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/空气热泵机组并联在一起,构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。
水环热泵空调系统是小型水源热泵空调机组的一种应用形式,它的机组分散布置在用户未端,由公共水环路将各个未端机组并联在一起,用以排除热泵机组所产生的冷热负荷。由于建筑内区全年需要供冷机组吸收室内热量向公共水环路释放。在冬季其热量被外区供热机组吸收,此时只需向公共水环路补充二者热量之差,即可保证系统的能量平衡。由于内区余热及各机组压缩机耗电所转换的热量融入公共水环路后被有效回收,又因为水环热泵机组是利用公共环路中低品位常温水进行供冷或供热,所以该系统在适合的场所下应用,有较好的节能和环保效果。
1、调节方便。用户根据室外气候的变化和各自的要求,在一年内的任何时候都可随意进行房间的供暖和供冷的调节。
2、虽然水环路是双管系统,但与四管制风机盘管系统一样可达到同时供冷供暖的效果。
3、建筑物热回收效果好。因此,这种系统适合于有内区与外区的大中型建筑物,即适用于大部分时间内有同时供冷供暖要求的场合。
4、系统布置紧凑、简洁灵活。由于没有体积庞大的风管、冷水机组等,故可不设空调机房(或机房面积小),从而增大了使用面积及有效空间;环路水管可不设保温,减少了材料费用。
6、便于安装与管理。水源热泵机组可在工厂里组装,减少了工地的安装工作量。由于系统设备简单,而使安装方便,启动与调整容易。
(1)根据工程特点、功能分区及使用要求,确定系统总体设计方案,同时应了解工程冷热源的供应情况。
(1)热泵机组要求流量恒定,在末端环路布置时应考虑环路之间的水力平衡,在经济合理的前提下宜采用同程系统。分支环路不宜过大,环路之间应进行平衡计算,必要时设置平衡阀。
(2)竖向分区应考虑设备的承压能力,核实最不利点工作压力,使其满足设备的承压要求。
(3)建筑内外分区∶当有实体隔断时,内外分区以隔断为界;当无明显实体隔断时,取外墙向内4-6m为外区。
2)新风引入量的多少及处理方法的不同对负荷有较大影响,设计时应予以注意。
(1)安装在吊顶空间内的水环热泵机组避免安装在人员工作或生活区上部,要尽量放在过道、贮藏间、卫生间及其它不经常使用的房间吊顶内。
(2)机组安装时应留有一定的检修空间,以便于接管、接线,检修空气过滤器、风机叶轮、盘管、电机、压缩机,清洁集水盘等,并应在机组附近的吊顶留有大小适当的检修孔。
(4)机组应避免安装在有二面或二面以上的反射面的位置,防止产生二次噪声,机组的位置最好使噪声作球状传播。
(5)吊顶机组的正下方应设吸声板,吸声板面积应大于机组底部面积的二倍,吸声厚度25mm。
(6)建筑各楼层的热泵机组,尽量安装在相对应的位置,以便节省水管、电气导管和新风管道的安装费用,同时也便于检修。
(7)安装机组的房间,吸声系数不应低于0.20。影响吸声系数的因素有:墙体材料(混凝土、钢架、砖、石等);顶棚的结构和材料;室内的家具和摆设;墙体保温材料;地板(或地毯)等。
(8)机组本身应有如下降低噪声的措施:压缩机应装设专门的减震弹簧;机箱内侧全部贴有专门的吸声及保温材料;风机与压缩机的空间分开,以避免压缩机噪声传至室内。
(1)机组进出口要装设一段内贴吸声材料的风管,不应在机组进出口直接安装风口,防止噪声反射到房间内。吸声材料一般采用超细玻璃棉,厚度25mm,按消声器标准制作。
(2)机组进出风口与风管之间采用软接头连接,防止机组振动直接传到风管上。
(3)主风管内风速应低于5m/s,接近送风口处的风速不应超过2.5m/s。
(5)送风口应避免直接开在主风管上,尤其是风管较短时。可接一个90°弯头出风。
(8)安装于小室内的机组,应防止噪声从回风口传播至空调房间,应在回风口处装设吸声板。
(10)弯头、三通和阀门等风管管件之间应有4~5倍风管直径或风管长边边长的距离,以使气流平稳。散流器、格栅和调节阀也应保持适当距离。
(2)机组集水盘的凝水排水管应装置50mm高的存水弯,有的热泵机组凝水口在正压区则无需存水弯。
(4)顶棚的吊架不应与风管相碰。所有顶棚、风管、管件和机组,都应设有单独的吊架。
水环热泵系统采取独立的区域控制和系统的中央控制相结合的控制系统,可分成以下三部分:
热泵机组一般均自带一套完善的控制系统,其基本的功能为温度控制和风量调节。水环热泵机组的出风温度和冷、热转换根据室内温控器设定自动调节,风量由三速调节器手动调节。机组自身还配置一些安全保护装置,如高温停机、过载限制、缺水停机等。热泵机组的控制可由厂家选配直接数字式(DDC)控制系统,通过通讯线路,把信息送至中央控制室,可以检测每台机组的运行状态如压缩机状态、送风机状态、换向阀位置、区域温度、送风温度、出水温度、高压限制等,还可以控制每台机组的运行方式如启停控制、温度设定、夜间设定控制、早晨预热(冷)控制等。
为了保证水环热泵系统可靠运行,循环水系统应确保两点:一是环路的水温在允许范围内,二是连续而稳定的流量。主要是通过检测两个控制点:环路的感温器和水流开关。感温器一般设在循环水泵进口处,并与锅炉或换热器保持一定的距离。感温器探测冷却塔出水温度或锅炉(换热器)后的混合水温,由控制系统根据设定值对冷却塔风机、水泵或锅炉的运行及换热器热媒的供给。
根据工程具体情况设置DDC中央控制系统,采用DDC控制可以加强中央控制系统与个别机组的配合,除前述对每台机组的控制之外,其功能还可增加:
(5)系统水流检测:系统水流、水质、缺水、高水温、低水温、供热设备水流、排热设备水流和循环泵水流等;维修报告:水环热泵机组的高低压、出水温度、空气过滤器状况、送风温度等。
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