空气源热泵系统设计方案.docx

空气源热泵系统设计方案长期以来空气源热泵空调系统， 主要应用于长江流域及其以南地区。 本文主要介绍低温空气源热泵系 统在 北方地区的应用案例，并对系统设“ 的注意事项进行 r 阐述，对系统初投资和运行贽用进行/分析。 实际运 行证明，低温空气源热泵空调系统在北方制热是可行的，并且运行费用很低。1 工程简介XX 最大的综合类图书巾.场本建筑长 49. 2m,宽 35. 1m,总建筑而积 6900m：；建筑共计 4 层，总高度为 15. 9m。一层、二层、三层是图书市场，四层为办公室。本建筑自 2001 年 6 月开 始施工， 2019 年 10 月完工， 2020 年 11 月空调开始调试运行。2 空调计算设计参数2.1 室外空调计算参数，见表 1。季节熨季冬季室外计算干球温 度 932.7-122.2 室内空调设计参数，见表 2。表 1 室外空调计算参数室外 il 算湿球温 度(C)26.2室外计算相对湿度(%)52表 2 室内空调设计参数室外风速(m/s)2.32.6大气压力(hPa)1002.21023.4熨季相对湿度(勃W6060W55W60冬季相对湿度 R)240240240240新风量(m3/h p)12123030噪声(dBA)W45W40W50W45温度()24-2724-2724-2724-27房间名称图书室阅览汇 办公室会议室温度(C)8-208-208-208-203 冷热源选择1.1 冷热源选择依据秦皇岛市是全国闻名的度假旅游城市， 市政府对环境污染问题特别重视， 尤其是冬季供 暖产 生的污染问题。秦皇岛市供暖期较长，约为 5 个月。供暖资源也很丰富：煤、油、城市 集中煤 气、电和城市集中供热，由于本项目在开发区，没有城6 集中供热，燃煤也被禁止使 用，可利 用的资源仅为油、城市集中煤气和电。秦皇岛由没有电增容，城市煤气有市政费用。 同时在与开发商接触过程中，开发商提出以下几点要求：安全、环保、没有污染；运行费用低：系统运行可靠；维护方便。1.2 冷热源初投资比较根据开发商提出的要求，提供以下比较方案：方案 1,空气源热泵空调系统：方案 2, 螺杆 冷水机组+电锅炉：方案 3,螺杆冷水机组+煤气锅炉：方案 4,螺杆冷水机组+油锅炉。 各种方案 初投资，见表 3。表 3 各种方案初投资项目方案 1方案 2方案 3方案 4备注制冷型(kW)816820820820制热量(kW)840660660660制冷机房(万元)108515151制热机房(万元)0282624电气(万元)18232323含控制机房土建费(万元)0303030合计(万元)1261321301281.3 运行费用分析比较夏季，各种方案的系统制冷系数接近，又由于秦皇岛市夏季制冷期较短，这里不做比较, 仅 对冬季供热时的运行费用进行分析比较，结果见表 4。表 4 各种方案冬季运行费用分析比较_ 方案3600Kj/kW h2. 5： 10. 4 kW h0. 5 元/ kW h0. 20 元方案 23600Kj/kW h0. 951. 05 kW - h0. 5 元/ kW h0. 52 元方案单位发热值机组热效率产生 IkW 热量需要资源量单位资源费用产生 IKw 热量需要的费用方案 340000Kj/kg(l)0.80. 14 kg(l)3.2 元/ kg(l)0. 45 元方案 3112OOKj/m30.80. 39 m30. 7 元/小0. 28 元3. 4 结果分析通过以上分析可以看出，空气源热泵空调系统不仅初投资较低，其冬季运行费用也优于 其 他三种方案，所以，本工程选用低温空气源热泵机组作为空调系统冷热源。4 机房设计3.1 空气源热泵机组选型3 2?e 2口 后矮6 3 同dI图 1 设备布置图1 低温空气源热泵空调机组 2 冷热水循环水泵 3 电加热器 4 电子水处理器 5 膨胀水箱6 电器及控制装置3.2 空气源热泵水系统设计本空气能热水器系统主力管采用异程式,每层均采用同程式，两台主机为并联方式。系 统原理图见图 2。第 口 E L 豆 Jf X *& C图 2 系统原理图1 低温空气源热泵空调机组 2 冷热水循环水泵 3 电加热器 4 电子水处理器 5 膨胀水箱4. 3 其他设备选型 冷热循环水泵： KQL100/160-15/2,两用一备，流量 10(W/h,扬程 32mHe，功率 15 kW； 电子水处理器： SHN-8,一台，流量 120m3/h-220m/h,功率 12W： 辅助电加热器： DR-90,两台 ,功率 90kW： DR-60, 一台 ,功率 60 Kw05 末端系统设计末端系统采用风机盘管+新风系统， 本建筑的营业厅四周为落地玻璃窗， 建筑的进深也 较大， 这样会导致空调负荷较大，且集中在建筑的周闱。在施工图设计时，营业厅采用了内 外分区的 方式。在负荷较大的外区，采用风机盘管+新风方式：在负荷较小的内区，采用吊 顶式空调机组 方式。四层办公区采用风机盘管+新风系统。6 自动控制6.1 每台低温空气源热泵空调主机的冷热水进水管上分别设有 1 个水流开关,水流开关与主 机 连锁。当进水量低于主机要求的最低水量时，主机将自动关闭。6.2 水泵与主机连锁控制，系统启动时，水泵先开启，主机后开启：系统关闭时，主机先关 闭，水泵最后关闭。6.3 新风机与电动风阀连锁，新风机关闭时，电动风阀关闭，以防止新风机表冷段冻裂。6.4 电加热器启停控制。电加热器采用分级启停，根据不同水温度，启停相应的电功率。6.5 主机冬季防冻措施。主机具有两级冬季防冻保护措施：当室外温度低于 5时，启动水 泵：当循环水温度低于 15。时，热泵机组开始制热。7 实际运行情况本工程自投入运行以来，已经经历了一个制冷季和两个采暖季。百信图书广场每天营业 10 个小时，一周工作 7 天，在实际运行过程中，业主每天均对系统进行较为详细的数据记 录，从 记录的数据分析可以看出，每年 11 月和次年的 2、 3 月的运行费用较低，为 3 元/m 二 左右：每 年 12 月和次年的 1 月的运行费用较高，为 5 元/m;左右：全年平均为4 元/m：左右。 由此可 见，低温空气源热泵空调系统是比较节能的空调系统。8 设计得失分析由于低温空气源热泵空调系统首次应用于北方，使得辅助电加热器的选择容量偏大。在 实 际运行中发现，只有 60 kW 的电加热器在气温较低时运转，一台 90kW 的电加热器只有在 早晨系 统启动时运转 30 分钟左右，而另一台整个冬季几乎不运转。电加热器的选型偏大， 也增加了配 电方面的投资。9 结束语9.1 低温空气源热泵空调系统是一种在能型空调系统，该系统不仅运行费用低廉，符合绿色 环 保的要求。9.2 低温空气源热泵空调系统设计简单，维护方便，且扩大了建筑有效使用面积。9.3 低温空气源热泵空调系统适合在华北地区、黄河中下游流域和西北的部分地区使用，是 值 得推广的空调系统。