水環熱泵空調系統在建筑領域的應用與發展前景

張勇 李修東 姜波

摘 要：社會不斷地向前發展，人們的生活水平不斷提高，原有的生活設施已經不能滿足現代人對生活質量的要求，比如當前的建筑領域，人們紛紛采用了空調，而水環熱泵空調系統在我國的應用取得了很大成就。由于水環熱泵空調系統比較環保、節能的特點，正好順應了二十一世紀人類對環保倍加重視的意識，所以環熱泵空調系統將具有很好的發展前景。

關鍵詞：水環熱泵 空調系統 建筑應用發展

中圖分類號： TH3 文獻標識碼： A

隨著全球化經濟的日新月異，我國的國民經濟也奔同了現代化建設，在當代國家領導人的帶領，整個國民經濟取得的成就破為豐厚，在建設領域內的發展現狀較為突出。近年來，水環熱泵空調系統在我國建設行業的應用已經有了明顯的成績，這些空調節能技術所起的作用舉足輕，其意義影響深遠。由于水環熱泵空調系統擁有許多優點，可以有效地回收建筑物內的余熱，沒有污染，又能簡化設備，方便對分戶進行計量、計費，而且容易安裝和管理。因此，采用水環熱泵空調系統技術可以有效解決暖通空調系統的能源問題，還可以解決目前存在的環境問題，本文將進一步探討水環熱泵空調系統在建筑領域的應用與發展前景，充分挖掘其最大應用潛力。

一、水環熱泵空調系統工作原理

1.1工作原理

關于水環熱泵空調系統的工作原則，具體可以表現為：空氣熱泵機組制熱時，加熱源為水循環環路中的水；組制冷時，則水就是排熱熱源。在相同系統中，某些熱泵機組制熱，從循環水中吸收熱量；某些熱泵機組制冷，向循環水排放熱量，當彼此吸熱量和制放熱量基本相等時，此時的系統才能高效運行。

1.2系統特點

關于水環熱泵空調系統的特點，具體可以表現為：節省占地面積，合理控制成本；相比昂貴的四管制，又能節省管道系統的初投資；靈活性較強， 可同時滿足不同用戶要求，分戶計量、分期安裝、節省投資、節約空間，又能大大降低運營管理費；回收建筑內的余熱，節能又環保；設計方案簡單，有利于縮短工程。

二、水環熱泵空調系統應用分析

2.1應用于寫字樓及公寓建筑

關于水環熱泵空調系統，通常可以應用于寫字樓及公寓建設方面。關于這種應用環境，我國普遍采用的是傳統中央空調，費用較大，在其面積上，基本上存在公攤費用現象，如果上下班時間不同，或者是其他客觀因素的影響，會直接導致空調主機的開機時間不同，倘若少數房間使用時，則花費較大，這樣給管理工作帶來了很大麻煩。因此，現代化建設的新技術不斷涌入市場，水環熱泵空調系統應用漸漸廣泛，在寫字樓及公寓建筑中，每個租戶都可以自行安裝電表，即使發生故障，其他租戶將不會受其影響等；而且這種建設中應用水環熱泵空調系統，沒有制冷機房，可以大大節省建筑面積。此外，在寫字樓及公寓建筑中進行安裝時，建設施工單位一定要先安裝水系統，直到房子出租或出售后，再派人去安裝主機，這樣可以分別計費，還可以節省一次投資。

2.2應用于商業建筑

關于水環熱泵空調系統，通常可以應用于商業建筑方面。由于現代商業建筑都向高層發展，其體量不斷增大，還存在一些功能比較混雜的戶型，具體表現為：面 積有大有小，甚至存在許多應用現象，像應用于小的出租戶，應用于夜間營業，以及白天營業等等。毫無疑問，不同功能房間，它們對冷熱負荷的要求也不盡相，甚至存在很大的溫度差異。如果采用傳統中 央空調系統，無法平衡冷、暖，而且其費用公攤也會給管理帶來麻煩，甚至激化矛盾。所以，當采用水環熱泵空調系統時，可以從根本上優化設計，有效地解決商業建筑存在的現有問題。

2.3應用于賓館酒店建筑

關于水環熱泵空調系統，通常可以應用于賓館酒店建筑方面。具體應用于此類建筑時，可以給旅客帶許多方便，比如旅客可以自行控制機組，避免全部開機，又能減少初投資運行和維修費用；而且在夏秋季節，客人對室內環境要求不同，即有時要冷，有時要暖，通常只有高級酒店才解決此類問題，而現在有了水環熱泵空調系統，情況可以發生較大改變，人們可以隨意在房間里進行供暖或者供冷。所以，水環熱泵空調系統應用于賓館酒店建設方面，能夠完全滿足客人供暖或供冷的不同需求。

2.4應用于醫院建筑

關于水環熱泵空調系統，通常還廣泛應用于醫院建設方面。基于水環熱泵空調系統的相關優點“溫度可以自行調節，房間溫度能滿足所有人群需要”，所以這種優勢特別適合在醫院建筑進行應用。在醫院，由于病人類型很多，不同的病人對環境溫度的依賴性極強，有的要求高，有的要求低，有的要求不高也不低等等，甚至頻繁更換，而水環熱泵空調系統正好可以滿足不同病房需求。此外，因為各空調機的設置是單獨存在的，不會引發交叉感染現象，即這種類型空調機 組非常適用于醫院等醫療系統。

三、水環熱泵空調系統發展前景

3.1 解決建筑余熱的不足

為了解決建筑余熱不足問題，只有建筑物區內存在大量余熱，或者其周邊區需要供熱時， 水環熱泵空調系統轉移所需熱量到周邊，才能回收建筑物余熱，從而節約能源。如果區域面積小，余熱量也小，就要增設鍋爐來補充熱量，然而，使用鍋爐補充的方法極不合理，在寫字樓公寓、以及商業建筑中，租房或出售比較分散，為了方便管理，所有的開發商都希望將空調使用費放在末端，減少主體運行費用和初投資費用，避免分攤矛盾，只有選擇水環熱泵空調，才是最佳的系統模式。

3.2 實現供冷中的經濟性

關于水環熱泵空調系統在我國建筑行業領域內的應用情況，其供冷中的經濟性對于節能效果至關重要，而此問題可以在空調系統設計中采用混合系統形式進行解決。 混合系統對于固定的冷負荷場所冷水機組，進行全年供冷，特別是在冷負荷和熱負荷同時要求的周邊區域，設置水源熱泵系統可以在夏季供冷、冬季供暖。在冬季運行時，作為周邊區的小型水/空氣熱泵的一種低溫供暖源，水熱泵空調系統有條件回收建筑物內的余熱，還能節省周邊區供暖的高位能，從而實現水環熱泵空調系統供冷中的經濟性能。

3.3 確保管路水力平衡

由于水環熱泵機組對流量恒定的要求非常嚴格，然而，為保證各機組流量符合要求，可以加大系統流量，但是會消耗更多，所以這種方法極不可取。其實，在設計水環熱泵空調系統時，必須認真思考環路間的水力平衡，如果條件允許且經濟合理時，可以采用同程系統，要求各分支環路不能過大，在環路間進行平衡計算。例如：可以根據設備廠家的性能參數方面進行考慮，觀察設備冷量小的阻力小，冷量大的阻力大，在同一管路相近位置時，設較大設備，其流量與要求的設備流量正好相反，這會增加大機組水流量不足的幾率。所以，設計水環熱泵系統時，最好在同一管路選用同一機組型號，盡量設置電磁閥，遇到機組壓縮機停機現象時，需要切斷水流。此外，在施工時，一定要嚴格按照施工工藝，合理布置綜合管線，減少管路彎頭，從而確保管路水力平衡。

結束語：

綜上所述，作為一種節能和環保型技術應用產品，水環熱泵空調系統能夠對管理進行集中控制，可以大大提高系統運行的穩定性、可靠性和節能性，并在實踐應用中不斷發展。也就是說，隨著該技術的成熟，水環熱泵空調系統將克服其自身缺陷，在我國建設領域內不斷得到發展與普及應用，特別是在當今能源緊缺、污染日趨嚴重的環境背景下，水環熱泵空調系統值得推廣，而且其應用和發展前景會越來越繁榮。

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作者簡介：張勇（1983 -），男，本科，主要從事中央空調及制冷壓縮機設計開發工作，工作單位：荏原機械（中國）有限公司煙臺分公司，郵編：265500，