關于水源熱泵(WLHP)系統(tǒng)

　　筆者曾于近期協(xié)助北京地區(qū)某建設單位，對其將完工的空調(diào)工程使用功能進行評估，發(fā)現(xiàn)了一系列問題，引起了對水源熱泵 系統(tǒng)的適應范圍和如何通盤解決好設計中好方面問題的思考。

　　該工程是由商業(yè)和寫字樓組合而成的綜合樓，總建筑面積8000m2，有少量的建筑熱工內(nèi)區(qū)房間，全部采用水源 熱泵系統(tǒng)，由房間的水源熱泵空調(diào)機和各層的水源熱泵新風空調(diào)機組成。冬夏兼用，由冷卻塔和城市熱網(wǎng)熱源通過各自的板式換熱 器對集中循環(huán)水冷卻或加熱，包括衛(wèi)生間、樓梯間等在內(nèi)未設置散熱器供暖系統(tǒng)。

　　水源熱泵系統(tǒng)在應用適當時，是一種很有特點的系統(tǒng)，具有下列優(yōu)點：

　　(1)具有熱回收功能，節(jié)能效果主要在冬季和過渡季顯著，可以將“內(nèi)區(qū)”的余熱，通過循環(huán)水系統(tǒng)向“外區(qū)”轉移，供 給“外區(qū)”供暖，特別適用于冬季有大量穩(wěn)定熱回收的建筑。

　　(2)系統(tǒng)簡單，只有一套集中循環(huán)水系統(tǒng)，以及循環(huán)水的冷卻和加熱設備，可節(jié)省機房占用的面積和空間。

　　(3)循環(huán)水系統(tǒng)的管道無需保溫和保冷。

　　(4)運行靈活，能源消耗便于分別計量。

　　但是，在該工程的具體條件下應用，就顯出它的一些缺陷和局限性：

　　①在冬季供暖期間使用時，因不存在明顯的“內(nèi)區(qū)”，總能耗要大于一般散熱器或空調(diào)供暖系統(tǒng)，除需提供數(shù)量略少的外部 熱源外，水源熱泵機且的壓縮機和循環(huán)水系統(tǒng)仍需進行，用電量在全負荷時約為240kW，如按平均負荷計約為100kW，而北京地區(qū)的 供暖期長達5個月。

　　②該工程使用性質(zhì)為商場和辦公等，屬于每天間斷使用的建筑，但總要有少量值班房間需晝夜使用，無論是夏季或冬季，集 中的循環(huán)水系統(tǒng)需不間斷運行。

　　③需設置散熱器值班供暖系統(tǒng),以保證各種水管道在冬季夜間或假日不被凍壞。如果設置了散熱器值班供暖系統(tǒng)，就提出了 可否擴大散熱器供暖系統(tǒng)的問題，即在冬季空調(diào)系統(tǒng)不運行?經(jīng)計算是可行的。

　　④水源熱泵機組進風溫度，一般不應低于130，極限z*低溫度為50，冬季用作新風機組時，需解決 水源熱泵新風機組進風的預熱處理，并設置水預熱排管的可靠防凍設施。水源熱泵新風機組z*好能增設加濕裝置，以保證冬季空調(diào) 的舒適標準。

　　⑤由于壓縮機在機內(nèi)，相對于集中冷源的空調(diào)機組，噪聲偏大。

　　⑥造價偏高，僅水源熱泵機組價格，不計附加的廠家調(diào)試費用，已約折合人民幣625元/m2。

　　根據(jù)以上情況，該工程又不得不對原有的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，進行了完善和改善，增設了散熱器供暖系統(tǒng)和新風機組進風的 預熱裝置，投資又增加了約60元/m2。z*終達到的空調(diào)綜合效果，同如此昂貴的造價難以相稱，不得不使建設單位產(chǎn)生 了對采用該種系統(tǒng)合理性的懷疑。

　　3 關于散熱器恒溫閥

　　近年以來，作為供暖系統(tǒng)節(jié)能的一種重要手段，散熱器恒溫閥受到廣為關注并被大力進行推廣。國內(nèi)研制并應用始于70年代， 北京建筑五金水暖器材工業(yè)公司科研室就曾推出過第一代7902型“采暖恒溫閥”。至80年代，開始引進國外應用甚廣的如德國、丹 麥等產(chǎn)品。按照國外產(chǎn)品樣機，蘇州市電器元件廠和北京市門頭溝節(jié)能設備廠也分別研制開發(fā)出同類產(chǎn)品。國外和國內(nèi)產(chǎn)品，都曾 在北京地區(qū)的一些工程中應用過。

　　在適當?shù)臈l件下應用，散熱器恒溫閥確是一種能改善房間熱舒適度和節(jié)約能源的構件。但其合理應用應考慮以下因素：

　　3.1 高阻力特性的恒溫閥僅適合于雙管式系統(tǒng)恒溫閥的作用原理，是通過溫控器波紋管內(nèi)熱敏介質(zhì)的受熱膨脹，驅(qū)使閥桿 位移使閥錐趨向關閉位置，z*大位移量約為7mm，決定了它的高阻力特性。早期開發(fā)的7902型“采暖恒溫閥”，局部阻力系數(shù)值為18， 略大于普通截止閥;蘇州WKQ1028型恒溫閃的局部阻力系數(shù)值，DN15為56，DN20為102;DANFOSS公司恒溫閃的局部阻力系數(shù)值，DNG15 型約為48.6，DN20約為97.7，DN25約為142.2。

　　雙管式系統(tǒng)每一組散熱器都是相互并聯(lián)的環(huán)路，如能在每組散熱器均設置阻力相對較高的恒溫閥，可增大散熱器組的阻力， 抵消并聯(lián)環(huán)路之間的水力失調(diào)因素，有助于各組散熱器之間的水力平衡。但是恒溫閥在單管式系統(tǒng)中勉強應用則是不適當?shù)模蚴牵?/span>

　　(1)《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》規(guī)定，單管系統(tǒng)應采用低阻力閥門。

　　(2)單管式系統(tǒng)設置恒溫閥和跨越管后，由于分流作用散熱器的散熱量會有所減少，要增加散熱器數(shù)量，與此種閥門昂貴 的價格結合，經(jīng)濟上是不合算的。

　　(3)恒溫閥與跨越管段的阻力匹配及合理的分流比，雖從理論上可以有所假設，但設計計算過程較為復雜，還由于難以避 免的運行因素，例如泥渣等造成的堵塞，在實際工程中常會發(fā)生。