水源热泵空调系统应用

水源热泵技术是通过利用地表浅层水源吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源，辅以少量电能，冬季，从相对高温的水源中提取热能，由热泵机组通过空气或水作载体，为建筑物供暖；夏季利用水体的相对低温带走建筑物中的热量。风冷热泵则利用用空气和电能来完成这一切。以前别墅空调常采用风冷热泵系统，笔者尝试采用水源热泵系统进行这方面的设计，获得了较好的效果，现总结如下，供大家参考，有不足之处，肯请各位指正。

1 工程概况

兴业别墅区占地面积3万m²,区内别墅分大户型和小户型两种。大户型为双层独立式；小户型为三层单元式。本文主要介绍大户型双层独立式别墅的空调系统设计情况。

2 经济分析

笔者共为大户型别墅设计了五种方案，由于各种原因，建造商初步否决了其中的三种，要求在余下的水源热泵中央空调和风冷热泵中央空调两种方案中进行分析选择。

应其要求我院对两方案初投资和运行费进行了初步经济分析。初投资费用比较见表1，运行费用比较见表2。

3 设计方案的确定

从表1、2可知，风冷热泵中央空调整体费用要高于水源热泵中央空调。而且水源热泵机组与风冷热泵机组比，有如下优势：

a)水源为深井水，水体温度较恒定，机组运行更可靠、稳定，保证了系统高效性和经济性，且无须专人维护或操作，运行维护费用极少。

b)室外机组无须专用除霜设备，设备简单。

从表1、表2可知，风冷热泵中央空调整体费用高于水源热泵中央空调。经分析比较，并与建设方充分协商，最后决定采用水源热泵中央空调，解决别墅的夏季空调和冬季采暖问题。

表1 初投资费用比较

注：水源热泵中央空调系统初投资中未计土建打井费用和潜水泵设备费。

表2 年运行费用比较

注：1） 按表1设备中两系统用电量不同项进行比较。

2） 所有设备按年运行180天，每天运行10小时，电费0.55元/（kWh）计算。

4 空调系统设计

4．1 空调设备布置如图1，图2所示，因为设计时建造商尚未决定是否由业主自行装修，无法获知各房间的装修方式，只能先考虑采用风机盘管挂壁式。（后按装修格局采用不同室内机形式，尽量作到美观大方。）

4．2 冷热源设备：

冷水机组：水源热泵机组一台，制冷量/制热量=63.6/69.8kW

冷水系统配套水泵：立式泵一台，流量15t/h,扬程20m.

冷却水用潜水泵：一台，本工程由甲方根据实际需要设置。

4．3 系统形式

冷冻水采用双管制风机盘管闭式系统，室内机挂于墙上，水源热泵机组和冷水循环用立式泵和其他设备设于别墅院内。冷却水采用地下水作为水源循环使用。本设计采用独特水井工艺减少井水回灌渗透阻力，使井水全部回灌。并且在成井过程中，在上部封闭止水，保证水量良好，不影响建筑物基础，保证了地面建筑物的安全。系统流程图见图3。

FP 风机盘管
图1 二层空调布置示意图

FP 风机盘管
图2 一层空调布置示意

1— 循环水泵　2—电子水处理仪
3—方形膨胀水箱　4—旋泥除沙器
图3 系统流程图

4．4 系统控制流程图

见图4

MV—测量值　LT—增载温度
SV—设定值　UT—增载温度
FREEZE TEMP—冰点温度设定值
图4 系统控制流程图

4．5 减震、节能措施

为防止设备震动噪声，水管出入水口、水泵进出口设橡胶软接头，水泵基础设减震器。机组设在砼基础上，并加减震器。

为了节能降耗，本系统冬季充分利用冬季室外环境温度低的特点，把经自然冷却后的水灌入深井，实现了“冬灌夏用”；膨胀水箱、供、回水管均采用离心玻璃棉保温，减低冷热量的消耗。

5 运行效果

系统自2003年投入使用以来，冬夏总体运行情况良好，没有出现井水不能完全回灌现象，建造商和业主都较为满意。

6 结语

当今人类对环保的要求越来越严，同时各种能源随着使用的增加日渐枯竭，迫使人们不断采用更先进节能的环保空调设备和更先进、节能的运行方案。水源热泵系统是利用地下水或地下土壤常年温度保持恒定的特点，进行能量转换的冷暖空调系统，是环保、节能、“零”污染、“零”排放的一种空调设备。它无须冷却塔等装置，初投资和运行费都比传统冷暖方式低，而且地下水水温稳定，受外界影响小，机组的制冷和制热功能发挥的更好。随着空调的日益普及，水源热泵系统必将受到各界更大的关注与支持，应用会更加广泛。

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