风冷热泵机组在小型公共建筑中的运行分析
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自上世纪70年代中东石油危机以来，建筑节能逐步引起世界各国的关注。建筑物能耗占总能耗的比例反映了一个国家的社会进步和人民生活水平的提高。据统计，国内建筑物能耗约占全国总能耗的20.7%，而北方地区的采暖能耗就占到约36%。但我国以煤为主的能源消费模式短期内不会改变。以煤为主的能源结构，是造成大气污染的主要根源，也是温室效应的主要排放源。节能和环境问题已成为制约社会发展的关键因素，因此发展并引导能源消费结构向优质和环保方向发展尤为迫切，热泵作为一种能源新技术顺应了这一历史潮流。 1 工程概况 该建筑工程位于兰州某住宅小区内，是一座集高档次、多功能、智能化的小区休闲娱乐综合配套设施，工程占地面积约900m2，建筑面积约为1600m2，南北长43.3m，东西宽24.2m，建筑高度为13m，共三层，无地下室；首层为咖啡厅及西餐厅，层高4.5m，二层为休闲娱乐中心（含棋牌室、兵乓球室、健身房、琴房、画室等），层高4.2m，三层为高级客房（含接待厅、卫生间等），屋顶设置空调用定压水箱间，在建筑南北两侧各设置能自然通风的楼梯。 该冷暖中央空调系统投资费用约49.6万元，单方造价约310元/ m2，于2004年10月竣工并交付建设方使用，前期该建筑首层临时作为小区售楼大厅使用，待小区开发完毕后交付物业管理，作为小区业主休闲娱乐的配套设施。 2 室内主要房间空调设计参数及空调设计原则 2.1 室内主要房间空调设计参数 各主要区域空调设计参数见表1 表1 为提高前期销售大厅的环境档次及为小区业主今后提供一个休闲娱乐的舒适场所，建设方决定该工程采用冷暖中央空调制冷制热，为舒适性中央空调系统，初期设计时在既无区域性热源，又无法建设小型锅炉房的实际情况下，经与设计院多次调查论证决定：空调用冷热水机组选用风冷热泵机组（压缩机采用进口全封闭高效涡旋式压缩机），机组在室外温度不低于-10℃的情况下，仍能有高的制热效率；同时考虑到北方寒冷地区对风冷热泵机组制热的限制，即风冷热泵机组冬季制热时受室外环境气温的影响较大，因此对应风冷热泵机组配套了三台管式电辅热机组。以弥补当室外气温低于-10℃以下时，机组制热量及机组化霜期间机组制热能力骤降对室内温度产生较大波动的影响，同时为保证首层室内良好的温度环境，抵挡入口外的冷风侵入渗透量，在南北两侧进入首层的入口处设置门厅，门厅顶部各设置一台长度L=1800m、功率P=9KW的电热风幕机组，以减少冷风渗透量对室内温度的干扰。 3 冷热源容量及室内冷热负荷设计 该工程冷热源均位于室外适当隐蔽位置落地设置，采用三台风冷热泵机组，风冷热泵装机总容量为：名义制冷量为182.1KW，名义制热量为198.3 KW；建筑夏季空调冷负荷为162KW，冷指标为94.8w/m2，冷冻水供回水温度为7/12℃，建筑冬季热负荷（含新风加热负荷）为124.8KW，热指标为78W/m2，热水供回水温度37/45℃；同时对应各风冷热泵机组配置三台管式电辅热机组，单台电热容量为60KW，每台电辅热机组内有四只发热棒（每只发热棒15 KW），冬季可根据热水回水温度由微电脑控制并逐级投入运行，电辅热机组总热容量共计180KW。 4 冷冻站主要设备 冷冻站主要设备配置见表2 5 空调水系统设计 空调水系统采用两管制，冷热水共用，冷热水由泵房（位于首层室内）经竖井中下分式供回水立管竖向引入各用户，立管采用异程式系统，在供回水立管顶端设置自动排气阀，每层水平管采用同程式系统，为保证水力平衡及将来实际负荷变化的可能，在各层水平总回水管及新风机组的回水管上设置了动态平衡电动调节阀，以保证系统的节能运行；当本层内负荷减少时，进入调节阀的水量相应减少，满足即时负荷的需求，相反随着负荷增加，进入调节阀的流量增加，当其它层或支路负荷发生变化时，由于调节阀的调节特性，保证进入本层或支路流量不受影响；水泵房设置循环泵两台，冬夏季共用，一用一备，空调水系统补水设置在循环泵房内进行，补水泵两台，一用一备，采用屋顶膨胀水箱定压，补水泵的启停由设置于屋面水箱中的液位继电器控制，冷冻水系统设置综合水处理仪，可有效地起到除垢、防垢等功效，系统初次注水及系统补水均采用软化水。 6 空调处理末端及气流组织 6．1 空调处理末端 根据房间用途、负荷变化及房间所处位置，且考虑各层人员流动性较大，负荷变化快的特点，室内各区域均采用风机盘管加新风系统，为了减少风机盘管的负荷及凝结水量，保证新风品质，新风机组采取每层设一台的布置原则，新风机组将新风处理到接近室内温度要求后送至各新风口，每层新风入口及排风口均在建筑物南端两侧布置，满足规范中对新风口与排风口的距离要求，新风入口设置隔尘网，隔尘网要求定期清洗或更换，为降低新风机的噪音对室内环境的污染，新风机采用弹簧吊架柔性吊装，且新风机出口设置消音部件。 6．2 室内气流组织 各空调区域内的送风口形式结合现场天花装饰的情况布置，新风送风口采用下送型散流器送风方式，风机盘管出风口能有效的配合建筑装饰线条，采用条形双层百叶风口上侧送风方式，回风方式采用单层百叶上回风方式。 |
