1、PHNIX水环热泵在西部地区的应用PHNIX(芬尼克兹)集团 廖汉光引言所谓的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。20 世纪 80 年代初，我国一些外商投资的建筑中采用了水环热泵空调系统，由于这些工程显出：水环热泵空调系统回收建筑物内余热的特有功能；不像传统采暖系统那样会对环境产生严重的当局染；省掉或减少常规空调系统的冷热源设备和机房，便于分户计量和计费，便于安装、管理等优点。一、工程概况本工程位于四川省成都市，工程名称为银海信息中心总部办公楼的一期工程，本子项
2、为 A 楼，地上 27 层、地下 2 层，地下室为汽车库及设备用房，地上主要功能为科研办公、局部为餐厅、会议、超市、银行，建筑高度为 98.950，建筑面积约 41459 ，按一类高层公共建筑设计。二、设计范围本子项设计包括该楼的集中空调设计及通风设计。三、方案设计参数及依据1、空调设计计算基本参数： 夏季 冬季空气调节干球温度 31.6 空气调节干球温度 1通风干球温度 29 通风干球温度 6空气调节日平均干球温度 28 采暖干球温度 2空气调节湿球温度 26.7 相对湿度 80%相对湿度 85% 大气压力 96.32KPa大气压力 94.77KPa 风速 0.9m/s风速 1.1m/s2、
3、空调设计室内计算参数：温度 相对湿度%房间名称夏季 冬季 夏季噪音 dB（A）办公室 25 20 60 50 50会议室 26 20 60 50 50门厅、休息厅 27 18 60 55 55餐厅 26 20 65 55 553、设计依据采暖通风与空气调节设计规范 （GB50019-2003）简明空调设计手册高层民用建筑设计防火规范 GB5004595（2005 版）公共建筑节能设计标准 GB50189-2005办公建筑设计规范 JGJ672006 PHNIX 水环热泵机组相关资料4、空调负荷本工程空调形式为水环热泵系统，维护结构修改后经逐时计算本楼空调冷负荷为 3972kW(累计最大值） ，
4、空调热负荷为 2390kW。5、空调形式根据本工程特点,一层消防中心预留分体式空调电源，其余采用水环热泵空调系统。空调系统采用闭式冷却塔作为排热设备，采用燃气热水机组作为辅助加热设备。冷却塔、燃气热水机组及系统循环泵设于屋顶。二层大餐厅的空调器采用的水冷整体式热泵机组(立柜式)处理新、回风，为低速单风道全空气系统，气流组织为上送上回的方式。其余均采用新风机组加风机盘管机组的方式，各层分区设置新风机组，室内末端设备均采用吊装的整体式水源热泵机组，新风经集中过滤、处理后直接送至各房间；室内的气流组织均为上送上回形式。6、空调水系统建设方的使用要求及本工程的具体特点：1 层为大楼服务公共房间、2 层
5、为大楼服务的餐厅、310 层为建设方自用、1127 层为出租办公用房（每层按4 个单元设计） ；另外建设方要求考虑部分负荷（特别是节假日或夜间）时，空调系统的调节及节能措施。水环热泵系统的公共循环水系统采用定水量二次泵系统，除设置 3 台一次水泵外，设置部分负荷时开启的值班一次泵；各层根据负荷要求分别设置二次水泵，一次水泵克服最不利公共循环水环路的阻力（扣除水平支环路的阻力） ，二次泵负担各楼层水平支环路的阻力。各租售单元内连接末端机组的支环路为水平同程式外，其余管路均为异程式，在各分支管路的回水管上设置固定流量动态平衡阀，以确保水力平衡及各用户的水量恒定。各租售单元未安装末端时，单元的供、回
6、水主管之间（在单元供回水管阀门之后的管道）应设连通管，当单元内末端支环路安装、试压后与主管相接，同时撤除连通管。四、空调系统计费室内空调末端设备由建设方根据租售情况及用户要求分层分区安装，投入使用后各租售单元空调用电独立计量，各层新风机组及二次水泵的用电量分层计量，其费用按相应楼层各空调用户用电量占楼层末端用电总量的比例进行分摊；公共循环水一次泵、冷却塔、热水机组的用电（气）量统一计量，其费用按各空调用户的用电量占整个大楼末端用户的总用电量的比例进行分摊。具体的计费系统由甲方委托专业公司设计、施工。五、空调自控1、当楼层任意一台室内水源热泵机组开启时，则连锁控制其所属楼层水系统的公共循环水二次
7、水泵开启；根据供水温度夏季逐台开启相应的公共循环水一次泵及冷却塔，冬季逐台开启相应的热水机组 (系统供水温度：夏季控制在2935C 之间，冬季控制在 1526之间)。节假日或夜间加班时，负荷较小，可仅开启楼层二次水泵及供回水干管之间的旁通阀 A4，当空调用户较多、夏季供水温度升高至 29时，关闭主管之间的旁通阀 B3，优先开启值班一次水泵及所有冷却塔，温度继续升高时，关闭值班一次水泵，逐台开启一次水泵及冷却塔；冬季供水温度降低至 15时，优先开启值班一次水泵，继续降低时关闭值班一次水泵，逐台开启一次水泵及热水机组。(只有当一次水泵、值班一次泵全部关闭时旁通阀 A4 开启，当任意一台一次水泵或值
8、班一次泵开启时，旁通阀门 A4 均关闭。任一台一次水泵开启时，值班一次泵关闭） 。2、当楼层水平系统承担的水源热泵机组全部关闭后，由控制中心关闭相应的楼层新风机组、二次循环水泵，根据供水温度及末端的运行情况：夏季确定逐台关闭公共循环水一次泵及冷却塔，直至全部关闭；冬季确定逐台关闭公共循环水一次泵及热水机组，直至全部关闭。3、冷却塔开启台数与一次水泵(或值班一次水泵）对应，且冷却塔与进水管上阀门 A3 联锁启闭，根据供水温度控制冷却塔风喷淋循环泵的启停(供水温度升高优先启动风机如水温继续升高则启动喷淋循环泵)。4、热水机组根据供水温度控制投入运行台数及燃烧器的火力。设于热水机组进水管上的 B4
9、号阀门与热水机组联锁启闭。5、室内水源热泵机组根据回风温度控制其压缩机的启停，并在中央控制室显示其工作状态，各楼层新风机组、二次循环水泵均由中央控制室集中监控启停。6、供冷、供暖季节转换时由运行管理人员手动切换公共循环水供回水总管上用于季节转换的电动双位阀 A1、A2、B3 的启闭状态。系统初调试时将通过热水机组流量逐台调至额定流量，并记录下该状态下电动调节阀 B1、B2 的开度，在供冷、供暖季节转换时由运行管理人员将 B1、B2 阀一并调整至该开度。7、二次水泵根据相应楼层租售单元的安装使用情况确定运行档位：部分安装时低档运行，全部安装后均中档运行。（注：各季节设备及阀门的操作见下表及系统流
10、程图）六、通风设计1、地下室汽车库设置机械排风、机械送风（或自然进风） ，换气次数按 3m 层高的 6 次/h。2、地下室设备用房分别设置机械送风、排风系统。换气次数：配电房为 812次/h；水泵房为 5 次/h；发电机房为 6 次/h。3、二层厨房设置排油烟系统、其库房等设置机械排风（仅供参考，待厨房工艺确定后配合厨房专业公司二次深化设计） 。4、公共卫生间、电梯机房、无外窗库房设置机械排风。换气次数：卫生间为10 次/h；库房为 5 次/h；电梯机房为 15 次/h。5、屋顶热水机房、水泵房设置机械排风（兼作热水机房事故排风，风机与天然气泄漏报警装置联锁） 。换气次数：热水机房为 12 次
11、/h。七、系统流程图八、机组特点 高效节能水源热泵采用水冷却方式，效率比风冷热泵机组更高，故可降低电耗，并能实现内部能量平衡，以达到节能目的。 节约投资无需冷水机房、锅炉房或大面积保温工程，大大降低了初投资并缩短了施工周期、节省宝贵空间。 计量方便每一台水源热泵均可与单独电表连接，各公司、住户根据自己使用空调的多少交纳运行费用，简单且公平。 控制简单水源热泵中央空调系统中每一台机组均可独立控制，在房间内便可实现独立调节，操作简单方便。 可靠性高系统设备简单且安装方便、运行可靠性高、分区设计灵活。即使某一台机组出故障也不会影响其它用户，甚至可以现场整机更换。 设计简单水源热泵系统控制装置少，水路
12、配置简单，设计周期约为传统中央空调系统的一半。 满足用户的各种需求一年四季，用户可根据实际需要对任意一台机组选择制冷或供暖，以简单两管制实现了传统中央空调四管制才能实现的功能。 安装灵活新建建筑可先安装水源热泵循环水管的主管和支管，机组可在住户装修时按实际需要配置；改造工程中采用水源热泵更是快捷方便。 能源利用可利用地下水、深湖水、太阳能、地热、工业废热等廉价能源，降低运行费用（部分热源需要增加中间换热气，如板式换热器） 。九、工程图片十、总结对于一栋多个单位使用的建筑物来说，水环热泵是一种很好的空调解决方案，它不仅计费简单方便，运行管理灵活，又不用设独立的空调计费系统和中央空调机房，减少了中央空调系统的造价。这种空调系统既减少了甲方的初投资，又减少了使用者的空调使用费用，从而减少了空调的能耗，对解决日趋紧张的夏季空调用电很有帮助。
