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1、水环热泵系统设计步骤水环热泵系统设计步骤设计步骤设计描述注意事项1. 建筑物冷热负荷计算根据美国采暖空调冷冻学会（ASHRAE ）或国内规范计算建筑物内区、外区之空调、采暖负荷；根据建筑物的特点进行冷、热负荷的计算，在很多地区一般只要满足冷负荷，就能同时满足热负荷（北方的一些地区除外，如呼和浩特等只需考虑采暖的负荷）；2. 热泵空调机型选择根据计算负荷和建筑物运作需要而选型；根据每一区域计算所得的负荷选择相应的机组，较小面积、较小冷量的房间，可以选取分离式水环热泵机组，如客房、休息室等功能区域选用分离式机组不仅在价格上有竞争优势 , 而且能更好的解决噪音问。但如果房间面积、冷量都比较大的应考虑
2、机组的静压问题，最好选取整体式机组。机组一般选用卧式机组，尽可能吊于走道或卫生间内，不占用地面使用空间，特别是高档地段，每一寸都是很昂贵的，且卧式机组相对于立式机较便宜。但如果该建筑有足够的机房也可选用立式机组，相对于卧式机组，立式机组的维修更为方便。3. 空气侧的设计空气侧风管系统设计与常规中央空调系统相似，风管最好采用超级风管或镀锌钢管内衬消音棉，机组送、回风口需加消音弯头或消音器；建筑物的新风处理：设计时只要有新风量和排风量，就应该考虑采用全热交换器，回收排风的热量或冷量，用来对新风进行预热或预冷。当然，也可考虑采用新风处理机，一般一个系统设置一台新风处理机组，通过送风管道送至水源热泵机
3、组，与其回风混合；4. 系统水循环水平管和流量设计确定水循环管的管径时，应保证能输送设计水流量，使摩擦损失和水流噪音最小，以获得经济合理的效果，一般来说每冷吨 (3000 大卡 / 时) 之水流量是3GPM(0.19L/S) 左右；水管环路以设计成同程式为好，以使每一台热泵所接水管的“压损”都是一样；如果采用异程式，则在水源热泵机组的进出水管上应装平衡阀，管道除了凝结水之外都不需要保温；5. 弃热设备在暖和季节，大部分热泵都在提供空调，因而排出大量热能使水循环管道内水温上升。这样就要选择弃热设备提供冷却作用。水环系统中常用的弃热设备有开式冷却塔 / 热交换器、闭式冷却塔，选择冷却塔可根据系统的
4、流量、进出水温、湿球温度等参数选择，一般进出水温温差跟系统温差一样为5；冷却塔应设在通风良好、能与室外空气进行充分交换，并对噪音不敏感的场所。冷却塔宜选用两台以上，但不必备用，推荐采用闭式冷却塔或者开式冷却塔加板式换热器；6. 辅助加热设备在冬季寒冷地方如北京，系统冬季水温可能需要有补充加热设备如锅炉，热交换器等。在南方如深圳则不需加热设备。每台热泵亦可以取消“四通阀”，只提供空调制冷，不要采暖用；在选择锅炉时应考虑建筑的整体功能是否有内区废热可加以利用等因素，一般可根据60 w/m280 w/m2 的热负荷选取；加热设备的容量可按采暖总负荷的70% 至75% 选取，这是考虑到水源热泵机组的供
5、热量中除了加热设备所提供的外，尚有电动机对制冷压缩机所作的压缩功。这部分功的当量在水源热泵机组供热量中约占25- 30% ；7. 系统水循环立管和循环水泵管道设计方案与两管风机盘管系统基本一样；选择水泵必须满足预先确定的流量、扬程和功率的要求；要有备用泵，并设自动程序控制，以减少水系统流量降低而产生的问题。计算水泵扬程时，必须考虑下列各项摩擦阻力：管道和零配件；冷却塔；锅炉或加热器；水过滤器；空气分离器；水源热泵。水源热泵的连接段虽短，但压力降却很大。 如何正确设计水环热泵空调系统？1. 建筑物冷热负荷计算在确定建筑物内各个区域（或每个房间） 水/ 空气热泵机组容量之前，同中央空调设计一样，先
6、计算建筑物供暖和供冷负荷，它是正确选择室内水/ 空气热泵容量大小的依据。设计描述： 根据美国采暖空调冷冻学会（ASHRAE ）或国内规范计算建筑物内区、外区之空调、采暖负荷；注意事项： 根据建筑物的特点进行冷、热负荷的计算，在很多地区一般只要满足冷负荷，就能同时满足热负荷（北方的一些地区除外，如呼和浩特等只需考虑采暖的负荷）；2. 热泵空调机型选择设计描述：根据计算负荷和建筑物运作需要而选型；注意事项： 根据每一区域计算所得的负荷选择相应的机组，较小面积、 较小冷量的房间，可以选取分离式水环热泵机组， 如客房、休息室等功能区域选用分离式机组不仅在价格上有竞争优势,而且能更好的解决噪音问。但如果
7、房间面积、冷量都比较大的应考虑机组的静压问题，最好选取整体式机组。 机组一般选用卧式机组，尽可能吊于走道或卫生间内，不占用地面使用空间，特别是高档地段，每一寸都是很昂贵的，且卧式机组相对于立式机较便宜。但如果该建筑有足够的机房也可选用立式机组，相对于卧式机组，立式机组的维修更为方便。（1）同一台室内水 / 空气热泵机组的容量（制冷量或制热量）主要取决于蒸发温度和冷凝温度等运行工况，而这些参数又受机组外部条件的制约。也就是说，室内水/ 空气热泵机组制冷量（或制热量）的大小是机组进风参数、水环路进水温度、机组水量等参数的函数。因此，设计时我们按实际运行中工况（实际设计的室温和环路进水温度）来确定水
8、/ 空气热泵机组的容量。对样本上给定的额定制冷量和额定制热量，要根据实际室温和环路进水温度等数据进行修正。（2）通常，将从室内水 /空气热泵机组的总制冷量中减去风机电动机的输入功率后的值称为机组的计算净制冷量。机组的计算净制冷量才是真正能消除室内余热的部分。（3）选择机组的型号和台数时，对周边区的房间来说，室内水 / 空气热泵机组应同时能满足冬、夏季设计工况下的要求。对内区房间来说，水/ 空气热泵机组仅按夏季设计工况选取。3. 空气侧的设计设计描述： 空气侧风管系统设计与常规中央空调系统相似，风管最好采用超级风管或镀锌钢管内衬消音棉，机组送、回风口需加消音弯头或消音器；注意事项：建筑物的新风处
9、理：设计时只要有新风量和排风量，就应该考虑采用全热交换器，回收排风的热量或冷量，用来对新风进行预热或预冷。当然，也可考虑采用新风处理机，一般一个系统设置一台新风处理机组，通过送风管道送至水源热泵机组，与其回风混合；室内水 / 空气热泵机组均为余压型机组，因此，无论立式还是卧式机组且都接有送风风管及送风口等，将空气送到被调房间人们居住、工作的区域，来创造一个健康而舒适的建筑环境，为达到此目的，设计水/ 空气热泵机组风管时，应注意：（1） 厂家的样本常人出机外余压值。也就是说，样本上提供的风量是与机外余压相关的。因此，设计中要根据机组提供的机外余压值的大小来设计机组风管尺寸，否则将会影响机组的送风
10、量。（2）一般来说，机组的机外余压不大，因此，风道中风速不宜过大，一般为2-3m/s 。机组风管多为低压短风管。4. 系统水循环水平管和流量设计设计描述： 确定水循环管的管径时，应保证能输送设计水流量，使摩擦损失和水流噪音最小，以获得经济合理的效果，一般来说每冷吨(3000 大卡 / 时) 之水流量是 3GPM(0.19L/S) 左右；注意事项：水管环路以设计成同程式为好，以使每一台热泵所接水管的“压损”都是一样；如果采用异程式，则在水源热泵机组的进出水管上应装平衡阀，管道除了凝结水之外都不需要保温；5. 弃热设备设计描述： 在暖和季节， 大部分热泵都在提供空调，因而排出大量热能使水循环管道内
11、水温上升。这样就要选择弃热设备提供冷却作用。水环系统中常用的弃热设备有开式冷却塔/ 热交换器、闭式冷却塔， 选择冷却塔可根据系统的流量、进出水温、 湿球温度等参数选择，一般进出水温温差跟系统温差一样为 5；注意事项：冷却塔应设在通风良好、能与室外空气进行充分交换，并对噪音不敏感的场所。冷却塔宜选用两台以上，但不必备用，推荐采用闭式冷却塔；6. 辅助加热设备设计描述： 在冬季寒冷地方如北京，系统冬季水温可能需要有补充加热设备如锅炉，热交换器等。在南方如深圳则不需加热设备。每台热泵亦可以取消“四通阀”，只提供空调制冷，不要采暖用；在选择锅炉时应考虑建筑的整体功能是否有内区废热可加以利用等因素，一般
12、可根据60 w/m2 80 w/m2 的热负荷选取；注意事项： 加热设备的容量可按采暖总负荷的70% 至75% 选取，这是考虑到水源热泵机组的供热量中除了加热设备所提供的外，尚有电动机对制冷压缩机所作的压缩功。这部分功的当量在水源热泵机组供热量中约占25-30%；但有一点值得注意，用燃油（气）锅炉作为加热设备时，其供水最低温度为60，以防烟气中水分在锅炉的冷凝，而出现低温腐蚀。为此， 加热设备要与闭式环路并联，通过调节阀使高温的锅炉水与环路回水进行混合，以保证环路水温不低于下限值。同时为了保证通过锅炉的水量恒定不变，而需要加一旁通管路。6.1 蓄热水箱在水环热泵空调系统中常设置低温（或高温）
13、蓄热水箱， 以改善系统的运行特性。这里应该注意低温蓄热水箱和高温蓄热水箱的作用是完全不同的。众所周知， 典型的水环热泵空调系统通过水环路实现了热量的空间转移（如从内区转向周边区），然而，每时每刻内需要转移的热量与周边所需要的供热量之间很难平衡，为此，水环路可设置一个低温蓄水箱，这样水系统又可实现了热量的时间上的转移。也就是说， 内区制冷的机组向环路中释放的冷凝热与周边区制热的机组从环路吸取的热量可以在一天内或更长的时间周期内实现热量的平衡。 从而， 降低了冷却塔和水加热器的年耗能量。但是， 冷却塔和水加热器的容量不能减少，这是因为恶劣天气的持续性往往又要求冷却塔或水加热器按最大负荷运行。高温蓄
14、热水箱设置的功能是夜间低谷期电能加热水，以供白天用电高峰期用，而不能吸收建筑内区的余热量。高温蓄热水箱内的水一般加到82， 甚至更高，因此， 高温蓄水箱与环路并联，通过三通混合阀把环路水温维持在所要求的最低温度。7. 系统水循环立管和循环水泵设计描述：管道设计方案与两管风机盘管系统基本一样；选择水泵必须满足预先确定的流量、扬程和功率的要求；要有备用泵，并设自动程序控制，以减少水系统流量降低而产生的问题。注意事项：计算水泵扬程时，必须考虑下列各项摩擦阻力：管道和零配件；冷却塔；锅炉或加热器；水过滤器；空气分离器；水源热泵。水源热泵的连接段虽短，但压力降却很大。注意设计中的细节问题（1）补水与定压问题（2）排水与放气问题（3）风管的消声与保温问题（4）凝结水的排除问题等；_
