一、系统组成
水环热泵主要由以下几部分组成:水循环环路、室内小型空气一水热泵机组、辅助冷热源(冷却塔、锅炉、蓄热装置等)。制热工况下热泵机组从水循环环路中吸取热量,制冷状况下热泵机组将热量排向水循环环路。当整个建筑的制冷和制热量不相当,即整个建筑在某一时段内冷热负荷无法相互抵消、水环路内温度高于(或低于)设定值时,辅助冷热源设备开启。
二、系统特点
水环热泵水空调系统与传统集中空调系统相比具有以下特点:(1)高效、节能;(2)设计、施工方便,节约投资;(3)运行稳定可靠、控制简便;(4)便于分户计量收费;(5)使用灵活,可分批投资。
三、设计总结
1、适用场合
水环热泵水空调系统并非在任何情况下使用都有节能效果。对于某一特定的建筑,应根据建筑功能、冷热负荷特性等综合因素考虑。从地理位置看,适用于不太寒冷的地区,一般来讲严寒地区建筑的内区偏少;夏热冬暖地区机组的COP值偏低,亦不宜适用。从建筑规模看,适用于大型、有明显内外区的建筑,最好是 冬季工况下冷热负荷相当的场所。如图1所示,工况1时,与常规空调集中冷源相比不够经济;运行工况5用能就更不合理,先由辅助热源的高位能加热循环水,变为低位热源,再由热泵消耗电能将循环水的低位热源提升到高位热源,向室内供暖。只有长期在工况2~3工作时,才能显出其用能的优越性。
2、冷热源设备的选择
确定水环热泵水空调系统的循环水量时一般会考虑同时使用系数,国外某知名设备厂家给出的同时使用系数在0.8~0.9范围内,系统的循环水量之和乘以同时使用系数即可得到实际所需的系统总循环水量,并作为循环水泵、冷却塔性能参数的确定依据。冷却水系统应尽量采用闭式冷却塔,虽然,闭式冷却塔初投资较高,但省去了二次水系统的冷却水泵,重要的是 提高了热交换率。水环主机可直接使用从冷却塔来的冷却水,较低的运行温度使得其有较高的COP值;另一方面,还节省了冷却水泵与冷却塔的运行费用。辅助热源选择方面,有相关文章指出可根据总热负荷的10%~30%选择辅助加热设备。
冬季工况下辅助加热设备的选择应根据建筑物的地点、实用功能、内区大小及人员密度等情况确定,如建筑物内区面积较大且地处长江中下游区域时,辅助加热设备可适当减小,否则不宜过小。
3、管路水力平衡问题
水环热泵系统设计时,在同一管路中尽量采用同一机组型号,同时尽量设置电磁阀,当机组压缩机停机时切断水流。施工时应严格施工,综合管线应布置合理,减少管路弯头。
4、安装及噪声处理
水环热泵安装于建筑物内,运行噪声高的缺点直接影响到该系统的推广应用。通过工程实践,设计和施工中应做到以下几点。
(1)机组冷量最好不超过2个冷吨,机组下方应衬以吸声板,最好出厂时压缩机配有吸声罩。机组最好布置在吊顶内、过道或人员较少的区域,避免暴露在人员区。
(2)机组与送风口间的风管应尽可能采用吸声效果好的风道材料。对风量较大的室内机避免采用下回风方式而应采用后回风方式减少回风口处的噪声。
(3)机组的吊杆采用橡胶减振垫与机组连接,并采用减振吊架,同时需确保机组保持一定的水平度,防止压缩机因倾斜而加剧振动。安装间距应尽可能大,以防噪声叠加。风管和水管与机组的连接均应采用柔性连接以避免由于机组的振动而引起风管和水管的共振。
水环热泵水空调系统技术已相对成熟,但工程应用偏少。实际设计中辅助冷热源选型偏大,造成资源浪费。目前的工作重点面对各地区气候差异、不同类型建筑、不同物业管理模式,是 否选用具有显著特点的水环热泵中央空调系统,需进行严谨全面的评估和分析,寻找出最佳的工程应用切入点,使该系统的优越性发挥到最大。
任丘市喜来乐水空调厂(http://www.xllskt.com)是 从事于节能环保产品研发的专业水温空调厂家,目前主要产品有家用水空调、柜式水空调、大型水空调、冷暖水空调、等制冷制热产品,对水空调制冷制热系统的开发、设计、安装及售后服务,均有着成熟的经验和优秀的服务标准。
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