数据整整理方法法及测试试结果4.1 数据处处理方法法4.1.1机组组制热量量Qh计算方方法kW (1)式中，进出水水平均温温度下的的密度，

12、kg/mm3；本次次测试热热水进/出口平平均水温温为388.322/422.6，平均均温度440.446，查水水的热物物性表，=10111.33Kg/m3；水的定定压比热热，取44.199kJ/(kg.)；水源热热泵机组组热水进进出口温温差，由由实测计计算可得得(422.6-38.32)=4.28；热水循循环流量量，m33/h；循环流流量根据据实测的的水泵进进出口压压差(即即扬程)，由生生产厂家家提供的的该型号号水泵的的性能曲曲线图查查得。由由实测进进出口压压差平均均值0.22MMPa，可得扬扬程为222.443mHH2O(MMPa与与mH2O的换算算关系为为1MPPa=1101.97mmH2

13、O)，由由水泵性性能曲线线图查得得水泵流流量为558.88m3/h(16.25LL/s) (见图图2)。由表1(9次)实测的的平均值值，可计计算得制制热量QQh为： kWW4.1.2机组组江水侧侧的吸热热量 (2)式中，进出机机组江水水平均温温度下的的密度，kg/mm3；本次次测试江江水进/出水温温为100.999/6.83，平均均温度338.991，查水水的热物物性表，=10019.4kg/mm3；水的定定压比热热，取44.199KJ/(Kgg.)；、确定方方法同QQh。实测平均均温差值值=4.16,江水泵泵进出水水压差00.277MPaa，图22 水水泵性能能曲线图图可得扬程程为277.5

14、33mH22O，查查水泵性性能曲线线图查得得水泵流流量为448.227m33/h(13.41LL/s) (见图图2)。由上计算算得： kWW4.1.3热泵泵机组、水泵、末端设设备耗功功率P(即输入入功率)用下式式计算：kW或 kWW (33)式中：相电流流(即实实测的平平均相电电流)，A；相电压压(即实实测的平平均相电电压)，V；线电压压(即实实测的平平均线电电压)，V；功率因因数，取取0.885。4.1.4系统统总电耗耗测试开始始和结束束时的电电度表差差值(互互感器倍倍数800)，即即为测定定时间的的电耗kkWh。折合成成耗功率率应进行行时间换换算；如如本次测测试前后后共800分钟，电度表表

15、前后读读数为(13996.99513995.779)80=1.11680=92.8kWWh；折折合成小小时耗功功率应为为92.860/80=69.6kWW。4.2测测试结果果测试结果果见表33。5 测试试结果分分析5.1 水源热热泵机组组测试结结果的热热平衡检检查机组的制制热量QQh应与机机组江水水侧的吸吸热量和和热泵机机组耗功功率P机表3 测试试结果统统计表水 源 热 泵泵 机 组供 热 水 侧侧机组阻力力 m 2.044温差 4.288水泵扬程程 m 22.443流量 m3/h (l/s) 58.55 (116.225)水泵耗功功 kWW 6.922机组制热热量 kW 294.7机组耗功功

16、量 kW 55.442制热能效效比 kkW/kkW 5.322江 水 侧机组阻力力 m4.088温差 4.166水泵扬程程 m27.553流量 m3/h (l/s) 48.227 (113.441)水泵耗功功 kkW6.999机组蒸发发器吸热热量 kkW238.3末端设备备耗功量量（由三三相电量量表值计计算） kW6.044系统总耗耗功量（由总综综合电量量表值计计算） kW73.991由系统电电度表值值计算的的系统总总耗功量量kW69.66(由表22，测试试值为555.442kWW)之和和相平衡衡，测试试结果两两者的偏偏差为：QQh(Q0P机)/Qh2994.7(2388.355.42)/29

17、44.70.33%热平衡检检查表明明，测试试精度较较高，测测试结果果可信。5.2系系统总耗耗电量测测试结果果的比较较系统总耗耗电量测测试值应应等于热热泵空调调系统机机组耗电电量，热热水泵耗耗电量、江水泵泵耗电量量及末端端设备耗耗电量之之和，测测试结果果两者的的偏差取绝对对值为：773.991(555.4226.9926.9996.004)/73.911.977%系统总耗耗电量与与电度表表测试偏偏差为：773.99169.6/73.915.883%综上，三三种耗功功率测试试结果相相差均在在6%以内，表明电电功率测测试结果果可信。5.3测测试工况况下水源源热泵机机组的制制热能效效比(EEERhh)

18、按表2测测试结果果，机组组制热量量2944.7kkW，耗耗功率555.442kWW，则EEERhh=2994.77/55.42=5.332 kkW/kW5.4本本工程空空调系统统总能效效比(EEER宗宗)本工程的的系统制制热总能能效比EEER总总等于系系统制热热量除以以系统总总耗电量量，即EEER总总=2994.77/73.91=3.999kWW/kW。5.5系系统节能能性探讨由于没有有类似常常规空调调工程实实例的数数据，下下面仅就就重庆市市冬季供供暖目前前最常用用的两种种方式进进行一些些能效和和运行费费方面的的近似比比较。5.5.1与国国内知名名品牌风风冷热泵泵冷热水水机组比比较表3列出出了

19、与测测试机组组容量相相近的几几种知名名品牌风风冷热泵泵冷热水水机组额额定工况况和测试试工况下下的制热热量、耗耗功率和和制热能能效比，其中耗耗功率值值包括机机组压缩缩机和室室外侧换换热器风风扇的耗耗功率；本工程程水源热热泵机组组的耗功功率包括括压缩机机耗功率率和江水水泵的耗耗功率。采用如如上两种种机组空空调系统统的热水水泵和末末端设备备基本相相同，不不在比较较范围内内。表3 几种知知名品牌牌风冷热热泵冷热热水机组组性能工况性能参数数30RQQ2322G（R4110A涡涡旋式）RTXAA2099（R222螺杆式式）AWHCC-L775（R222活塞式式）ACDXXHP-0700（R222螺杆式式）

20、30SHHP2550（R1334A螺螺杆式）SALSS0800HB（R222螺杆式式）M4ACC8500A（R4007C涡涡旋式）本工程测测试额定工况况制热量kkw228248255285291245270-输入功率率kw6775.5575.9976.8885.6670.6693.55-制热能效效比 kkw/kkw3.43.2883.3663.7113.4663.4772.899-测试工况况制热量 kww236.5271.5281.5310316.3266294.3294.7输入功率率 kw64.5577.22576.88382.1184.9968.6692.5562.441制热能效效比 kk

21、w/kkw3.8443.5113.6663.7883.7223.8883.1884.722表中，额额定工况况为进/出水温温度400/455，室外外环境温温度7；测试工工况为进/出出水温度度38.32/42.6，室外外环境温温度100.433。表中中值是根根据产品品样本中中的变工工况性能能表或变变工况性性能曲线线换算得得到。由由表中看看出，77个知名名品牌机机组在测测试工况况下得到到的制热能能效比由由3.1183.888，平平均值为为3.665。与水源源热泵机机组测试试的制热热能效比比4.772，相相差1.07，本工程程的江水水源热泵泵机组EEERhh比风冷冷热泵机机组高229.33%，有有较高

22、的的节能性性。5.5.2与燃气气热水机机组（锅锅炉）供供暖相比比采用燃气气热水机机组供暖暖，其热热水泵和和末端设设备基本本相同，故本比比较和风风冷热泵泵机组比比较一样样，不包包括该部部分的能能耗和运运行费比比较。折合成一一次能比比较按照空空调通风风系统运运行管理理规范（GBB503365-20005）附附录B空空调通风风系统能能耗系统统的计算算方法，把各种种能耗量量转换为为一次能能。重庆庆市天然然气每mm3热值为为364430kkJ（87700kkcall/h），每每1kW的电电相当于于117708kkJ的一一次能，则1 m3天然气气相当于于3.1104kkW（3364330/1117008）的的电。按按照实测测机组能能效比44.722计算，则消耗耗3.1104kkW的电电可得到到3.11044.7728604.118=5526667kJ的热热量。取取燃气热热水机组组热效率率0.99，则消消耗1 m3燃气可可产生33643300.99=3227877kJ的热热量，两两者相比比，本工工程水源源热泵机机组比燃燃气热水水机组的的一次能能源利用用率高660%以以上。运行费比比较按重