PHNIX水源熱泵在重慶西部奧特萊斯購物廣場(chǎng)的應(yīng)用

1、PHNIX水源熱泵在重慶西部奧特萊斯購物廣場(chǎng)的應(yīng)用 一、前言近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，制冷空調(diào)設(shè)備的應(yīng)用日益廣泛，其能耗在工業(yè)能耗中已占據(jù)了相當(dāng)大的比例，引起了能源緊張，使電網(wǎng)晝夜負(fù)荷差加大。水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)能將熱量從有余熱的地方轉(zhuǎn)移到需要熱量的地方，實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)部熱量的熱回收，減少電能消耗，從而得到了廣泛的應(yīng)用。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)一般由室內(nèi)水源熱泵機(jī)組、水循環(huán)環(huán)路、輔助設(shè)備（冷卻塔、加熱設(shè)備等）部分組成。根據(jù)用冷場(chǎng)所的需要，室內(nèi)水源熱泵機(jī)組可按供熱工況運(yùn)行，也可按制冷工況運(yùn)行。當(dāng)大型建筑物有內(nèi)外分區(qū)，且內(nèi)區(qū)有全年性熱負(fù)荷時(shí)，選用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是節(jié)能的。水源熱

2、泵空調(diào)系統(tǒng)能回收建筑物內(nèi)余熱，具有較高的能效比，便于分戶計(jì)量和計(jì)費(fèi)，便于安裝、管理，不但可用于多層公寓住宅，還可用于大型高層商業(yè)建筑，有著廣闊的應(yīng)用前景。水源熱泵機(jī)組供熱運(yùn)行時(shí)，以循環(huán)水為加熱源，水側(cè)熱交換器作為蒸發(fā)器用，風(fēng)側(cè)熱交換器作為冷凝器用；機(jī)組供冷運(yùn)行時(shí)，二者作用剛好相反，水側(cè)熱交換器作為冷凝器用，風(fēng)側(cè)熱交換器作為蒸發(fā)器用。當(dāng)水源熱泵空調(diào)機(jī)組制冷的放熱量與其它熱泵機(jī)組制熱的吸熱量相等時(shí)，系統(tǒng)既不吸熱也不放熱，在設(shè)計(jì)中系統(tǒng)水溫保持在1335間時(shí)，無需開動(dòng)加熱設(shè)備或冷卻設(shè)備。當(dāng)系統(tǒng)吸熱量大于放熱量時(shí)水溫降低，水溫低于13時(shí)加熱設(shè)備運(yùn)行，反之系統(tǒng)水溫升高，高于35時(shí)冷卻設(shè)備運(yùn)行。一、工程概述

3、：重慶西部奧特萊斯購物廣場(chǎng)位于重慶市北部新區(qū)經(jīng)開園，是一站式高檔購物、休閑、娛樂中心，共三幢樓，總建筑面積75,000平方米。商場(chǎng)建筑由主樓和輔樓連體結(jié)構(gòu)組成。商場(chǎng)擁有各種國際品牌的專賣區(qū)，以及能同時(shí)接納250人的多功能會(huì)議廳和多個(gè)不同規(guī)格的商務(wù)會(huì)議室。商場(chǎng)內(nèi)還設(shè)有風(fēng)格各異的中、西餐廳、咖啡吧、商務(wù)中心、健身房、水療中心會(huì)所、娛樂室、商場(chǎng)等各種服務(wù)項(xiàng)目和大型地下停車庫，建筑功能多樣。經(jīng)過國內(nèi)外多家著名空調(diào)企業(yè)的激烈競(jìng)爭(zhēng)及業(yè)主投資方的嚴(yán)格評(píng)選，憑借著芬尼克茲（PHNIX）水源熱泵中央空調(diào)獨(dú)特的技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，甲方最終確立本項(xiàng)目中央空調(diào)工程采用芬尼克茲（PHNIX）水源熱泵中央空調(diào)。本方案根據(jù)

4、本工程項(xiàng)目特點(diǎn)設(shè)計(jì)水源熱泵系統(tǒng)，其特點(diǎn)如下：1、便于計(jì)量和收費(fèi)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的能耗主要是水源熱泵機(jī)組，各用戶能夠安裝獨(dú)立的電表分戶計(jì)費(fèi)，便于物業(yè)管理和系統(tǒng)能源的管理。各個(gè)獨(dú)立機(jī)組，各個(gè)獨(dú)立區(qū)域的空調(diào)均可單獨(dú)的計(jì)量與收費(fèi)。這對(duì)于用戶合理使用空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的能耗，公平、公正、公開地?cái)偱煽照{(diào)運(yùn)行管理是很有利的。2、 運(yùn)行安全可靠水源熱泵機(jī)組的空調(diào)系統(tǒng)是可以基本保證全年按用戶的需要開啟空調(diào)系統(tǒng)，特別是春秋空調(diào)過渡季節(jié)均能運(yùn)行，也就相當(dāng)于四管制空調(diào)系統(tǒng)。一般，水源熱泵供、回水的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)。夏季水體作為空調(diào)的冷源，冬季作為空調(diào)的熱源，水體溫度較恒定的特性

5、，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。3、 高效節(jié)能水源熱泵機(jī)組可利用的環(huán)境水體溫度冬季為1222，水體溫度比環(huán)境空氣溫度高，所以熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高。而夏季水體為1835，水體溫度比環(huán)境溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，機(jī)組效率提高。而且PHNIX水源熱泵機(jī)組采用獨(dú)創(chuàng)的高效換熱器，內(nèi)外螺紋不但增大換熱面積，提高了換熱效率高，且具有不容易結(jié)垢、有自清潔能力等優(yōu)點(diǎn)，克服了一般板式換熱器容易堵、易漏、不易清洗等缺點(diǎn)。4、靈活應(yīng)用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)區(qū)域分區(qū)設(shè)計(jì)靈活，各分區(qū)可以在同一系統(tǒng)中按不同要求獨(dú)立選擇供冷或供熱的運(yùn)行方

6、式。在有的建筑物空間區(qū)域內(nèi)，特別在過渡季節(jié)，部分區(qū)域需要供冷，部分區(qū)域需要供熱，水源熱泵可以同時(shí)供冷和供熱，可以實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)冷熱量的轉(zhuǎn)移和平衡，減少了系統(tǒng)用能源。5、節(jié)約投資水源熱泵系統(tǒng)不需設(shè)冷凍機(jī)房，不設(shè)大的通風(fēng)管道，不設(shè)大的鍋爐房和沒有冷凍水系統(tǒng)，管道因是冷卻水系統(tǒng)，不需保溫，故安裝和投資費(fèi)用大大減少。6、 環(huán)境效益顯著水源熱泵使用的是電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗的是一次能源，其所產(chǎn)生的污染物和二氧化碳等氣體會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境產(chǎn)生影響。所以節(jié)能實(shí)際上也是減少了污染。三、設(shè)計(jì)概述考慮到為了節(jié)省空調(diào)系統(tǒng)的安裝成本，針對(duì)主樓及輔樓各樓層的空調(diào)使用面積區(qū)域較大，本方案在水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上

7、采用了分區(qū)，以避免每層因單一水系統(tǒng)造成總水管管徑過大，安裝成本增高的缺點(diǎn)。設(shè)計(jì)時(shí)，水環(huán)路盡可能地采用同程式系統(tǒng)，這樣初投資費(fèi)用雖然有所增加，但有利于保持環(huán)路的阻力平衡，這樣空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果更加良好。而且各個(gè)樓層各個(gè)區(qū)域的水系統(tǒng)調(diào)節(jié)更方便，水流量更容易分配。根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)：主樓負(fù)一層至三層各層分成四個(gè)水系統(tǒng)，輔樓負(fù)一層至三層各層分成兩個(gè)水系統(tǒng)。綜合同程設(shè)計(jì)與異程設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合各樓層空調(diào)的布置走向，本方案水系統(tǒng)設(shè)計(jì)本著以“同程為主，異程為輔”的原則。充分發(fā)揮同程設(shè)計(jì)與異程設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合工程實(shí)際情況，避免同程與異程的缺點(diǎn)，體現(xiàn)了水系統(tǒng)的更合理、更節(jié)省成本、更容易調(diào)節(jié)的特點(diǎn)。由于目前很多中央空調(diào)系統(tǒng)

8、都逐漸出現(xiàn)突出的問題有：1、計(jì)費(fèi)的糾紛問題，空調(diào)計(jì)費(fèi)成了物業(yè)管理的一大難題，而水源熱泵系統(tǒng)不僅解決了獨(dú)立計(jì)費(fèi)和運(yùn)行管理的問題，而且又不用設(shè)獨(dú)立的空調(diào)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和中央空調(diào)機(jī)房，減少了中央空調(diào)系統(tǒng)的造價(jià)；2、中央空調(diào)水系統(tǒng)經(jīng)過幾年運(yùn)行后，因水管路結(jié)垢導(dǎo)致機(jī)組換熱能力降低。正是由于PHNIX水源熱泵機(jī)組采用獨(dú)創(chuàng)的高效換熱器，內(nèi)外螺紋不但增大換熱面積，提高了換熱效率，且具有不容易結(jié)垢、有自清潔能力等優(yōu)點(diǎn)，克服了一般板式換熱器容易堵、易漏、易結(jié)垢、不易清洗等缺點(diǎn)，而且系統(tǒng)可以獨(dú)立計(jì)費(fèi)，解決了一般中央空調(diào)系統(tǒng)在這兩方面存在的弊端。1.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1）參考資料采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ19-87建筑設(shè)

9、計(jì)防火規(guī)范 GBJ16-87建筑給水排水及采暖工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50242-2002通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 GB50243-2002高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范 GB50045-95簡(jiǎn)明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè) 業(yè)主提供的圖紙及資料2）設(shè)計(jì)參數(shù)l 室外空氣設(shè)計(jì)參數(shù)夏季：大氣壓力：937Kpa 室外空氣調(diào)節(jié)計(jì)算干球溫度：36.5 室外空氣調(diào)節(jié)計(jì)算濕球溫度：27.3冬季：大氣壓力：937Kpa室外空氣調(diào)節(jié)計(jì)算干球溫度：4室外計(jì)算相對(duì)濕度：821.2 負(fù)荷計(jì)算l 冷負(fù)荷預(yù)配置指標(biāo)商場(chǎng)商鋪：280W/m2(商場(chǎng)首層250300 W/m2，其它樓層250 W/m2在考慮通道面積分?jǐn)?，因此統(tǒng)一為280W/

10、m2 )；餐廳：300350W/m2；娛樂會(huì)所：260W/m2； 攝影、辦公：180200W/m2；公共區(qū)域（通道、電梯前室、衛(wèi)生間等）：180240W/m2l 熱負(fù)荷預(yù)配置指標(biāo)由于本項(xiàng)目在重慶地區(qū)，故只需考慮冷負(fù)荷滿足則其熱負(fù)荷也能滿足。系統(tǒng)分區(qū)夏季冬季溫度相對(duì)濕度溫度相對(duì)濕度商場(chǎng)商鋪2426506022244555娛樂會(huì)所2426506020224555餐廳2628506020224555攝影、辦公2628506020224555公共區(qū)域26284065 17201.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1) 工程特點(diǎn)本項(xiàng)目是集商場(chǎng)、購物中心與餐飲酒店、會(huì)所及高檔的寫字樓、創(chuàng)意樓為一體的；由于各個(gè)分區(qū)的功能、運(yùn)營(yíng)時(shí)

11、間都不一樣，需要室內(nèi)保持的溫度就不一樣，能實(shí)現(xiàn)同時(shí)供冷和供熱，滿足廣大客人的需要；所以各個(gè)分區(qū)的空調(diào)系統(tǒng)是分開的，獨(dú)立進(jìn)行控制，隨時(shí)可以啟停，可以根據(jù)該區(qū)域用戶的需求自行調(diào)節(jié)溫度。輔助設(shè)備都放置在屋頂上，減少了設(shè)備用房面積，使建筑面積發(fā)揮更好的經(jīng)濟(jì)效益；因水環(huán)路為冷卻水系統(tǒng)，故避免了管道結(jié)露，防止了滴水損壞建筑裝修；本方案可以說完全滿足了投資方的使用要求，計(jì)費(fèi)方面只有冷卻塔和冷卻水泵是公共分?jǐn)偛糠?，而這部分用電在空調(diào)用電中只是很小的一部分，其它大部分用電都在末端用戶，空調(diào)計(jì)費(fèi)全部納入用戶使用的電費(fèi)里面，所以充分實(shí)現(xiàn)了用多少收多少。當(dāng)過度季節(jié)或少部分區(qū)域使用時(shí)，末端機(jī)組開機(jī)比較少，這時(shí)冷卻塔可以

12、只開一臺(tái)，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。2) 空調(diào)水系統(tǒng)考慮到水系統(tǒng)的平衡，水平及立管均采用同程形式。為了保證各個(gè)區(qū)域的水流量，在局部需要增加平衡閥（一般設(shè)在每層回水管進(jìn)回水立管處）?？紤]到初期投資及使用后的運(yùn)行成本，水系統(tǒng)主要采用開式循環(huán)系統(tǒng)。 3) 輔助設(shè)備的位置1、所有的輔助設(shè)備冷卻塔、蓄水箱、水泵、電子除垢儀、輔助加熱鍋爐等需置于屋頂。4) 新風(fēng)處理1、針對(duì)主樓負(fù)一層處于地下，空氣不流通，故采用新風(fēng)全熱換熱器提供新風(fēng)，新風(fēng)全熱換熱器可以最大限度的利用空調(diào)區(qū)域的排風(fēng)費(fèi)熱加熱新風(fēng)，達(dá)到節(jié)能的目的，同時(shí)可以有效的減小整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷，從而減小整個(gè)系統(tǒng)的冷卻水管道，節(jié)約安裝成本。2、針對(duì)其他商場(chǎng)部分的新風(fēng)

13、，建議采用空氣自由流通的方式，因?yàn)樵谏虉?chǎng)營(yíng)業(yè)時(shí)最外圍的窗戶是開啟的，利用空調(diào)房間的壓差及空調(diào)室內(nèi)機(jī)組的回風(fēng)箱解決新風(fēng)問題，達(dá)到節(jié)約整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的投入的目的。5) 分戶計(jì)費(fèi)由于本工程商場(chǎng)部分用于出租，為了便于管理，需要分戶計(jì)費(fèi)，故本工程的商場(chǎng)部分都要集中控制分戶計(jì)算費(fèi)用。四、投資及運(yùn)行費(fèi)用分析本文對(duì)該工程項(xiàng)目的空調(diào)系統(tǒng)的初投資及能耗分析分兩種方案進(jìn)行比較，即水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、集中式制冷空調(diào)系統(tǒng)。其中水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的冷卻塔采用開式冷卻塔，集中式制冷采用開式冷卻塔和螺桿式冷水機(jī)組。1、初投資分析方式水源熱泵+燃?xì)忮仩t水冷螺桿機(jī)組+燃?xì)忮仩t 制冷主機(jī)（萬元）500340鍋爐（萬元）1830循環(huán)水泵（

14、萬元）1018冷卻水塔（萬元） 3030室內(nèi)末端（萬元）0155其它（萬元） 280310總投資（萬元） 838883由上表可以得到，水源熱泵+燃?xì)忮仩t其初投資比水冷螺桿機(jī)組+燃?xì)忮仩t更經(jīng)濟(jì)。2、運(yùn)行費(fèi)用分析項(xiàng)目水環(huán)熱泵系統(tǒng)（KW）螺桿制冷系統(tǒng)（KW）水冷螺桿機(jī)組總功率（KW）1770水環(huán)熱泵系統(tǒng)總功率（KW）1889冷卻水泵總功率（KW）150150冷凍水泵總功率（KW）150冷卻塔總功率（KW）6060總耗電功率（KW）20992130空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中，大部分時(shí)間在部分負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)。重慶地區(qū)夏季供冷通常為510 月，共180天，假定一天空調(diào)運(yùn)行的時(shí)間為9:0021:00 共12 小時(shí)，一年中空

15、調(diào)運(yùn)行的時(shí)間總共為2160小時(shí)。根據(jù)季節(jié)的變化和每天環(huán)境溫度的變化情況，認(rèn)為地區(qū)夏季空調(diào)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為10%，冷量80%部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為20%，冷量60%部分負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為50%，冷量40%部分負(fù)荷及以下運(yùn)行時(shí)間為20%。&B;Px k9FLKB7i$HR+z(b&N,p項(xiàng)目水源熱泵系統(tǒng)水冷螺桿系統(tǒng)滿負(fù)荷（KWh）2520255680%負(fù)荷（KWh）4032409060%負(fù)荷（KWh）7560756840%負(fù)荷（KWh）20162045天用電總量（KWh）1612816259月用電總量（KWh）4838404877706個(gè)月用電總量（KWh）29030402926620電價(jià)（元/KWh）0.66個(gè)月總用電費(fèi)（萬元）174176從上表分析看出，雖然夏季制冷時(shí)這兩個(gè)方案系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用相差無幾，但冬季采暖時(shí)，水源熱泵系統(tǒng)在循環(huán)水系統(tǒng)水溫低于13以下時(shí)才需要啟動(dòng)輔助加熱設(shè)備，而水冷螺桿機(jī)組系