新型水环热泵系统的应用

所谓的水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式。即用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起，构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。20世纪80年代初，我国一些外商投资的建筑中采用了水环热泵空调系统，由于这些工程显出：水环热泵空调系统回收建筑物内余热的特有功能；不像传统采暖系统那样会对环境产生严重的当局染；省掉或减少常规空调系统的冷热源设备和机房，便于分户计量和计费，便于安装、管理等优点。但是，由于一些工程盲目安装使用，导致出现了一些运行管理上的诸多问题，再加上国家对环保的考虑，对地下水的使用做了限制，使多数人对水环热泵系统产生了一些误解，认为这是一个不好的空调系统。那么，现在这种状况下水环热泵系统就真的无用武之地了吗？　　1 新型水环热泵系统介绍　　新型水环热泵的出现使我们对水环热泵系统有了一个新的认识。这里所谓的“新型”是指这种水环热泵空调系统区别于以往的水环热泵系统，主要区别为：1.系统里面不用天然水源做冷热源，取而代之的是冷却塔和热水锅炉；2.热泵机组由原来的“一体式”变为“分体”式，即压缩机与盘管分离的形式，即解决了噪音，又使安装使用更加灵活；3.由于采用了高效的压缩机，热泵机组的能效比大大提高，平均在4.2以上，已经接近中央空调；4.热泵机组的冷凝盘管由原来的板式改为双层管式，解决了长时间使用堵塞的问题。　　新型水环热泵摒弃了以往水源热泵的噪音大、使用受限制的弊端，而发扬了水源热泵便于分户计量和计费，便于安装、管理等优点，使此种空调系统又焕发了新的生机和活力。　　2 水环热泵在本工程的应用　　本工程使用功能为办公综合楼，内设办公室、餐厅、展览厅、银行等，由南楼和北楼组成，南楼为六层，北楼为九层，两栋楼由通廊连接。本工程建筑面积约30700m2，空调面积约24050m2。由于甲方也是使用方，因此甲方根据使用要求对空调系统设计提出以下要求：1.北楼3－9层可能将来出租或出售，空调系统要求与其它部分分开；2.空调系统运行和计费要方便，保证各单位的独立使用。　　根据甲方要求我设计了两个方案供甲方选择，1.商用风冷分体机；2.水环热泵系统。*后由于方案1对建筑外立面影响较大，而且制冷效率较低，所以*后选择了水环热泵系统。本工程设置两个空调系统，1.南楼及北楼一、二层为一个系统，空调面积约为10120m2，设计选择三台方形横流冷却塔，设于北楼屋面，相应采用四台冷却水泵（三用一备）；2.北楼三层至九层为一个系统，空调面积为13930m2，设计选择四台方形横流冷却塔，设于北楼屋面，相应采用五台冷却水泵(四用一备）。根据使用功能，末端分别设计为全空气低速空调系统（水冷柜机）及风机盘管或卡式双出风型（水冷分离式热泵机组）加新风系统（带独立冷源的吊挂式新风机）；还有一小部分24小时使用的地方设计选用风冷分体空调机。　　本方案可以说完全满足了甲方的使用要求，计费方面只有冷却塔和冷却水泵属于公共分摊的部分，而这部分用电在空调用电里面是很小的一部分，其它大部分用电都在末端用户，空调计费全部纳入用户使用的电费里面，所以充分实现了用多少收多少。当过渡季或有人晚间加夜班时，末端机组开机比较少，这时冷却塔可以只开一台，节约运行费用。北楼出租部分可按租户需要改变末端形式，或预留冷却水接口，而设备由租户自行安装，这还可以降低甲方的初投资，避免出租率低时的经济损失。　　3 水环热泵在其它类型建筑中的应用分析　　由于目前很多中央空调系统都逐渐出现了计费的纠纷问题，空调计费成了物业管理的一大难题，解决已有中央空调系统和新设计中央空调系统的计费问题是设计人员目前应考虑的一个首要问题。从本工程我发现水环热泵空调系统对于目前这种出租用办公系统是十分的适用，它不仅解决了计费和运行管理的问题，而且又不用设独立的空调计费系统和中央空调机房，减少了中央空调系统的造价。那么这种空调系统是否适用于其它类型的空调系统呢？结论是肯定的，比如宾馆型建筑，即使不存在中央空调计费的问题，但当房间空置率较高时，可以关闭房间的空调机，而只开使用的部分，从而可以大大节约空调电费。　　4 结论　　对于一栋多个单位使用的建筑物来说，水环热泵是一种很好的空调解决方案，它不仅计费简单方便，而且运行管理灵活，在冬季需采暖地区还可以利用天然热源，如地热、工厂余热来供热。这种空调系统既减少了甲方的初投资，又减少了使用者的空调使用费用，从而减少了空调的能耗，对解决日趋紧张的夏季空调用电很有帮助。