空调水源热泵系统的建造与运行研究.pdf

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1、2012年7月建赫目装瞒工艺与设备空调水源热泵系统的建造与运行研究寇小峰(重庆建工第二建设有限公司)摘要：空调水源热泵系统是近年来刚刚兴起的用一种建筑节能技术，与常规的空调冷水机组相比，水源热泵系统在结构模式设计上有较大突破，可以实现冷热模式双运行，既能制冷，又能制热。同时，空调水源热泵系统还具备有经济环保、安全稳定、使用灵活等优势，已经得到了广泛的认可。本文从水源热泵系统在实际运行中存在的问题出发，对该系统的具体设计与建造进行研究。关键词：空调水源热泵系统；优势；工作原理；运行问题；设计与建造1空调水源热泵系统的基本构成和运行原理空调的水源热泵系统一般由以

2、下两个部分组成：水源系统以及机组系统，对于特殊的冷热水机系统还额外拥有末端的散热系统。其中水源系统又由以下凡个部分共同组成：水处理设备、取水管道、水源等。水源热泵是由压缩机驱动工质循环运动，反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中气化吸收热量，在冷凝器中液化放热，使热量不断得到交换传递，并通过环向阀切换使机组实现制热或者制冷功能。其在本质上是与水冷机襁同的，只是运行工况不同，能实现蒸发器和冷凝器功能的转换，以冷凝器放出的热量来供热。以水作为热源和供热介质的水源热泵，其性能系数高于空气源热泵，系统运行性能稳定。在水源热泵的运行过程中，很多因素都对系统的正常运行有着

3、较大的影响，其中尤以水温、水量以及供水的稳定性对系统的影响较大。在水源热泵的实际应用中要注意保证控制以上因素的稳定，保证系统的正常稳定运作。水源热泵制冷制热原理图如图1和图2所示：一印木¨l冲却木避图1水源热泵制冷原理图图2水源热泵制热原理图2空调水源热泵系统的建造流程2．1确定空调水源热泵系统的应用条件空调水源热泵系统的首要工作就是确认建筑是否满足水源热泵空调的应用条件，如不适合缺强行勉强建造并投入运行，必然造成系统设计不合理且能耗较大大的问题。空调水源热泵系统的应用条件主要从以下方面进行判断：(1)应采用空调动态负荷计算程序计算各空调房间夏季设计目的最高

4、小时冷负荷和冬季设计目的最高小时热负荷，而且还要计算出各空调房间全部逐时冷、热负荷值。(2)注意新风与排风之问的余热(余冷)的利用，并使置于各空调房间的水源热泉机组的进风参数达到产品样本中的要求值(一般规定，夏季<29℃，冬季>15；℃)。(3)如建筑中，有配电间、大型热设备，会有大量的热产生，应加以回收并去加热水环中的循环水。(4)应尽量利用江河湖泊等天然的水源，在石化、化工、钢铁、发电等大型企业中，都有大量的低位热能(热水、蒸气、循环冷却水回水等等)产生，也应尽量加以利用，但是必须注意这些热源的水质改善。2．2水环的设计水是水源热泵提供热量和谗除热量的媒

5、介，水环系统由冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。水环水温控制范围一般为15～35℃。在此温度范围内，毋须开冷却塔或辅助加热器，而水温上下之差越小，则水源热泵的运行越稳定，其制冷能力和供热能力也均可提高。水环设计应注意下列问题：(1)水环一般有开式间接和闭式两种。都是采用双管泵机械循环制式。所谓闭式，既采用闭式冷却塔，水不与外界接触，可保证水质。(2)为了缩小辅助热源的容量，充分利用夜间廉价的电力，也为了克服内外区的水源热泵之间热量转移的不平衡性，保证水温的稳定，还可采用蓄热装置。(3)对于水环的循环泵，一般多台并联。若取为三台，两台可选为

6、定流量泵，～台可选为变流量泵。对于水环的调节，一般夏季可用量调节来提高各水源热泵的制冷能力；冬季则应从质调节(提高水温)来增大制热能力。(4)为保证每一台水源热泵机组都得到所需的水流量，其水系统必须设计成同程；每一个分支管路上最好加上平衡阀。2．3水源热泵的选择注意不能简单地套用样本，必须进行验算。国内、外生产厂家很多，但性能和质量相差很远，必须认真选择。选用时注意：(1)选用能效高的产品，应在价格合理的前提下选用能效比大的产品。(2)应按实际室温与水环进水温度来选用枧组。(3)都要按最大的制冷负荷或最大的制热负荷来选用机组。(4)及时修正机组的夏季性能数据

7、(制冷量、EER、耗电量)。(5)必须考察机外余压能否克服送、回风管的阻力，最好选取余压型的机组。(6)核查每台水源热泵机组与水环的供、回水管相连时，其水压差是否能为机组提供所需的水流量，否则要修改配管。2．4辅助热源的选用必须强调的是．水源热泵空调系统中．其热负荷主要由一部分制冷方式运行的机组回收冷凝热来抵销，或者应采用其他的余热、废热来解决。辅助热源只是“辅助”，只提供约10～30％的热负荷的热量来弥补系统的热不平衡，也才有经济性可言。辅助热源主要用电加热器。2．5新风系统的设置由于水环熟泵空调系统中的所有机组都是循环加热或冷却室内空气的，因而整个建筑必

8、须另行设置新风排风系统。目前对于大型高层民用建筑设计