水源热泵式中央空调的实践应用

 【摘要】：水源热泵是一种高效、节能、节资、冷暖两用、运行灵活且无污染的新型中央空调系统。它利用空气、地表水、地下水、工业废水及地下常温土壤资源，借助压缩机系统，完成制冷(制热)，是一种高效节能的环保设备。它由压缩机，室外井泵，主循环泵及风机盘管通过管网连接构成一个换热系统满足制热和制冷的工艺需要。 

　　【关键词:水源热泵； 压缩机； 井泵； 循环泵； 换热器 

　　中图分类号: TU991.11 文献标识码:A文章编号 　 

　　 1前言 

　　随着近十几年来改革开放的进行，各类办公楼，体育场馆，酒店会堂迅速在神州大地上崛起，使服务于这些高档楼宇的中央空调系统也在我国得到了迅速发展。尤其是近年来兴起的水源热泵式中央空调，以其高效、节能、污染小、维护方便的特点受到大力推广，在我区水源热泵式中央空调起步还比较晚，但发展势头看好，大多数人对这一新兴技术还比较陌生。笔者有幸参与了我区某酒店水源热泵式中央空调的安装、调试，及随后近两年的日常维护工作，获得了一点经验，在此向大家初步介绍一下水源热泵的工作原理及相关设备在酒店的应用，以期对水源热泵在各类场馆推广应用有所借鉴。 

　　2水源热泵的工作原理 

　　某大酒店是一家四星级酒店，酒店建筑面积2.2万平方米，分A、B两区，A区七层，B区十层。酒店中央空调采用水源热泵式中央空调系统，自2003年11月投人运行，经过工程技术人员的不断调试，至今设备运行稳定可靠，完全能够满足酒店制冷制热需要。 

　　热泵系统就是能够把能量从温度低(低品位能量)传递到温度高(高品位能量)的设备系统。正如水能够通过水泵能从低处向高处流动一样，它是以花费一部分高质能为代价，从自然环境中获取能量，并连同所花费的高质能一起向用户供热，从而有效地利用了低水平的热能。 

　　在制冷模式时，高压高温的制冷剂气体从压缩机出来后进人水/制冷剂的冷凝器，向水中排放热量而冷却成高压液体，并使水温升高。到热膨胀阀进行节流膨胀成低压液体后进人蒸发器蒸发成低压蒸汽，同时吸收空气的(水)的热量。低压制冷剂蒸汽又进入压缩机压缩成高压气体，如此循环不已。此时，制冷环境需要的冷冻水在蒸发器中获得。在供热模式时，高压高温制冷剂气体从压缩机压出后进人冷凝器同时排放热量而冷却成高压液体，到热膨胀阀进行节流膨胀成低压液体进人蒸发器蒸发成低压蒸汽，蒸发过程中吸收水中的热量将水冷却。低压制冷剂蒸汽又进人压缩机压缩成高压气体，如此循环不已。此时，供热环境需要的热水在冷凝器中获得。热泵系统是一种高效、节能、节资、冷暖两用、运行灵活且无污染的新型中央空调系统。它利用空气、地表水、地下水、工业废水及地下常温土壤资源，借助压缩机系统，完成制冷(制热)。它无须任何人工资源，彻底取代了锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。它不向外界排放任何废气、废水、废渣，使人们远离粉尘、废气和霉菌，是一种理想的绿色技术。 

　　水源热泵就是以地下水作为冷热“源体”，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。传统的暖通空调系统需要很多辅助系统或设备来完成一个完整的暖通空调功能，如锅炉、冷却塔。而水源热泵系统只是通过与地下水的热交换来完成制冷或制热的效果。只应用一个硬件系统，通过在不同季节进行冷凝器和蒸发器的转换，就可以完成制冷与制热功能的转换。 

　　3主要设备特点 

　　3.1压缩机 

　　某酒店中央空调主机选用意大利克莱门特中央空调设备，设备安装于地下室内，一台螺杆机供酒店制冷(制热)，型号为:BE/SRHH3302，双机头总功率为420kW。一台活塞机供酒店制热水和制冷(制热)，型号为:WRHH- R- 1002双机头总功率为106.4kW 。 

　　克莱门特螺杆式压缩机是一种回转式的容积式压缩机，它是利用一对设在机壳内的螺旋形阴阳转子的啮合运动，来改变齿槽容积完成蒸汽的压缩。能量调节靠两转子下面的机壳内滑阀的轴向来回滑动，改变转子的有效工作长度来改变压缩机的输气量，进而改变制冷(制热)量。制冷剂为R22，为防止长期停车后开机产生液击现象，机组在曲轴箱油槽内加装油电加热器，电加热器用于启动前先将槽中油加温，使混合在油中的制冷剂蒸发掉，然后再启动压缩机。螺杆机对环境温度变化敏感，有多套保护装置(高低压保护，热保护，水流保护，压缩机相序保护，缺相保护，电压保护)。 

　　活塞机为半封闭式往复式压缩机，缸体为V型排列，压缩机的机体与电动机的壳体铸成一体，压缩机和电动机同一根轴，消除了开启式压缩机轴封易漏的弊病，密封性能好。低温制冷剂蒸汽通过电动绕组，改善了电动机的冷却条件，提高了电动机的效率。 

　　3.2井泵和循环水泵系统 

　　井泵安装于酒店室外三个井坑内，共有6台，两台为一组用一井坑，功率分别为18.11,11kW，流量分别为每小时50m3和80m3，每个井坑内井泵与其它泵都与主进(回)水和排污管道相连，配以蝶阀控制。井深50m，井水回灌采用一抽两回或自抽自回的方式，地下室主机房内冷冻水(冬季为制热水)主循环泵为两台30kW立式单级双吸离心泵，两台15kW离心泵，扬程均在30m以上。 

　　3.3换热设备 

　　为主机配套的水冷卧式冷凝器为制冷剂包铜管水路结构，每年只需用铁丝系毛刷清洗两次水路铜管水垢即可满足机组换热需要。蒸发器为干式壳管式，制冷剂在管内气化，有利于回油，蒸发器水路可以两年一次通过外接循环泵辅以酸液槽，循环弱酸溶液反复冲洗10h以上改善换热效果。板式换热器是新型的换热设备，是用薄金属制成具有一定形状波纹的换热板片，然后叠装而成的一种换热器，工作的流体在两块板片所形成的窄小面曲折的通道中流过，中间隔一层板片，通过此板片进行热量交换。板式换热器的流道较小，所以对水质的要求较高。每三个月用草酸溶液清洗。 

　　3.4集水器和分水器 

　　因空调系统分区较多，故在供水与回水管前设有分水器与集水器，将各空调分区的供回水管由分水器与集水器接出，便于各区供热(冷)量的调节。在分水器与集水器之间，还连接有旁通平衡控制阀以平衡系统压力。 

　　3.5风机盘管系统 

　　广泛分布于各个厅房和客房内的空调末端设备，平时只需定期的清洗水路过滤器即可满足工艺需要。 

　　4结束语 

　　总之，整个水源热泵中央空调系统是一个相互影响，又受外界天气及使用情况影响的大的系统，在日常的维护工作中要时时关注天气变化和使用负荷变化及时调整工艺参数使其发挥最佳的作用，这方面的问题由于涉及具体机型调整，本文不做赘述。