暖通工程論文代寫-關(guān)于水環(huán)熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在某工程中的應(yīng)用

1、暖通工程論文代寫關(guān)于水環(huán)熱泵中央空調(diào) 系統(tǒng)在某工程中的應(yīng)用 水環(huán)熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在某工程中的應(yīng)用提要根據(jù)上海某工程的設(shè)計實踐，闡述水環(huán)熱泵中央空調(diào)系統(tǒng) 使用靈活,可同時供熱、供冷,能最大限度地滿足用戶需要，回收低位 熱能，節(jié)約能源等優(yōu)點;介紹和討論水源熱泵機組選型、水系統(tǒng)組成和 控制、風系統(tǒng)和新風系統(tǒng)的設(shè)計;根據(jù)上海地區(qū)氣象條件具體討論水 源熱泵冬夏進水溫度的確定及輔助熱源的配置;并建議采取機組減 振、風系統(tǒng)消聲等措施，以確保運行時的低噪聲效果。關(guān)鍵詞水源熱泵，閉式循環(huán)水系統(tǒng)，輔助熱源application of the water-loop heat pump ac systemin a c

2、omplex buildingabstract cites the benefits brought by using the water loop heatpump (wlhp) air conditioning system, explains equipment sizing,configuration and control, design procedure of the air and watersystems, and details the selection of entering water temperature ofthe water source heat pump

3、unit and allocation of the auxiliary heatinginstallation appropriate to the local climate in shanghai area. givessome advices of shock absorbing and noise eliminating for ensuring lownoise level in the operation.keywords water-source heat pump, closed circle water system,auxiliary heat source水環(huán)熱泵中央空

4、調(diào)系c(water-loopheat pump)是以雙管封閉式循 環(huán)水系統(tǒng)將建筑物內(nèi)各臺水源熱泵機組有效地聯(lián)接起來，循環(huán)水溫在 15.6-35°c之間的系統(tǒng)。各個用戶可以根據(jù)各自的需要控制機組制冷 或制熱，一年內(nèi)有相當時間系統(tǒng)中的一部分機組處于制冷工況而另一 部分機組處于供熱工況，這時在系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移和平衡,既不需 要啟動冷卻塔也不需要投入輔助熱源。此時標準水源熱泵機組在滿 負荷條件下制冷能效比eer為337(ww),制熱性能系數(shù)cop為 37(ww),比非水源熱泵效率高。由于循環(huán)水管內(nèi)水溫適中，管道無需 保溫，更不會在夏季出現(xiàn)管道表面產(chǎn)生令人頭痛的凝結(jié)水問題,給施工 和運行帶

5、來極大的方便，同時減少管道占用的空間，冷源化整為零，減 少機房面積。止是基于上述優(yōu)點，水環(huán)熱泵系統(tǒng)自60年代美國開始 提出至今，經(jīng)過30年不斷改進和發(fā)展，技術(shù)比較成熟。自80年代以來, 西方各國以減稅鼓勵應(yīng)用此系統(tǒng),90年代初國內(nèi)開始起步，關(guān)于系統(tǒng) 的原理和經(jīng)濟比較已有一些文章作了介紹，通過對這種系統(tǒng)運行能耗 的靜態(tài)分析，看岀水環(huán)熱泵系統(tǒng)應(yīng)用在上海、北京等城市有顯著的節(jié) 能效果，尤其在長江一帶應(yīng)用節(jié)能效果更佳。本文根據(jù)筆者設(shè)計的工 程實例介紹和討論設(shè)計過程中對一些問題的處理。1工程概況該工程地處上海,總建筑面積為197 755m2,分i、ii、iii段?！?段中有a、b兩座公寓式寫字樓，建筑面

6、積為39 194 m2,各28層，高 99.9 m,6層為設(shè)備層,727層為公寓式的寫字間，每層有6套;超高層 辦公樓在iii段，共50層，高181m,3幢塔樓通過裙房連為一體，裙房 地下兩層為商場、展廳、娛樂、設(shè)備用房等,局部三層為地下汽車 庫。由于消防通道的需要，裙房分為左右兩部分，左邊部分為i段的地 上26層及ii段靠近i段部分的14層,主要為大廳、消防控制中 心、商場、辦公、銀行營業(yè)大廳、多功能廳、會議室、餐廳等，建筑 面積為18 752 m2。i段整體和ii段部分裙房總面積為57 946 m2,總 冷負荷為7 763 kw,總熱負荷為2 910 kw。2水環(huán)熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)方案的確定

7、該工程空調(diào)系統(tǒng)分為兩大部分:iii段辦公樓、iii段和ii段部分 裙房為一個系統(tǒng),由常規(guī)冷水機組和末端裝置組成;i段a、b兩座 公寓式寫字樓和1段及ii段部分裙房采用水環(huán)熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)。 選用此方案有以下幾點理由： 使用靈活、最大限度滿足用戶需要i段a、b兩座是公寓式寫 字樓，不同于普通寫字樓，它集辦公、居住、生活等功能于一體，使用 空調(diào)的時間比普通寫字樓長。常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)不能為少數(shù)用戶啟動冷 水機組，若要滿足少數(shù)用戶的需要啟動空調(diào)時，最低能量消耗也要達到 總?cè)萘康?5%,會造成大量能量的浪費，采用水環(huán)熱泵系統(tǒng)可以使用戶 在下班后或節(jié)假日均可亨用空調(diào)，而消耗能量較少。水環(huán)熱泵系統(tǒng)的 用戶有獨立

8、的控制裝置，可根據(jù)自己的需要選擇制冷或制熱工況，用兩 管制實現(xiàn)了四管制的功能。因此水環(huán)熱泵系統(tǒng)從運行時間和運行工 況上為用戶提供了充分的選擇自由。 便于計量水環(huán)熱泵空調(diào)耗電通過各戶的電表計量，避免了用戶 之間分攤空調(diào)用電的矛盾，取消了大鍋飯,用戶對空調(diào)的享用程度直接 與電費掛鉤，可以鼓勵用戶做到人走機停、節(jié)約能源。 可以回收低位熱能節(jié)約運行費用i段和ii段部分裙房的水源熱 泵機組與a、b兩座商住寫字樓的機組并聯(lián)在一個閉式環(huán)路系統(tǒng) 中。裙房內(nèi)有大量穩(wěn)定的燈光和人體散熱，此部分熱量按空調(diào)面積計 算為69201 w/m2,在冬季內(nèi)區(qū)有時需要按制冷工況運行。這樣，一方 面水源熱泵機組將內(nèi)區(qū)的熱量排向循

9、環(huán)水中，另一方面公寓式寫字樓 和裙房周邊區(qū)的水源熱泵機組從系統(tǒng)循環(huán)水中吸收熱量，這時循環(huán)水 管路既是“熱匯”又是“熱源”,實現(xiàn)了熱量 的轉(zhuǎn)移。根據(jù)計算，裙房內(nèi)可以轉(zhuǎn)移的熱量不少于1 100 kw,超過裙房 的供暖負荷。在秋末冬初和冬末春初，如果供熱區(qū)吸收的熱量等于供 冷區(qū)放出的熱量,就不需要啟動輔助熱源和冷卻裝置，這樣的系統(tǒng)可以 最充分地體現(xiàn)水環(huán)熱泵節(jié)約能源的優(yōu)點，將ii段的部分裙房劃歸水環(huán) 熱泵系統(tǒng)正是出于這樣的考慮。 可分期分批投資，業(yè)主樂于接受水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)只需先安裝 循環(huán)水管路系統(tǒng)的主管和支管，而水源熱泵

10、機組則可分期分批分層投 資和安裝，機組安裝好便可投入運行，業(yè)主可將安裝的樓層盡早投入使 用。3設(shè)計中的幾個問題3.1機組選型3.1.1按建筑物不同使用功能、不同朝向,內(nèi)區(qū)和周邊區(qū)分別選 擇機組公寓式寫字樓725層每層有6套公寓,26、27層每層2套，每套均有陽臺。為減 少機組噪聲對室內(nèi)的影響,選用壓縮機和室內(nèi)盤管分開的臥式分體式 水源熱泵機組he系列共236臺，將壓縮機、冷凝器機組吊在陽臺上 部，室內(nèi)機放在室內(nèi)吊頂內(nèi),這樣既節(jié)省面積又減小室內(nèi)噪聲。商場及 大廳選擇大型落地式機組(803-480,803-300)共24臺，設(shè)在專用機房內(nèi), 其它選用臥式機組hs系列共42臺垃式vs系列6臺。3.1

11、.2由進水溫度確定選擇機組以夏季冷負荷為依據(jù)，機組進水溫度越低，產(chǎn)冷量越高，制冷能效比 eer越高，但機組的進水溫度并不能隨意確定，受循環(huán)水冷卻裝置的制 約。由于采用開式冷卻塔加板式換熱器的循環(huán)水系統(tǒng)，故機組的進水 溫度定為34°c,進出水溫差為5°co機組選型不宜過大或過小,最好是 修正后的機組制冷量比設(shè)計冷負荷略小，誤差率在10%以內(nèi)為好，這樣 可降低噪聲、延長使用壽命，更好地控制濕度。供熱時，水源熱泵機組 進水溫度定為15.6°co冬季供熱工況運行時，機組的進水溫度在不低 于15.6°c的條件下可以任選,進水溫度越高，機組的制熱量越高，但耗 電量也

12、越大。所有熱泵機組在進水溫度為32.2°c或34°c時的制冷量 數(shù)值均低于進水溫度為15.6°c時的制熱量數(shù)值,而上海地區(qū)夏季冷負 荷比冬季熱負荷大,因此根據(jù)夏季冷負荷選擇的機組在156°c時的制 熱量足以滿足冬季供暖的需耍。3.1.3特殊選型商場人員多，產(chǎn)濕量大，月新風比也大，由新回風混合狀態(tài)點處理到 送風狀態(tài)點的焰差大，標準型水源熱泵機組達不到要求，因此與生產(chǎn)廠 方協(xié)商加大換熱器的排數(shù)來滿足設(shè)計需要。3.2循環(huán)水系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)是水源熱泵機組正常運行的保證，循環(huán)水系統(tǒng)的理想 進水溫度為15.635°c。當水溫在15.635°c時,表

13、明在建筑物內(nèi)部完 成熱量轉(zhuǎn)移，既不需要加熱也不需要冷卻;當水溫低于15.6°c吋，需要 啟動輔助熱源，向系統(tǒng)補充熱量;當水溫高于35°c時，需要啟動冷卻塔 將多余的熱量排放到室外。3.2.1冷卻系統(tǒng)循環(huán)水直接流經(jīng)熱泵機組的熱交換器，對水質(zhì)要求較高,因此宜采用閉 式冷卻塔。但閉式冷卻塔重量為開式冷卻塔的4倍,價格是后者的 23倍。本設(shè)計考慮建筑結(jié)構(gòu)的需要和價格上的因素采用開式冷卻 塔4臺，每臺水流量500 m3/h,放置在裙房屋頂上，通過4臺水— 水板式換熱器將冷卻水和循環(huán)水隔開。這樣,循環(huán)水仍為閉式系統(tǒng)，以 保證循環(huán)水的水質(zhì)。每臺換熱器面積為112m2。

14、一般標準型冷卻塔 的出水溫度與當?shù)乜諝鉂袂驕囟鹊谋平葹?°c,當?shù)貪袂驕囟葹?28.2°c,因此冷卻水供回水溫度為32.2/37.2°c,循環(huán)水供回水溫度為 34/39°co當循環(huán)水溫度高于32°c時通過水溫控制器依次先啟動2臺 冷卻水泵和2臺冷卻塔風機，水溫高于35°c時再啟動另外2臺冷卻水 泵和2臺冷卻塔風機。為了殺菌、防藻及防止大氣中塵埃等雜物堵 塞，在冷卻水循環(huán)泵前設(shè)過濾器和電子水處理器,以便延長換熱器和管 道使用壽命。3.2.2輔助熱源冬季水源熱泵機組大部分時間處于制熱狀態(tài)，當循環(huán)水溫度低于 156°c時輔助熱源

15、投入運行。本工程中輔助熱源由燃油鍋爐房提供 9570 °c熱水,經(jīng)水—水板式換熱器間接加熱，冬夏季通過閥門 切換。輔助熱源容量的確定，取決于建筑物的使用情況。有關(guān)資料提 岀輔助熱源容量為供暖負荷的2313或30%,國內(nèi)還沒有工程實踐的 統(tǒng)計資料，這里提出一些看法供討論。任何時候壓縮機的放熱量總是 等于吸收熱和壓縮熱的總和。水源熱泵在制熱工況下的吸收熱是輸 出熱的80%左右,冬季吸收熱由輔助熱源提供，如果扣除室內(nèi)的燈光和 人體熱，輔助熱源容量可以小于供暖負荷的80%,具體數(shù)據(jù)要根據(jù)本工 程使用功能分析確定： 裙房部分夜間無人居住，沒有燈光和人體熱可回收，而夜間也可

16、以不供暖(尤其在上海地區(qū))，白天投入使用后的回收熱比供暖負荷大, 因此裙房部分輔助熱源的容量取值班供暖負荷的80%o機組在房間 使用前1 h投入運行，例如辦公室7 : 00投入，商場8 ： 00或9 ： 00投 入，餐廳9 ： 30或10 : 00投入； 公寓部分夜間雖有人居住，但可回收的燈光和人體熱較白天少 得多,且設(shè)計必須留有一定的余地，輔助熱源的容量按供暖負荷的80% 計算，這樣確定的輔助熱源容量大約是供暖負荷的70%,是否合適有待 投入運行后進一步總結(jié)。3.2.3水管路系統(tǒng)水環(huán)熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)中的水流量為各水源熱泵機組水流量之總 和。一般機組循環(huán)水的負荷以夏季為最大，以夏季條件確定水流

17、量定 能滿足冬季使用要求。本工程在水管路設(shè)計中絕大部分采用同程式 系統(tǒng)，可以使流量獲得合理分配，少部分管路由于建筑布局的特定條件 采用異程式。此外在管路分支處裝設(shè)調(diào)節(jié)閥，用來平衡各支路的水流 量。其它和傳統(tǒng)的空調(diào)水系統(tǒng)相同。3.3風路系統(tǒng)及新風處理設(shè)計中無論是商場中大型落地式或其它立式、臥式機組均選用外 接風管，送風管在90°彎頭處設(shè)導(dǎo)流葉片。為了平衡風量，中小型 水源熱泵機組的每個送風口前加對開多葉調(diào)節(jié)閥，大型機組除在風口 前加調(diào)節(jié)閥外在風路分支處裝設(shè)平衡風閥。裙房中的大型水源熱泵 機組送回風管由于跨越防火分區(qū)，按消防要求裝設(shè)70°c防火閥。根據(jù) 衛(wèi)生標準和為滿足用

18、戶的舒適要求，需向房間輸送適量的新鮮空氣，在 冬季水源熱泵機組的進風溫度不宜低于15.6°co本設(shè)計新風處理方 式有2種:商住樓的公寓式寫字間及i段裙房部分房間采用回風與 新風相混合的辦法來解決一定量的新風問題，通過新風和回風調(diào)節(jié)閥 使混合后的空氣溫度高于15.6°coi、ii段裙房的新風經(jīng)吊頂式 新風機組(bfpx),用循環(huán)水預(yù)熱后和回風混合達156°c,再進入熱泵 機組處理后送入室內(nèi)，這樣使水系統(tǒng)簡化。3.4噪聲處理水源熱泵機組比一般末端裝置的噪聲大，這有兩方而的原因:一是 增加了噪聲源，二是出風口速度較大,產(chǎn)生附加噪聲，從上海、深圳使 用現(xiàn)場的情況看，這種擔心不是多余的。為降低噪聲，在本工程設(shè)計中 采取以下措施：公寓式寫字樓采用臥式分體式機組,壓縮機部分放在陽臺上部, 室內(nèi)盤管放在吊頂內(nèi)，據(jù)climate master公司提供室內(nèi)機組噪聲值為 a聲級38 db以下,此外機組與送回風管連接仍然加軟接頭和消聲靜 壓箱，以確保運行時的寧靜。 裙房內(nèi)大中型機組均有專用機房，機組下設(shè)減振支座，機組與風 管連接處設(shè)軟接頭和消聲靜壓箱，機房內(nèi)做吸聲處理，小型機組用減振 吊托架安裝在吊頂內(nèi)，機組附近安裝吸聲板，風管連接與大型機做法相 同。 主風管風速控制在4.8 m/s以下，送回風口與風管連接采用軟接 頭。4結(jié)束語4.1水環(huán)熱泵中央空調(diào)