水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在實際工程中的運用

1、水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在實際工程中的運用趙楠（中冶京誠工程技術(shù)有限公司）【摘要】本文結(jié)合某酒店工程實例，簡要介紹了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的工作原理和工程應用，分析 了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)與傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)（冷水機組+風機盤管系統(tǒng)）的優(yōu)缺點。重點分析了水環(huán)熱 泵空調(diào)系統(tǒng)的特點及優(yōu)勢?！娟P(guān)鍵字】水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)、工程實例、節(jié)能、優(yōu)缺點appiicat ion of water loop heat pump ai rconditioning system in practicaiengineer ingby zhao nancapital eng ineer ing & research incorpora

2、tion limitedabstrac t】in t h i s paper, comb i ned with the eng in eer i ng examp i e of a hot e i, briefly introduces the work principle and the appi ication of water loop heat pump a i r conditioning system, ana iys i s of advantages and d i sadvantages of the water ioop heat pump ai r conditionin

3、g system and traditional centrai ai r-conditioning sys tem. focus on the analysis of the charac ter is tics and adva nt ages of water loop hea t pump ai r conditioning system.keywords water loop heat pump a i r cond itioning system、 case study、 energy conservation、 mer i ts and drawbacks0前言：能源是現(xiàn)代社會的

4、基礎(chǔ)。隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力負荷不斷刷新紀錄：其中空調(diào) 耗電量的增加是造成用電最大幅飆升的一人原因。因此，人力推廣包括水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在 內(nèi)的各種空調(diào)節(jié)能技術(shù)具有積極和深遠的意義。由于水壞熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有在建筑物內(nèi)部進 行冷熱量轉(zhuǎn)移的特點。因此對于冬季的建筑供熱來說實際上是利用了建筑內(nèi)部的發(fā)熱量，從 而減少了外部供給建筑的供熱最需求，是一種節(jié)能的系統(tǒng)形式。尤其適用于內(nèi)區(qū)較人、常年 穩(wěn)定產(chǎn)牛余熱的建筑物,需要進行供冷、余熱和供熱需求的熱平衡計算,以確定輔助熱源的 容量。該系統(tǒng)二十世紀在美國加利福尼亞州出現(xiàn)并很快發(fā)展應用，七十年代進入fi本，我國 八十年代開始有工程應用，在九十年代以后發(fā)

5、展起來。1水環(huán)熱泵系統(tǒng)介紹：封閉式環(huán)路水源熱泵系統(tǒng)采用一個雙管封閉的水系統(tǒng)并聯(lián)連接建筑中各區(qū)域的水源熱泵機 組，使封閉環(huán)路中水溫保持在15-35°cz間，循環(huán)運行。為保證系統(tǒng)水溫維持在15-35°c,通 常需要設(shè)置輔助熱源和冷卻塔，當系統(tǒng)水溫低于15°c時，借助于加熱裝置加熱，當循環(huán)水溫 高于35°c時，采用冷卻塔進行冷卻。如果建筑物全年需要供冷的內(nèi)區(qū)面積比較大，冬季運行 時向環(huán)路水系統(tǒng)釋放熱量，而周邊區(qū)冬季需要供暖，從環(huán)路水系統(tǒng)中吸收熱量，此吋水環(huán)路 中的水溫能夠口行保持在15-35cz間，因而就不協(xié)要開啟輔助熱源，在這種悄況下，封閉 式閉合環(huán)路水源熱

6、泵系統(tǒng)是一種運行合理、高效的節(jié)能系統(tǒng)。2水環(huán)熱泵在本工程的應用:木工程為某小區(qū)酒店公寓，地處順義?？偨ㄖ娣e為69359平方米，其中地上為53168 平方米，共十二層，主要功能為商業(yè)和酒店客房，地下為16191平方米，共兩層，主要 功能為車庫、水泵房、設(shè)備用房、變配電室，夜總會；根據(jù)甲方要求設(shè)計了兩個方案供甲方選擇，1.傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)(冷水機組+風機盤管 系統(tǒng))；2.水環(huán)熱泵系統(tǒng)。最后經(jīng)下表比較甲方選擇了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。序號比較項目水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)冷水機組加風機盤管中央空調(diào)系統(tǒng)1使用功能(1)各空調(diào)空間隨時制冷制熱，不受時間、季節(jié)限制；(1)制冷制熱受季節(jié)的限制，使用時間受主機組工 作狀態(tài)

7、的限制；(1)分散式主機；(1)需要較大的換熱機房；2系統(tǒng)比較(2)無需龐大的換熱機房，節(jié)省建筑而積；(2)風機盤管臥川安裝，主機設(shè)機房安裝；(3；分功能區(qū)獨立運行、獨立控制，更加節(jié)能，比(3)除非安裝昂貴的樓宇控制系統(tǒng)，否則，無(1;(5)(6)后者節(jié)能30%；主機可臥吊、立式兩種形式安裝，靈活方便； 室內(nèi)為全空氣系統(tǒng)，避免風機盤管系統(tǒng)泡、冒、滴、漏問題;機房可做到無人值守：法節(jié)省機組本身的高能耗，無法做到分區(qū) 域控制；(1;室內(nèi)主要為風機盤管，水管路復雜；(1)末端無風機盤管，管網(wǎng)的投資少：(1)末端為風機盤管，管網(wǎng)的投資多；設(shè)備及管網(wǎng)(2)主機組造價比傳統(tǒng)中央空調(diào)機組離；3方式投資設(shè)備及

8、安裝總造價比國產(chǎn)傳統(tǒng)中央空調(diào)崗(2)主機組造價比水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)低；5%-10%：4運行費用(1)比傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省30%；(1)運行費用高：本工程空調(diào)系統(tǒng)采丿ij水壞熱泵空調(diào)系統(tǒng)，具休的系統(tǒng)原理及構(gòu)成如f：1、采用水環(huán)熱泵機組作為空調(diào)末端，所有的機組串聯(lián)在一個封閉的水環(huán)路上。熱泵空調(diào)機組白帶壓縮機，以環(huán)路屮的水作為低位熱源，根據(jù)房間需求，以制冷或熱泵工況 運行。制冷工況時，機組將房間的余熱排到水環(huán)路中；制熱工況時，機組將水中的 熱量提取到房間。2、冷卻塔通過板式換熱器作為水壞路的輔助冷源。在夏季，人多數(shù)末端機組向水壞屮放熱，環(huán)路水溫會不斷升高，此時需開啟冷卻塔，冷卻水通過換熱器冷卻環(huán)路

9、中的水, 以控制環(huán)路水溫不高于32 °c。本項口共選用3臺方型逆流式冷卻塔，和應釆用4 臺冷卻水泵(3用1備)。夏季系統(tǒng)共選用2臺換熱器，換熱器和水泵均放置在水環(huán) 熱泵系統(tǒng)的主機房內(nèi)。3、熱源通過板式換熱器作為水環(huán)路的輔助熱源。本項冃熱源暫定為燃氣鍋爐，在冬季 大多數(shù)末端機組從水環(huán)中吸熱，環(huán)路水溫會不斷降低，此時需利用熱源通過換熱器 加熱環(huán)路中的水，以控制環(huán)路水溫在冬季不低r 15 to本工程選用2臺燃氣鍋爐， 2臺換熱器。4、在過度季節(jié)及冬季，有些建筑周邊的房間，如客房、辦公等需要供暖，從水環(huán)屮吸熱;而冇些內(nèi)部人員密集、發(fā)熱量大的，或者處于建筑內(nèi)區(qū)的房間，如商場、餐廳等， 仍需要供

10、冷，該區(qū)域的空調(diào)機組向水環(huán)中排熱；這樣，以水環(huán)熱泵系統(tǒng)為中介，熱 量從有余熱的地方被取出來，再轉(zhuǎn)移到需耍供暖的區(qū)域，而此吋輔助熱源或冷卻塔僅需要少量補充其中熱量的差值，甚至完全不必開啟，從而大大降低了運行的能耗。5、環(huán)路水系統(tǒng)為定流量系統(tǒng)。共選川4臺的循環(huán)水泵（3用1備）。循環(huán)水泵位于水環(huán)熱泵系統(tǒng)主機房內(nèi)。6、補水定壓：水環(huán)熱泵水系統(tǒng)為閉式，系統(tǒng)采用閉式定壓罐定壓，定壓點設(shè)在系統(tǒng)循環(huán) 水泵吸入口。補水點接采用市政口來水，整套補水定壓系統(tǒng)設(shè)在水環(huán)空調(diào)系統(tǒng)主機房 內(nèi)。此外，冷卻塔補水直接采用市政口來水，補水點可設(shè)在冷卻塔的屋而。冷卻水系 統(tǒng)循環(huán)管道上設(shè)電了水處理儀殺菌除藻。7、地上公建區(qū)域：地上配

11、套公建區(qū)域，功能為出租或出偉商業(yè)或辦公，在該區(qū)域設(shè)臥 吊安裝的熱泵空調(diào)機組提供空調(diào)及供曖。機組可貼樓板安裝，最大的厚度為540mm, 不占用宗內(nèi)的使用空間。每層根據(jù)功能區(qū)的不同選配新風機組，新風經(jīng)集中處理后 送到各空調(diào)區(qū)域。8、地上公寓部分：設(shè)小型超靜音臥巾安裝的熱泵空調(diào)機組提供空調(diào)及供暖。同時每層選 配兩臺新風機組，新風經(jīng)集屮處理后送到各個區(qū)域，新風機組可放置在每層預留的空 調(diào)機房內(nèi)。9、游泳池：地上一層游泳池區(qū)域，設(shè)水源熱泵空調(diào)機組提供空調(diào)及供暖。同吋設(shè)新風、排風機房，新風經(jīng)集中處理后送到游泳池區(qū)域，排風經(jīng)過熱量回收后排到排風豎井內(nèi)。3水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)特點及優(yōu)勢：1、空調(diào)釆暖具備24小時的

12、配套能力;2、內(nèi)區(qū)熱量外區(qū)利用，減少能源浪費，合理的系統(tǒng)設(shè)計比傳統(tǒng)中央空調(diào)節(jié)省30%運行費用；3、分戶計最，每個使用單元均能達到獨立控制，各功能區(qū)可設(shè)置獨立的電表，實現(xiàn)功能 區(qū)域z間的計量收費；4、獨立控制，按需開關(guān)，節(jié)約運行成本，各區(qū)域和單元之間的空調(diào)靈活使用，相互獨立，互不干擾，并且充分節(jié)省運行費用；5、減少主機房占地面積，省去了大型冷水機組，本項fi機房的占地面積僅為200平 方米；6、兩管制系統(tǒng)，四管制功能，冷暖隨意，充分滿足個性化需求；7、系統(tǒng)預留加濕、除塵等個性化接口，滿足各類用八的不同需求；8、集中監(jiān)控，無人值守，并可實現(xiàn)任選的遠程網(wǎng)絡(luò)管理，系統(tǒng)可以實現(xiàn)手動和口動控制、近旁和遠端

13、控制，系統(tǒng)iij建立基于icp/ip或invensys和lonwork通訊協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng), 可獨立或與bas (樓宇自動化系統(tǒng))實現(xiàn)連接，同時也可在中央控制主機上實現(xiàn)對系統(tǒng)的實 時監(jiān)測和各項功能的操作；9、設(shè)備維護簡便，個別空調(diào)區(qū)域的設(shè)備發(fā)生故障，可就地更換設(shè)備，不影響其他空調(diào)區(qū)域的 使用；10、各功能區(qū)選用臥吊安裝的水壞熱泵空調(diào)設(shè)備，最大型號機組的高度不超過540mn),設(shè)備均 貼樓板安裝，不占川室內(nèi)的空間。11、末端機組的設(shè)計壽命為15年;4結(jié)束語：由以上分析可以可以看出，只要我們合理設(shè)計、規(guī)范安裝、靈活管理，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)就 一定能發(fā)揮出它既有的經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點。當然，我們也應當根據(jù)各個地區(qū)、各個建 筑物的特點，確定是否采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。尤其是北方地區(qū)的、內(nèi)區(qū)而積大、內(nèi)區(qū)的余 熱量也大的建筑物，最適于采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。相反，南方一些地區(qū)的、全年絕大部分 時間需要供冷的建筑物，則不宜采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，因為它并不比風機盤管或其它常規(guī) 空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們的環(huán)境意識越來越強烈。合理選擇應用水環(huán)熱泵空調(diào) 系統(tǒng)，將得到業(yè)界人士越來越多的關(guān)注。參考文獻1 李先瑞，朗四維熱泵的現(xiàn)狀與展望j.暖通空調(diào)新技術(shù)編委會暖通空調(diào)新技術(shù)1c.北 京：建筑工業(yè)出版社,1999, 1-42 馬最良，楊白強，馬光昱.我國