水環熱泵空調系統的應用

摘要：進入二十一世紀以來，隨著節能環保意識的加強和科學技術的飛速發展，水環熱泵空調系統作為一種具有節能和環保意義的空調系統，在我國得到了廣泛應用。本文將在闡述水環熱泵空調系統的基礎上，分析了水環熱泵空調系統的實際應用。

關鍵詞：水環熱泵 余熱回收 節能 工程實例

水環熱泵空調機組是一種高效節能、冷量兩用的中央空調產品。其基本工作原理是：在水/空氣熱泵機組制熱時，以水循環環路中的水為加熱源；機組制冷時，則以水為排熱源。當水環熱泵空調系統制熱運行的吸熱量小于制熱運行的放熱量時，循環環路中的水溫度升高，到一定程度時利用冷卻塔放出熱量；反之循環環路中的水溫度降低，到一定程度時通過輔助加熱設備吸收熱量。只有當水/空氣熱泵機組制熱運行的吸熱量和制冷運行的放熱量基本相等時，循環環路中的水才能維持在一定溫度范圍內，此時系統高效運行。

制冷模式下流程：全封閉壓縮機→四通換向閥→制冷劑-水套管式換熱器→毛細管→制冷熱交換器→四通換向閥→全封閉壓縮機。

制熱模式下流程：全封閉壓縮機→四通換向閥→供熱熱交換器→毛細管→制冷劑-水套管式換熱器→四通換向閥→全封閉壓縮機。

水環熱泵空調系統可廣泛應用于公寓、超市、賓館、辦公樓、商業大廈、廠房等民用、商用場所。

隨著我國國民經濟的高速發展，大力推廣包括水環熱泵空調系統在內的各種空調節能技術具有積極和深遠的意義。20世紀80年代開始，我國一些外商投資的建筑中相繼采用了水環熱泵空調系統。由于這些工程具有下列特點：回收建筑物內余熱的特有功能；不像傳統采暖系統會對環境產生嚴重的污染；省掉或減少常規空調系統的冷熱源設備和機房，便于分戶計量和計費，便于安裝、管理等優點。因此，采用水環熱泵空調系統技術是解決暖通空調系統能源與環境問題的有效措施之一。進入21世紀后，水環熱泵空調系統在我國得到廣泛的發展。不僅在上海、北京、天津、廣州、深圳等大城市中一些工程采用它，而且如佛山、紹興、惠州、泉州等中、小城市也開始采用水環熱泵空調系統。

下面介紹一個水環熱泵空調系統的典型應用。該項目位于廣州市珠江新城D1-1地塊，本建筑為一棟商用寫字樓，地下部分為三層，地上部分為二個塔樓，每個塔樓均為二十五層，總建筑面積約為135306平方米，建筑高度為99.7米，為一類高層建筑。地下部分作為車庫及設備用房，地上部分為商業及辦公。

每棟塔樓各設置一套獨立的水系統，兩套系統完全相同，圖示為A塔水系統圖。系統包括冷卻水塔、冷卻水泵、24小時冷卻水泵、熱水鍋爐、熱水循環泵。總冷卻水循環水量為2400m3/h，24小時冷卻水量為70m3/h，鍋爐供熱量為920KW。系統冷卻塔設置于天面層，冷卻水泵及24小時冷卻水泵設置于地下一層水泵房，鍋爐及熱水泵設置于地下一層鍋爐房。系統立管采取同程式，水平管使用異程，且每條回水管上安裝動態平衡法。為了節能，冷卻水泵及冷卻塔都采取變頻控制。

夏季運行時，空調機組為制冷工況，熱量由室內通過水環路、冷卻塔排到室外，水環路的溫度保持在32℃-34℃。冬季運行時，大部分空調機組為供熱，機組從水環路中吸收熱量，制冷機組及24小時制冷機組通過水環釋放熱量，當水環熱量不夠時，啟動熱水鍋爐，以維持水環水路溫度在10℃-35℃之間。過度季節，當機組有40%的供冷和60%的供熱時，水環系統接近平衡，水溫保持在13℃-32℃之間，此時系統既不需要外加熱量，也無需排放熱量，系統最為節能。

空調系統采取集中控制，電腦監控。

1.本空調系統利用計算機系統及開放式監控網絡提供計算機網絡管理，中文窗口及圖控軟件之功能進而提供人性化之管理。

2.現場監控設備：水冷分離式風機盤管，水冷整體式新風機組系統等水源熱泵空調設備以及空調水泵，冷卻塔等空調設備全部集中到中央監控電腦管理監控。

3.水環熱泵的控制：

（1）水冷分離式風機盤管自帶線控器或遙控器，并與電動聯控式二通閥聯動，控制室內溫度。電梯間采用遙控器，普通房間采用線控器。

（2）當聯控式電動二通閥開啟時，冷卻水流動，水流開關觸點閉合，壓縮機開啟，水源熱泵正常運行。當聯控式電動二通閥關閉時，無冷卻水流動，水流開關觸點無法閉合，熱泵壓縮機不能開啟使用，但風機仍可以開啟，保證房間的通風換氣。

（3）要求在每層設一至幾個主控器，每臺水源熱泵末端設一個副控器控制聯控電動二通閥，主控器控制聯控電動二通閥要優先于水源熱泵的線控器，主控器只控制聯控電動二通閥開關，不對其他參數進行控制。

（4）各區域主控制器接至管理室中央監控；除規定開啟空調時間外，主控制器控制電動二通閥處于關閉狀態，當有業主向物業公司申請加班時，物業才打開業主所在區域水源熱泵的電動二通閥，并根據申請的加班時間加收管理費。

4.空調水泵，冷卻塔等空調設備的監控

（1）中央監控電腦管理監控空調水泵，冷卻塔等空調設備的開啟，狀態等參數，并根據連鎖控制順序控制設備的啟停順序。

（2）根據事先排定的工作節假日作息時間表，定時啟停機組，自動統計水泵，冷卻塔等空調設備累計工作時間，調整并保證所有同種設備的運行時間相同，并提示定時維修。

（3）根據空調負荷的情況自動調節啟閉設備的臺數；當有設備故障時，自動切換啟動備用設備。

結束語：

水環熱泵空調系統作為一種具有節能和環保意義的空調系統，通過集中控制管理，能極大程度的提高系統運行的穩定性、可靠性和節能性，隨著系統的廣泛應用及不斷普及，該技術越來越成熟，在我國將有更加廣闊的應用前景。

參考方獻：

1.宋應乾，龍惟定，吳玉濤.水環熱泵應用于大型商業裙房的模擬與分析[J].暖通空調，2010，(10).

2.王志勇，劉暢榮.水環熱泵空調系統在某辦公建筑中的應用[J].節能技術，2010，(02).

3.劉波，蘇培.淺談水環熱泵空調系統[J].山西建筑，2008，(07).

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