水源热泵多联机水源侧管路深化设计及安装技术

Ventilation & air conditioning 总第339期
r通风与自调丨傷i
水源热泵多联机水源侧管路深化设计及安装技术
陈智勇梅从剑
(江苏省苏中建设集团股份有限公司江苏海安226660)
摘要：本文结合水源热泵多联机空调系统在实际大型公共建筑中的应用，分析该系统的工作原理及运 行特征，通过施工前深化设计、校核设计参数、优化水源侧接管方案、合理阀部件配置，改进施工工艺，保
证系统穗定运行。

关键词：水源热泵深化设计水力平衡
中图分类号：TU745. 6 文献标识码：B文章编号：1002-3607 (2020) 08-0025-03
水源热泵多联机不仅其风冷多联机系统安装简便、舒适节能、运行 维护技术要求低等优点，同时还弥补 了风冷多联机系统在严寒地区冬季制 热能效低的缺点。

该系统满负荷能效 比高达4.52,室外机体积仅为风冷的 30%,并且能够室内安装，可以用在 更高的、单层面积更大的建筑以及室 外机无摆放位置的建筑。

加之结合楼 宇自控技术、分开计量和集中管控的优点，该系统逐步为写字楼、公寓 等项目业主和设计者所青睐。

由于在 国内尚处于发展完善阶段，项目实施 过程中水源侧管线设计及施工做法不 统一，常出现机房安装和检修空间不 足、循环泵组变频控制时导致因系统 水力失衡出现运行不稳定，循环水质 差堵塞外机过滤器导致外机频繁停机 等现象，从而阻碍了系统的进一步推 广。

本文通过具体的项目系统性研究 解决类似项目中存在的问题。

1工程槪况
本工程项目位于乌鲁木齐市，楼层高度为4层、25层、39层；檐高 19.5m、99.6m、165.5m,地上空调面积24万m2;地上写字楼，地下为
车库及设备用房。

项目空调系统采用
水源热泵多联机空调系统，每层设外
机机房，地下一层设置集中换热站；
冬季以市政热水作为热源，夏季以开
式冷却塔散热，利用板式换热器及循
环泵配合自控系统为多联机提供稳定
水源。

该系统是亚洲集成量最大的水
源热泵多联机系统，施工前尚无类似
案例。

2水源热泵多联机系统原理及特点
水源热泵多联机系统与风冷多
联机制冷和制热原理相同，通过制冷
制热工况转换及改变换热介质流量适
应各房间负荷变化，同时室外机水源
侧带走相应的能量
(见图1 )。

风冷多
联机利用空气换热，
通过空气流经外机换
热器与冷媒进行热量
交换；水源热泵多联
机利用水来换热，通
过水流经外机内钎焊
板式换热器与冷媒进
行热量交换。

室外机水源侧指标为水温、水
量及水质。

水温要求范围相对宽大，
但过高或过低会导致机组运行能耗增
加；流量应大于设备限制最小水量，
水侧流量不稳定或过低时，室外机会
自动触发保护性停机；同时水质应清
晰，无解析物，保证流畅通过室外机
板换。

3深化设计
3.1设备布置深化
室外机并联在管路系统中，裙楼
部分机房面积较大，室外机均落地安
装，选用大金RWXYQ6, RWXYQ8,
RWXYQ10,其流量分别为60L/min,
80L/min,100L/min;冬夏季水温为
携冷_j:s内安装
m\k n
冬季接热#•I^
宣内安鶄
Kiiev
与冷水
竄内机
n相n
图1水源热泵多联机原理图
25
2020年第8期Ventilation & air conditioning
顺与空调)
251。

室外机通过型钢支架分上下层布置（见图2、图3 ),管路上的 阀部件根据实际情况调整到便于操作 的位置。

接管路管径专业厂家提供的条件图为
DN32的管道，管道阻力过大，计算参
数见表1,故将室外机连接管道优化调
整为DN40。

A Py—设备阻力损失Pa。

该项目经过校核后将计算数据提
供给相关设计单位复核，设计单位确
认计算无误后对原设计水泵选型参数
d一管道内径m;
I一管道长度m;
v—流体在管道内的流速m/s;
P_流体的密度kg/m3;
局部阻力损失计算公式：
进行调整。

4安装技术
4.1过滤器及阀门
室外机组内换热器为阿法拉伐代
工的钎焊式板换，内部板片间隙比较
小易堵塞，室外机进水口设过滤器，
初期安装过滤网40目，过滤水中解
析物，系统冲洗完成后、试运行过程
中过滤器需多次清理，水质达标后过
滤网改换为20目，以便于减少运行
阻力。

干线冲洗后往室外机内注水时
管路上开关阀门的顺序应正确，先开
启进水管路截止阀，慢慢开启回水管
路截止闽，使得残存杂物充分经过过
图3室外机型钢支架布置图
3.2管路深化
主机接管时为保证动态动压差平 衡阀调节范围，管路阀部件组合时将 电动调节阀及过滤器安装在动态压差 平衡阀测压管外侧，从而使得循环泵 变频时动态压差平衡阀能有效调节各 支路压差，保证各主机不会出现水力 失衡，单机连接原理图见图4。

图4单机连接原理图
3.3设计参数校核
深化设计过程中经计算发现原连
式中：
A局部阻力损失Pa;
< 一局部阻力系数；
V—流体在管道内的流速m/s;
P—流体的密度kg/m3。

水侧系统在优化完成及闽部件选
型完成后重新进行水力计算，计算出
系统最不利环路总阻力，从而确定循
环水泵选型扬程。

系统最不利环路总阻力计算公式：
/?=S(Apm Ap.;V,)
式中：
p_系统最不利环路总阻力Pa;
△卩[…_沿程阻力损失？3;
A Pj_局部阻力损失Pa;
滤器。

4.2流量开关
流量开关是为室外机水流量不足
时提供停机保护信号而设置，形式可
为靶式流量开关、压差流置开关。

由于
靶式流量开关安装的管路管径小，阻力
较大，且不能安装在立管上，多次试验
后在机组中使用压差式流量开关（如
WFS10)实现稳定信号传递，且压差控
制范围能满足有效保护机组流量要求。

靶式流量开关性能见表2。

4.3管路连接
(1 )室外机房内环管线排布时应
将回水管道中线与室外机出水管上行
的立管中心线对齐，供水管道安装经
下行短管连接后与室
外机进水管支立管对
齐；连接室外机水管
支立管左右安装位置
(面对机组），不应
表1沿程阻力损失
序号
流量/
(m1 •h ')
管径
v/
(m •s M)
R/
(P a»a')
管径
v/
(m •s'1)
R/
(P a i1)
13.6DN321.013476. 71DN400. 77234. 44
24.8DN32 1.351835. 23DN40 1.027409. 33
36DN32 1. 6891293.19DN40 1.284632. 63
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Ventilation & air conditioning 总第339期
厂通风与空调
表2靶式流量开关性能 冲洗应严格分阶
擎设定范围：6-30L/m in:切换值：S6L/m in
重复性误差：S1.5L/m in:射压：l.6M P a
环境温度:5〜4〇1〇:介质温度:5〜80*C:
触点容最:A C250V3A (阻性）：转换触点丨副（常开或常闭）外壳防护等级：I P54 (符合G B4208)
使用介质温度范围：-20〜93X：:珀大允许静压：l O b a r
M大允许压楚：5b a r:设定点重复性偏差：±1%
输出形式：-组S P D T干接点输出.•路/两路输出可选.•路输 出时工厂设定常开
开关参数：10A (m a x. )250V (m a x.):接线方式：D I N43650C 接头/直接附线
影响电气检修机组前面板拆除及维修 操作，根据实际情况进行合理调整。

环路支架布置采用多管路共用支架，两侧用型钢进行支撑，保证连接管路 侧体系稳定性。

(2 )管道采用无缝钢管焊接时，严禁使用腐蚀严重管材，应将内壁的 浮锈清理干净直至光亮。

管内焊接时产 生的焊渣应及时清理干净，立管安装完 成后，立管底部与干线进行闭口焊接。

管路上丝扣连接时，切勿将麻丝、生胶 带掉落管内。

(3)施工过程中管路临时的敞 口应及时封堵，以防杂物掉入。

干管 与室外机相连支立管焊接时应采用顺 水三通连接或支立管顶端45°弯头 与干管连接（见图5 ),其下端面内 壁平齐勿深入干管内部，否则增大阻 力、流量不均。

图5干管与支立管焊接采用顺水连接
(4 )施工时应在每个干线末端安 装冲洗用连通管配备阀门（见图6),方便主管路进行循环冲洗。

管路系统
段进行：第一阶
段隔离各支路及
室外机，通过干
线末端联通管进
行主干管循环冲
洗直至达标；第
二阶段接入各支
路及设备进行系
统整体循环冲洗直至达标。

图6每个干线末端安装冲洗用连通管配备阀门
(5 )系统冲洗完毕后、试运行
中应及时清理过滤器，初期3-4天清
洗一次，运行两个月后每半月清洗一
次，换季期间常规清洗，清洗过程中
要及时补水。

5系统调试
5.1动态平衡阀的调节
动态压差平衡阀调节范围参数
是根据所调节管路总阻力值为依据，
阻力计算包括：调节范围内管道沿程
阻力及局部阻力，室外机在额定流量
下对应阻力，流量开关对应流量下阻
力。

平衡阀调节范围上限大于计算总
阻力，根据管路特性和阀门特性计算
参数，调试过程中将动态平衡阀刻度
600Pa,450Pa,300Pa分别对应于机
组流量60L/min,80L/min,100L7min
下的工况（见图7 ),同时调试过程中
需要逐台对外机流量进行现场测试、
复核（见图8 )。

图8调试过程中对外机流置
进行现场测试、复核
5.2电动两通阀门电气线路接入
待模拟不同工况下流量测试均合
格、系统运行稳定后接入电动两通阀
门控制线路，并逐步进行设备先监后
控的智能调试。

6结语
本项目实施前，施工方对该系统
进行了详细地设计分析，在全国范围
对在施、运行项目进行了仔细考察，
并与现场施工、物业管理部门的技术
人员沟通、交流，探讨导致系统阻力
过大、水力失衡、水侧循环水泵严重
偏离设计工况、室外机停机频繁、运
行能效低的因素。

项目通过施工前深
化设计、校核设计参数、优化水源侧
接管方案、合理阀部件配置，改进施
工工艺，从细节入手严格把控施工质
量，经调试合验系统各运行参数均达
到设计指标要求，阶段及整体均一次
性调试完成，系统运行稳定。

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27。