水环热泵系统在具体项目中的设计及应用

水环热泵系统在具体项目中的设计及应用摘要：本文概述了水环热泵空调系统的现状，简要介绍了水环热泵空调系统的工作原理，分析了水环热泵空调系统的优点和适用场所，并结合工程实例介绍水环热泵系统在具体项目中的应用及注意问题，供同行业人士参考。

关键词：水环热泵系统；供热；供冷；特点；设计应用

中图分类号：s611文献标识码：a 文章编号：

一、水环热泵系统定义及工作原理

1、水环热泵系统的定义

水环热泵系统自上世纪90年代引入我国以来，最初在一些外商投资项目和科研示范项目中开始使用。由于系统本身优势,近年来得到了很大的推广和应用，北京、上海、深圳等大中城市的许多工程中都出现了它的身影。所谓水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水/热泵机组并联在一起，形成一个封闭环路，构成一套回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵供暖、供冷的空调系统。典型的水环热泵空调系统由三部分组成：

（1）室内的小型水/空气热泵机组；

（2）水循环环路；

（3）辅助设备（如冷却塔、加热设备、蓄热装置等）。

2、水环热泵系统的工作原理

在水/空气热泵机组制热时，以水循环环路中的水为加热源；机

组制冷时，则以水为排热源。当水环热泵空调系统制热运行的吸热量小于制热运行的放热量时，循环环路中的水温度升高，到一定程度时利用冷却塔放出热量；反之循环环路中的水温度降低，到一定程度时通过辅助加热设备吸收热量。只有当水/空气热泵机组制热运行的吸热量和制冷运行的放热量基本相等时，循环环路中的水才能维持在一定温度范围内，此时系统高效运行。

二、水环热泵系统的特点优势

一个供冷供热的工程成功与否, 关键在于选择的供冷供热系统是否能很好地符合建筑工程的需求，而水环热泵系统具有如下特点：

1、费用低廉节能环保。

按水环热泵空调系统在建筑物中的用途，它属热回收式热泵系统。在室外气温较低时，建筑物的周边需要额外的热量来维持室温；与此同时，建筑物的内区为存在发热(如照明、设备、人体等散热)而需要降温。水环热泵系统通过同时连通建筑物的外区和内区的水循环环路，从而可以将内区产生的余热转移到外区，在对内区供冷的同时对外区供热，不存在常规空调系统在同种情况下的冷热量抵消所造成的浪费。当建筑物需要你同时供冷或者供热时，采用水环热泵空调系统的运行费用与常规空调相比最多可减少至50%左右。与昂贵的四管制风相比，更节省了管道系统的初投资。

3、控制灵活分户计量收费

水环热泵机组本身带有温度控制器,每个房间的用户可以根据

室外温度的变化和各自不同的要求，在一年内的任何时问随意进行房间里的供暖或供冷的调节，而不会影响到其他房间的温度。也无需再设控制中心或控制室, 此外还可以选用带远程控制的温控器。计费时只需按照各分区热泵机组耗电量为基准来计量, 水泵等公

共运行费用可根据热泵机组电费来合理分摊或作为固定费用按面

积分摊。

4、分批购买减轻资金压力

对于业主来说，如果采用常规空调系统，就必须一次购齐冷水机组及其他设备，往往造成很大的资金压力。而水环热泵空调系统只需先安装水循环系统，水/空气热泵机组可以分期投资、分批建设，甚至可以在用户入住前逐层安装，其投资回报效益高、见效快。

5、运行维护方便, 系统可靠性高。

水环热泵系统安装方便, 启动高速容易, 设计灵活, 故障率较小,不需配备熟练工程师做日常维修, 即使某个房间的机组出现故障也不会影响大楼内其他用户的使用,具有相当的可靠性。

6、节省机房有效控制成本

水环热泵空调系统由于没有冷水机组，可不需要配置制冷机房。对于改建工程, 采用水环热泵机组不需新增空调机房、冷冻站机房、不必增加大量的风管, 不易受建筑高度的制约, 只需将循环水引到需要安装水环热泵机组的地方即可。热泵机组可隐藏在吊项空间内而不占用室内空间。节省了宝贵的主机占地面积，使成本得到有效控制。

三、水环热泵系统的适用场合

1、有供热需求, 且当部分房间需供热时, 部分房间仍需供

冷的工程。

当建筑平面较大有内区存在,且内区长年需要供冷时, 外区的

供热可以通过水环热泵系统转移内区的热量来达到。或者某些房间放有发热量较大的设备, 需要常年制冷时, 水环热泵系统也非常

适用。

2、主要需求为供热, 且有一些热源可采用的工程。

比如有地热、地下水、地表水或太阳能等低品位能源可供利用, 该系统的节能和环保效应明显。如热电厂有废热可作为水环热泵系统的热源使用。

3、供冷供热系统使用随机性较大, 空调系统经常需要小范围运行。

如办公楼、高档餐厅等；或业主看重水环热泵系统的其他特点, 如计费方便、可分期建设、可分区控制等, 依目前发展态势来看，这类工程有逐渐增多的趋势。

四、水环热泵空调系统应用实例

某综合商务楼位于某市繁华的商业大道上, 共分十二层，地下

室为车库及设备房, 1～3 层为商铺、餐厅等, 4～12 层为办公区。本工程建筑面积约22600平米, 空调面积约18400平米, 夏季空调, 冬季通风, 夏季总冷负荷约为3300千瓦。开发商对空调系统设计

要求如下:

1、 1～3 层采用独立的空调系统, 4～12 层办公室为另一个空调系统；

2、本工程所有商铺、餐厅、办公室均出租或出售, 必须考虑到夜间营业加班等情况, 要求空调系统运行和计费方便, 保证各

单位的独立使用。

根据业主要求,选择了三种空调进行了对比，而后分析选择最佳方案。

结论：

a. 综合能效比较高, 系统档次高, 舒适性好, 但设备、管道较多, 不利于分期设置, 晚间加班少负荷运行时空调系统管理较麻烦, 空调计费也较复杂；

b. 虽投资少,分期设置、空调计费方便, 但能效比较低, 室外机布置对建筑外立面影响较大, 且空调系统舒适性较差；

c. 投资费用合理，综合能效比高, 空调舒适性、灵活性好, 空调计费方便,最后选择采用该方案。

下面是具体设置：

采用2 套水环热泵空调系统: a：1～3 层:总面积约8150平米, 选择3台流量为125平米每小时的方形横流冷却塔, 设于3 层屋面,配置4 台冷却水泵，其中一台是备用机；b:4～13 层办公室: 总空调面积约10250平米,选择同样流量的方形横流冷却塔 4 台，设于12层屋面, 同时也配置4 台冷却水泵。