水环热泵空调系统在商场的应用设计

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1、水环热泵空调系统在商场的应用设计 近年来，随着改革开放和经济建设事业的声速发展。高楼大厦也日益增加，这也包括空调 工程在内的各项新技术的发展不断提高。当代空调的发展离不开两个可说是永恒的主题t 一个 是室内的空气品质；另一个则是节能运行。所以涉及空调的几乎一切新技术、新方法均是围绕 着这两个主题。力求创新。本文主要介绍商场设计中所采用的一些新设计方法，并结合公共 建筑节能标准和个人的心得体会予以总结 一、水环热泵空调系统 l 、水环热泵空调机组简介 水环热泵空调机组是一种水冷式的供冷供热机组机组由封闭式压缩机、同轴套管式水 制冷剂热交换器、热力膨胀阀( 或毛细膨胀管) 、四通换向阀、空气侧盘管

2、、风机、空气过虑器、 安全控制等所组成机组本身带有一套可逆的制冷制热装置，是一种可直接用于供冷供热的热 泵空调机组 2 、水环热泵空调系统简介 a 、墓统组鹰 水环热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有水环地源热泵机组而构成的 封闭环路的中央空调系统它是由下列部分所组成：模块式水环热泵机组、捧热设备( 冷却塔) 、 辅助热源( 燃气锅炉或风冷熟泵) 、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等 坠：运j j c 搓式 各水环热泵机组由同一水系统连接。夏季。系统水温超过3 7 “ C ，冷却水塔启动，使系统水 温保持低于3 7 冬季，系统水温降至低于1 0 时，辅助加热器就可启动补

3、足。在春秋两季( 过 渡季节) 时当系统水温在1 0 - - 3 7 C 之间时，系统内部可达到自身平衡非常节能，当某一区域 暂不使用时可停止该区域机组；总之，简单的讲，水环热泵空调系统，就是将水环热泵空调机组、 冷去口I 替等，通过水循环管路连接成一个环路，从而构成一个完整的空调系统。分布在建筑物各处 的水环热泵空调机组本身就带有一套可逆的制冷制热装置，所以水环热泵空调系统不再需要常 规中央空调系统必备的冷水机组、机房。同时水环热泵空调系统只有一套常涩状态的空调水循环 管路，而常规中央空调系统一般需要冷冻水和冷却水两套空调水循环管路。 水环热泵系统是一种能将房屋内的余热加以回收利用的空调系统

4、。这样的热能普遍存在于许 多建筑中。如：照明、人员、计算机、电脑机房、其它散热设备等以上这些热量在一般的空调 系统中是无法加以转移并利用的，但在水环热泵系统中则能做到。 3 、水环热泵空调系统的主要优点 隆低造俭。水环热泵空调不需要大型冷水机组；不需要大型风管， ( 除冷凝水管外) 管道 基本上不用保温，节省了安装成本。 堇省扭庭：经蕴夔益明显本设计选用吊顶式整体水环热泵空调机组，所以不再需要各层 的空调机房。减少了机房的建设费用，经济上的收益十分明显：在寸土寸金的地区，由于不设置 空调机房而增加的营业面积的各种收益就更大了。 芷能夔墨明显。水管环路因水温在常温范围内，水温与环境温差距小，常温

5、水所消耗的能 量，与常规系统相比，要小得多，同时因减少了输配的冷热损失，管路的热损失比常规系统也要 小得多，也不会结露，无需保温。总的来说，水环热泵系统与常规系统相比，仅管道热损失减 少这一项，节能效率约为麟1 5 。：而当建筑物内部同时有供热工况机组和供冷工况机组模 式同时运行时，系统最多降低运行费用可降低约5 0 左右等优点； 二、关于商场空调平面、竖向分区的想法 1 、工捏概况 本工程为山西国际大都会4 撑、5 # 、6 群综合楼。总建筑面积：6 4 8 0 0 m 2 ，地下二层，地上二十 八层，建筑总高度8 8 9 5 m 。地下二层为战时两个人掩人防单元，平时为汽车库及库房，地下一

6、 层：为汽车库及设备用房。地上1 - 4 层为商场，建筑面积1 0 0 0 0 m 2 ，五层以上为住宅、公寓，商 场位于公寓楼与住宅楼中间，商场南北为6 2 米，东西为4 0 5 米，每层空调面积为2 5 0 0m 2 。见 附图1 。 2 、垩面公区 现简单介绍一下空调外区，内区的概念。外区指的是距外围结构内表面3 , - 6 m ，内区指的是 除了外区剩余的均为内区。本工程商场内区面积为7 0 0 0m 2 ，外区面积为：3 0 0 0m 2 ，内外区建筑 面积此为2 3 ：l 。 圣：壁自筮匿 大型商场采用集中式低速全空气系统常在。由于商场电扶梯和中厅的存在。由于气流组织和 各局部负荷

7、的差异，各处的温度差别可能是很大的，在同一时期可能出现一处过冷，另二处过热 的现象，这种过冷、过热，。尤其是冬季出现上层过热、下层过冷现象比较严重，显然便导致能 源的浪费时有存在。大家冬季可到设有集中式全空气空调的商场体验一下可知道上层过热、下层 过冷现象时有存在。 4 、鱼萄挂性 对于大型空间建筑物来说，外区受到室外空气和日射的影响大，冬季、夏季空调负荷变化大， 内部区由于远离外围结构，室内负荷主要是人体、照明、设备等发热可能全年为冷负荷。因此， 可将平面分为外区和内区。 外区亦可按朝向分区，各区的负荷特性如下表l 东侧，早晨8 时冷负荷最大，午后变小 西侧，早晨冷负荷小，午后4 时的负简达

8、到最人 冬季有西北风时，供暖负倚仅次于北侧。 外区 南侧，夏季的冷负荷并小火，但备秋季( 4 月、l O 月) 的正午时冷负荷与夏季东西 侧相当。 北侧。冷负倚小，冬季则尢l j 熙，风力强，故供暖负荷比；e 它区为大。 供暖负衙小，即使征冬天，除午前的F 热负荷之外，仅匀照明，人体，设备供冷 内区 负荷。其中最上层内部区伞天供暖负荷( 屋顶负倚) 综合上述理由，为了解决商场内区、外区、上区、下区的空调负荷差别，保证各区空调室 内参数，减少能源的浪费，充分利用余热废热。本j I 二程采用了峭 分区设计和全热回收新风系 统来解决商场的内外区，上下层室内参数不稳定的情况。 三、设计依据 公共建筑节

9、能设计标准( D B J 0 4 2 4 1 - 2 0 0 6 ) 1 采暖通风与空气调节设计规范( G B 5 0 0 1 9 - 2 0 0 3 ) 一1 1 2 一 2 冷、热负荷计算及冷( 热) 指标该商场的夏季总冷负荷：l I O O K W ，冷指标：l l O W m 2 冬 夏季内区冷负荷：5 6 0 K W ，冷指标：8 0 W m 2 冬季外区热负荷：3 2 5 K W ，热指标：1 0 8 W m 2 3 如设计采用传统夏季电制冷+ 集中供热交换系统，总热负荷为6 1 5 K W ，总冷负荷为9 0 0 K W ： 4 如设计采用水环热泵系统，由于采用了内外分区设计和全

10、热回收新风机组，总热负荷为 3 2 5 K W ，( 只有外区需要供热，节省3 5 左右) 总冷负为9 0 0 K W ( 节省1 0 9 6 左右) 四、设备选型 本设计选用4 3 、7 2 型整体式水环热泵机组两种。每台额定定冷量( 热量) 分别为1 0 5 k w ，1 7 7 k w ( 1 2 7 k w2 1 1 k w ) 。额定风量为1 7 0 0 m 3 h 。2 6 0 ( h n 3 h 。制冷时能效比：4 1 ( 鼍进水温度为3 5 时) 制热时能效比：4 7 ( 当进水温度为2 0 时) 。分别吊装在各层商场内外区吊顶内。节省了 空调机房面积6 0m ，。按商铺售价8

11、 0 0 0 元时计算，相当于给业主增加了4 8 万元的销售收入： 五、消除上下层、内外区冷热不平衡的现象 本空调水环系统采用闭式环路。整体式水环热泵机组夏季制冷时以冷却塔+ 板式交换器的形 式散热的，冬季制热时以锅炉辅热+ 板式交换器的形式吸热的。针对商场冬季上热下冷的现象， 本空调系统同时上层制冷下层制热。上层供冷时，热量排向水环系统中，制热时从水环系统中 吸取热量，这样上层( 内区) 的热量，外区加以利用，使得锅炉辅热可减少2 5 , - , 3 0 左右( 当 外区建筑面积比1 5 2 3 时) 。而采用传统集中式空调系统，无法解决商场明显存在的上下层冷 热不均和内外区冷热不均，顶层和

12、内区不管冬夏经常太热，一层和外区夏季太热冬季太冷现象， 水环系统每个机组可以单独根据各区需要来制冷制热，非常好的解决了这些问题，而且能源消 耗代价低，寿命长闭式水环热泵空调系统是一种很有前途的节能型空调系统。应用在商场这样 的场合是经济合理的。 六新风采用全热回收系统 本工程采用全热回收新风系统，可回收6 0 - 7 0 的排风热量，比传统系统降低了1 5 - 2 0 的 负荷，即减小系统总的负荷另外，水环热泵机组工作温度范嗣控制在l o 3 7 之间。水环路在 这样的温度是不会降至露点以下。且管道基本位于空调房间，不会露。不需保温( 除冷凝水外) ， 节约了投资费用。 七热计量收费更节省费用

13、 本工程采用水环热泵系统，冬季实际热负荷为外区热负荷( 外区面积3 0 0 0m l ，只占总面积的 3 0 ) ，冬季外区热负荷3 2 1 K W ，如果将来按热计量收费，热计量收费可少收4 0 左右另外，商 场在使用中有可能分别出租给不同商家，本系统可将机组与用户电表单独连接，由用户自己承担 空调电费( 占8 5 ) ，循环泵和冷却塔电费及冬季取热费可分摊给用户( 占1 5 ) 。 八噪声控制 因为整体式水环热泵机组均自带压缩机，风机等机械部件，直接把机组安装在商场吊顶内， 噪声问题不容回避。除厂家对机组本身噪声控制降到最低处，本设计在送回风管装设了消声弯 头，风管采用玻璃棉直接风管，在安

14、装方面要求施工单位采用帆布接管，软管连接和使用带弹 簧或氯丁橡减振的吊架来降低震动，满足室内空调设计噪声的要求。 九闭式水环热泵系统流程见附图2 。 十本工程投资概算( 仅供参考) 1 工程概算 一1 1 3 一 ( 1 ) 水环热泵系统 水环热泵系统工程概算 名称单位数量单价( 元)合价( 元) 热象主机设备费 m Il O o o O1 3 01 3 0 0 0 0 0 机房设备及安装费 T n I1 0 0 0 03 03 0 0 0 0 0 全热回收新风机组设备费 m ll 0 0 0 05 55 5 0 0 0 0 室内主材费 l 旷l O o o O5 0 5 0 0 0 0 0

15、室内安装及辅材费 订 1 0 0 0 04 04 0 0 0 0 0 集中供热热源接入费 I n I 3 0 0 06 01 8 0 0 0 0 合计 3 2 3 0 0 0 0 注：建筑取暖外区面积3 0 0 0 疗，集中供热接入费可以只按取暖外区面积3 0 0 0I n I 计算 ( 2 ) 集中供热+ 冷水机组系统 传统集中供热+ 冷水机组系统工程概算 名称单位数量单价( 元)合价( 元) 冷水主机设备费 1 1 1 1 0 0 0 0 6 56 5 0 0 0 0 机房设备及安装费 I n I l 0 0 0 04 04 0 0 0 0 0 新风排风系统 l 旷 1 0 0 0 04 04 0 0 0 0 0 室内主材费 一1 0 0 0 06 06 0 0 0 0 0 室内安装及辅材费 时 1 0 0 0 05 05 0 0 0 0 0 集中供热热源接入费 m I l O o o O6 06 0 0 0 0 0 合计3 1 5 0 0 0 0 1 1 4 一 水环热泵空调系统在商场的应用设计水环热泵空调系统在商场的应用设计 本文链接：