高層辦公建筑中水源熱泵變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)運(yùn)用.doc

1、高層辦公建筑中水源熱泵變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)運(yùn)用 摘要：變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)，因具有節(jié)能和適應(yīng)靈活多樣的使用要求、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而受到用戶、房地產(chǎn)開發(fā)商和設(shè)計(jì)人員的歡迎。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由于具有性能系數(shù)高、節(jié)能效果好、利用可再生能源、環(huán)保效果好等優(yōu)點(diǎn)，在工程中應(yīng)用較為廣泛。本文結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)闡述了高層辦公建筑中水源熱泵變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)運(yùn)用要點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：水源熱泵；變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)；節(jié)能；空調(diào)水；空調(diào)風(fēng) 一、水源熱泵與變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)概述 （一）水源熱泵的工作原理 水源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源中吸收的太陽能和地?zé)崮芏纬傻牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，

2、實(shí)現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移的一種技術(shù)。 水源熱泵機(jī)組工作的大致原理是，夏季將建筑物中的熱量轉(zhuǎn)移到水源中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，而冬季，則從水源中提取熱量。 其具體工作原理如下：在制冷模式時(shí)，高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機(jī)出來進(jìn)入冷凝器，制冷劑向冷卻水（地下水）中放出熱量，形成高溫高壓液體，并使冷卻水水溫升高。制冷劑再經(jīng)過膨脹閥膨脹成低溫低壓液體，進(jìn)入蒸發(fā)器吸收冷凍水（建筑制冷用水）中的熱量，蒸發(fā)成低壓蒸汽，并使冷凍水水溫降低。低壓制冷劑蒸汽又進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓氣體，如此循環(huán)在蒸發(fā)器中獲得冷凍水。 在制熱模式時(shí)，高溫高壓的制冷劑氣體從壓縮機(jī)出來進(jìn)入冷凝器，制冷劑向供熱水（建

3、筑供暖用水）中放出熱量而冷卻成高壓液體，并使供熱水水溫升高。制冷劑再經(jīng)過膨脹閥膨脹成低溫低壓液體，進(jìn)入蒸發(fā)器吸收低溫?zé)嵩此ǖ叵滤┲械臒崃?，蒸發(fā)成低壓蒸汽，并使低溫?zé)嵩此疁亟档?。低壓制冷劑蒸汽又進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮成高溫高壓氣體，如此循環(huán)在冷凝器中獲得供熱水。 （二）變制冷劑流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)工作原理 1、概述 多聯(lián)機(jī)控制方式是一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的分散式控制系統(tǒng)。室內(nèi)機(jī)、室外機(jī)均有自動(dòng)控制系統(tǒng)，內(nèi)外機(jī)之間通過制冷循環(huán)參數(shù)的變化進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。變頻多聯(lián)系統(tǒng)中央空調(diào)是在電力空調(diào)系統(tǒng)中，通過控制壓縮機(jī)的制冷劑循環(huán)量和進(jìn)入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量，適時(shí)地滿足室內(nèi)冷熱負(fù)荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。變頻多聯(lián)系

4、統(tǒng)是屬于氟里昂直接蒸發(fā)的中央空調(diào)系統(tǒng)，它是由一臺(tái)室外機(jī)帶若干個(gè)室內(nèi)機(jī)組成的。變冷媒流量多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)其主要工作原理是：室內(nèi)溫度傳感器根據(jù)實(shí)際的室內(nèi)空調(diào)負(fù)荷控制室內(nèi)機(jī)冷媒管道上的電子膨脹閥，通過冷媒壓力的 變化對(duì)室外機(jī)的壓縮機(jī)進(jìn)行控制，改變系統(tǒng)的冷媒 流量，使空調(diào)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)，滿足室內(nèi)負(fù)荷變化的要求，以達(dá)到節(jié)能的目的。 2、優(yōu)點(diǎn) 多聯(lián)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有： 1、設(shè)計(jì)自由度高，變頻多聯(lián)系統(tǒng)空調(diào)室內(nèi)機(jī)有多種款式、規(guī)格。 2、不需機(jī)房變頻多聯(lián)系統(tǒng)的室外機(jī)屬于風(fēng)冷熱泵型，室外機(jī)可放在屋頂或陽臺(tái)上，可大大節(jié)省機(jī)房占地和建房投資。 3、節(jié)約吊頂空間變頻多聯(lián)系統(tǒng)是氟里昂直接在管道內(nèi)蒸發(fā)，冷媒管很細(xì)且安裝時(shí)沒有坡度要求，

5、如采用帶一個(gè)冷凝水泵的變頻多聯(lián)室內(nèi)機(jī)，冷凝水可強(qiáng)制提高500-1000mm，則整個(gè)吊頂高度可比冷水盤管系統(tǒng)節(jié)約200-300mm。 4、安裝極為方便變頻多聯(lián)中央空調(diào)系統(tǒng)安裝極為方便?？煞謽恰⒎謱?、分區(qū)、分段進(jìn)行安裝，分層或分區(qū)交付使用。 5、安裝工期短，運(yùn)行可靠、維修方便、勿需專人管理變頻多聯(lián)系統(tǒng)設(shè)備質(zhì)量可靠，運(yùn)行起來幾乎不需維修，亦勿需專人值班管理。 二、工程應(yīng)用分析 （一）工程項(xiàng)目概況 某項(xiàng)目由二層地下室，東西兩側(cè)四層裙房及一幢37 層的辦公樓組組成，建筑高度為162.70 米，該項(xiàng)目用地面積15881.16 ?，建筑占地面積4607.69 ?，地下總建筑面積為24224.92 ?，地上總

6、建筑面積75518.35 ?。中央空調(diào)設(shè)計(jì)室內(nèi)總冷負(fù)荷為600kw，熱負(fù)荷為300kw，主機(jī)冷負(fù)荷選用450kw，熱負(fù)荷為225kw。該項(xiàng)目具有如下特點(diǎn)： 1、該地區(qū)全年冷熱負(fù)荷較為均勻，全年制冷、供暖時(shí)間均約為四個(gè)月，春秋過渡季節(jié)約為四個(gè)月，有利于地下散熱均衡。 2、全年辦公樓空調(diào)負(fù)荷變化大，但每天空調(diào)負(fù)荷變化小。在考慮總冷熱負(fù)荷均衡的同時(shí)，還應(yīng)考慮每天地下散熱效率。 3、該建筑具有較好的地理位置，可為水源熱泵提供有大量的打孔面積。 （二）系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1、空調(diào)冷熱源 根據(jù)大樓的功能、使用性質(zhì)并經(jīng)過與業(yè)主溝通后，采用冷水機(jī)組+真空熱水鍋爐及水源熱泵多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)（閉式冷卻塔及真空鍋爐為其冷熱源）2

7、種冷熱源的形式，具體如下： （1）裙房部分 裙房部分（包括西側(cè)裙房、東側(cè)裙房及主塔樓14 層），由于其使用時(shí)間統(tǒng)一、功能類似，故此部分采用冷水機(jī)組+真空鍋爐的冷熱源方式?？照{(diào)冷源擬采用2 臺(tái)螺桿式水冷冷水機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組制冷量約為1400kW，機(jī)組供回水水溫為6/12，機(jī)組設(shè)置于地下車庫內(nèi)的冷凍機(jī)房?jī)?nèi)；冷水機(jī)組的冷卻系統(tǒng)采用2 臺(tái)橫流式開式冷卻塔，冷卻水供回水溫度32/37，冷卻塔設(shè)置于裙房屋頂；空調(diào)熱源采用2 臺(tái)燃?xì)庑驼婵諢崴仩t，單臺(tái)鍋爐供熱量2.56MW，鍋爐供回水溫度65/50，鍋爐設(shè)置于地下車庫內(nèi)的鍋爐房?jī)?nèi)，此熱源同時(shí)為主塔樓部分的熱源。另選擇2 臺(tái)燃?xì)庑驼婵諢崴仩t，單臺(tái)鍋爐供熱量0

8、.45MW 作為生活熱水的熱源，鍋爐供回水溫度80/65。 （2）主樓部分 主樓功能主要為辦公區(qū)，根據(jù)今年來的項(xiàng)目情況和辦公時(shí)間的實(shí)際復(fù)雜情況，大多數(shù)辦公樓的加班情況很突出，業(yè)主要求各房間空調(diào)能獨(dú)立運(yùn)行（即使只有有一兩個(gè)房間需要，空調(diào)也能獨(dú)立運(yùn)行）。故此部分采用水源熱泵多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)。在冷熱源的選取上，根據(jù)項(xiàng)目的具體情況：裙房已選用了真空熱水鍋爐為熱源，故此部分的熱源也以真空熱水鍋爐為最佳選擇。如此可以和裙房部分合用鍋爐房，只需適當(dāng)增大每臺(tái)鍋爐的容量即可（無需增加鍋爐臺(tái)數(shù)），即節(jié)省了熱源的機(jī)房面積，又能在低負(fù)荷時(shí)間段合理運(yùn)行熱源的臺(tái)數(shù)，提高鍋爐的負(fù)載率。冷源為常規(guī)的閉式冷卻塔，由于為超高層建筑，系

9、統(tǒng)豎向分為519 和2137 層2 個(gè)系統(tǒng)，每套系統(tǒng)采用2 臺(tái)閉式冷卻塔和2 臺(tái)板式熱交換器及相應(yīng)的循環(huán)水泵。519 層的水環(huán)系統(tǒng)，冷卻塔和板式熱交換器設(shè)置在5 層屋頂和5 層熱交換器室；2137 層的水環(huán)系統(tǒng)，板式熱交換器設(shè)置在20 層，冷卻塔設(shè)置于36 層屋面。室內(nèi)側(cè)的冷熱源為水源熱泵多聯(lián)機(jī)主機(jī)，位于每層的設(shè)備用房?jī)?nèi)。 2、空調(diào)水系統(tǒng) 裙房部分為兩管制空調(diào)水系統(tǒng)，冷凍水和熱水均為一次泵定流量系統(tǒng)；水平分區(qū)為東側(cè)裙房、西側(cè)裙房和塔樓裙房三個(gè)分區(qū)。 每個(gè)系統(tǒng)可以單獨(dú)計(jì)量、單獨(dú)出租、單獨(dú)使用。在過渡季節(jié)由于朝向的不同，每個(gè)系統(tǒng)。 可以單獨(dú)制冷或者制熱，同一個(gè)平面可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)有供熱及供冷的可能。整

10、個(gè)水系統(tǒng)則根據(jù)整棟大樓負(fù)荷側(cè)的實(shí)際需求提供冷源或者熱源。在過渡季節(jié)，有同時(shí)供冷供熱的情況下，能夠冷熱相抵、節(jié)約能耗。 由于該建筑無明顯的內(nèi)區(qū)，各多聯(lián)系統(tǒng)內(nèi)部不會(huì)有同時(shí)供冷供熱的需求，考慮到投資成本的控制，所以在冷媒側(cè)未采用熱回收型的系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部只能同時(shí)供冷或者供熱。 每個(gè)系統(tǒng)的主機(jī)位于本層，冷媒管管長(zhǎng)均控制在50 米范圍內(nèi)，減少能耗。 3、空調(diào)風(fēng)系統(tǒng) （1）裙房 小房間采用“風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)”的形式，新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)機(jī)組處理后送至各個(gè)功能區(qū)域；新風(fēng)量超過3000m3/h的系統(tǒng)，采用排風(fēng)全熱回收心新風(fēng)機(jī)組； 大空間采用組合式空調(diào)箱的全空氣空調(diào)形式，新風(fēng)與回風(fēng)混合后經(jīng)空調(diào)箱處理送至房間。新風(fēng)量超過4

11、000m3/h 的系統(tǒng)，采用排風(fēng)熱回收機(jī)組。 （2）主樓 房間內(nèi)采用多聯(lián)機(jī)室內(nèi)機(jī)，考慮到配合日后裝飾要求，采用風(fēng)管式室內(nèi)機(jī)。 新排風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)為帶排風(fēng)熱回收的新風(fēng)機(jī)組，新風(fēng)機(jī)組集中位于10 層、20 層的專用空調(diào)機(jī)房?jī)?nèi)及36 層室外，集中處理后送至各層。每層設(shè)置電動(dòng)定風(fēng)量閥，根據(jù)定風(fēng)量閥的啟閉數(shù)量，控制新風(fēng)機(jī)的開啟數(shù)量。利用了避難層的機(jī)房，省去了每層設(shè)置空調(diào)機(jī)房，提高了建筑使用率和經(jīng)濟(jì)性。 針對(duì)該項(xiàng)目，我們進(jìn)行了運(yùn)行能耗估算，水源熱泵多聯(lián)機(jī)比空氣源熱泵多聯(lián)機(jī)每年節(jié)能約10%。 結(jié)語 綜上，隨著多聯(lián)式空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用不斷增加，多聯(lián)機(jī)在大型項(xiàng)目的應(yīng)用也已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，并且已經(jīng)開始侵占冷水機(jī)組市場(chǎng)的領(lǐng)地，其節(jié)能降耗效益顯著，在未