淺談水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

中聯(lián)西北工程設(shè)計(jì)研究院

吳花蓉   成少敏

    在當(dāng)今社會(huì)，節(jié)能減排已經(jīng)成了我們每個(gè)人耳熟能詳?shù)脑掝}，隨著人民生活水平的不斷提高，建筑節(jié)能已經(jīng)成為我們?nèi)�社�?huì)節(jié)能的重中之重，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)作為一種典型的節(jié)能產(chǎn)品,將會(huì)在建筑空調(diào)節(jié)能領(lǐng)域中獲得廣泛的應(yīng)用和發(fā)展,將是合理用能的典范。

    由于水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)具有回收建筑物內(nèi)余熱的特有功能,不像傳統(tǒng)鍋爐那樣會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染;便于分戶計(jì)量和計(jì)費(fèi)，便于安裝和管理等優(yōu)點(diǎn)，該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)被應(yīng)用得越來(lái)越廣泛。

    隨著人們經(jīng)濟(jì)、生活水平的提高，中央空調(diào)系統(tǒng)已經(jīng)被應(yīng)用得越來(lái)越多，對(duì)于大型的中央空調(diào)系統(tǒng),就冷水機(jī)組本體而言,能效比EER較高,一般都在5.0以上,但在實(shí)際工程中,由于機(jī)組選型不合理,設(shè)備之間配套不好,導(dǎo)致整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的效率偏低。系統(tǒng)由于在部分負(fù)荷下運(yùn)行,小溫差、大流量現(xiàn)象嚴(yán)重,導(dǎo)致空調(diào)系統(tǒng)整體能效比EER偏低,一般都在3.0左右。

    水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)80年代從國(guó)外引入我國(guó)，如今在我國(guó)已廣泛的應(yīng)用于辦公樓、賓館、醫(yī)院、商場(chǎng)、寫字樓、娛樂(lè)業(yè)、廠房、住宅等空調(diào)工程中,它主要具有以下特點(diǎn):

    （1）高效節(jié)能

    空調(diào)工程中,它主要具有以下特點(diǎn):水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)能將未被利用的穩(wěn)定能量,如燈光設(shè)備散熱、人員散熱、太陽(yáng)能、通風(fēng)系統(tǒng)能量等回收并加以利用。與風(fēng)冷熱泵機(jī)組相比,水源熱泵機(jī)組具有較高的能效比，耗電較少,而且不存在蒸發(fā)器表面結(jié)霜問(wèn)題,因而不需要耗費(fèi)額外的除霜能耗。除電能外,水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)還可以用石油太陽(yáng)能等作為輔助熱源,這就為系統(tǒng)靈活選擇經(jīng)濟(jì)的能源提供了可能性,當(dāng)建筑物中同時(shí)有供冷供熱需求時(shí),能量在建筑物內(nèi)部轉(zhuǎn)移,運(yùn)行費(fèi)用最少節(jié)能效果明顯。

    （2）無(wú)需特設(shè)機(jī)房,投資較低

    水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)化整為零,投資與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)大致相當(dāng)。但無(wú)需集中制冷機(jī)房、鍋爐房、空調(diào)機(jī)房,減少了設(shè)備間的面積。所需要的風(fēng)管少,降低了樓層高度。無(wú)保溫的水管系統(tǒng)減少了材料費(fèi)。熱泵機(jī)組在工廠預(yù)先組裝,減少了在工地的裝配工作。溫度控制裝置亦組合于熱泵機(jī)組中,無(wú)需另設(shè)控制中心或控制室。由于系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、安裝方便、啟動(dòng)調(diào)整容易、分區(qū)設(shè)計(jì)靈活、故障少,不需配備熟練的運(yùn)行工程師,而且輔助加熱及冷卻裝置僅在必要時(shí)才需啟用等原因,建設(shè)單位可以節(jié)約一次投資及維修運(yùn)行費(fèi)用。

    （3）有利于計(jì)量管理

    水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的用電設(shè)備—水源熱泵機(jī)組分散在系統(tǒng)的末端,具有獨(dú)立的控制裝置,每一用戶均可常年自行控制供冷供熱,不受室外氣象條件影響,多數(shù)用戶都會(huì)感到滿意。而且用戶使用單獨(dú)電表,分別計(jì)費(fèi),不僅有利于解決用戶間電費(fèi)分配的矛盾,而且鼓勵(lì)用戶自覺節(jié)約用電,做到人走機(jī)關(guān),客觀上也起到了節(jié)能的作用。

    （4）設(shè)計(jì)、施工簡(jiǎn)便靈活

    新建大樓施工時(shí)可以先安裝水環(huán)路的主管和支管,水源熱泵機(jī)組則視具體情況分期分批配置,安裝好即可使用,工期短、見效快,還為日后系統(tǒng)的調(diào)整提供便利條件。對(duì)于改建工程,采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)更為方便,可省去用戶新建制冷機(jī)房的麻煩。該系統(tǒng)占用空間小,投資回報(bào)率高,業(yè)主也樂(lè)于接受。

    （5）滿足用戶的各種需要

    用戶可根據(jù)不同季節(jié)或?qū)嶋H需要來(lái)選擇供暖或供冷,這在兩管制風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)中是難以實(shí)現(xiàn)的。而且系統(tǒng)熱效率不會(huì)受室外溫度變化的影響。夜間或周末任何用戶都可以隨意進(jìn)行房間的供暖或供冷調(diào)節(jié)，此時(shí)由于循環(huán)水的蓄熱（冷）量，往往不需要運(yùn)行加熱或冷卻設(shè)備即能維持水溫在設(shè)定范圍內(nèi)，不受大樓中央空調(diào)系統(tǒng)關(guān)閉的限制,或因一兩戶的使用而要啟動(dòng)整個(gè)空調(diào)系統(tǒng),節(jié)省能源，而對(duì)于一些同時(shí)需要供熱和供冷的建筑更是具有不可取代的優(yōu)越性。

    通過(guò)對(duì)水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)實(shí)際工程的設(shè)計(jì),總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn)和節(jié)能方法,可以得出以下結(jié)論:

    （1）水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)適用范圍廣,幾乎涵蓋各種類型的民用建筑,尤其適用于進(jìn)深較大、內(nèi)部發(fā)熱量大，及有廢熱可供利用的建筑類型。

    （2）水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用非常靈活，可以真正做到哪里需要開哪里的空調(diào)設(shè)備，從而解決了傳統(tǒng)中央空調(diào)主機(jī)調(diào)節(jié)性差，一開全開的弊端，對(duì)于一些同時(shí)使用率很低的建筑，如賓館、辦公等建筑將具有很大的節(jié)能效果。

    （3）水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在建筑中占用有效建筑面積相比傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)要少很多,可以為建設(shè)方節(jié)約大量寶貴的建筑面積。特別對(duì)于一些改擴(kuò)建工程，可以很好的解決找機(jī)房困難的弊端。

    （4）盡管單個(gè)小型水源熱泵機(jī)組的制冷效率低于大型冷水機(jī)組,但綜合考慮空調(diào)系統(tǒng)其它輔助設(shè)備的用電量后,水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)無(wú)論從空調(diào)電力安裝容量還是運(yùn)行費(fèi)用上均優(yōu)于常規(guī)中央空調(diào)系統(tǒng)。

    （5）目前社會(huì)上對(duì)高層商用住宅的大量需求,使得傳統(tǒng)二管制中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中對(duì)內(nèi)外區(qū)冷熱的不同需求在處理上不好解決。而水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)對(duì)這種類型的建筑具有優(yōu)勢(shì)。

    水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)北方寒冷地區(qū)，由于受氣候影響，冬季制熱時(shí)，如果沒有足夠穩(wěn)定廢熱或者余熱可供利用的情況下，最好配以鍋爐等輔助加熱設(shè)施，從而保證空調(diào)使用效果。由于我國(guó)北方地區(qū)灰塵比較多，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，若為開式系統(tǒng)，需要做好水質(zhì)處理，以保證空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命。

    綜上所述,水環(huán)熱泵系統(tǒng)具有節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)良性能,是一種越來(lái)越被業(yè)主、設(shè)計(jì)者及用戶看好的空調(diào)系統(tǒng)。在國(guó)外已有成熟的經(jīng)驗(yàn)可供參考借鑒,可以預(yù)見水環(huán)熱泵系統(tǒng)在我國(guó)有極為廣闊的發(fā)展前景,讓我們暖通空調(diào)工作者一起加強(qiáng)研究開發(fā)工作,充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),更多的應(yīng)用到我們的實(shí)際工程中，為我們社會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)：

1.馬最良  水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)應(yīng)注意的問(wèn)題  空調(diào)制冷論文  2004.08

2.李向東  水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝

3.王金柱 水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用分析 制冷與空調(diào) 2004.01

4.李欣   水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)   制冷空調(diào)   2004.06

(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)