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【摘要】：本文简单介绍了常见的几种水源热泵形式，并通过对某项目实例的分析，从可行性到设计方案（包括冷源、热源、VRV冷媒系统、VRV水系统和新风方案），说明了大金水源热泵VRV在水环系统中的成功应用，供大家参考。
【关键词】：水源热泵；VRV；项目实例；成功应用
中图分类号：S273 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
VRV（Variable Refrigerant Volume）系统为变冷媒流量多联系统，即控制冷媒流通量并且通过冷媒的直接蒸发或者直接凝缩来实现制冷或制热的空调系统。
水源熱泵VRV是一种采用水作为冷热源的VRV空调系统，系统由水侧和冷媒侧两部分构成。水经由水配管从冷/热源输送到水源热泵VRV主机，和冷媒进行热交换，再由冷媒将冷/热量送达室内，实现空调的制冷/制热。系统图如下
水源热泵可以利用可再生能源，包括江河水、湖泊水、海水、地下水等水源热能、土壤热能、污水废热等，甚至太阳能也可作为系统热源。将热泵技术与可再生能源结合，不仅可使系统能耗显著降低，还可卓有成效地减少温室效应，有效地实现节能减排。下面简单介绍几种冷热源的应用方式：
1.1水环式水源热泵系统
定义：多台水源机组并联在同一封闭的循环水系统中，使用冷却塔、锅炉（或其他供热设备）为冷热源，对环路的水进行加热或冷却，维持环路水温。工作原理：夏季多数机组制冷时，环路所需温度通常为30~35℃，一般水温超过35℃时，开启冷却塔，向外排热；冬季多数机组制冷时，通常水温为15~25℃，一般在水温低于15℃时，开启锅炉，提高水温。
1.2地热源水源热泵系统
定义：利用地下浅层地热资源作为冷热源，在土壤中吸收（排放）热量的水源热泵机组。工作原理：地源热泵的闭合回路部分由埋于地下的长塑管组成，管内的流体与土壤之间进行换热。热泵在闭合回路和室内负荷之间传递热量。由于较深的地层在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，因此地源热泵的能效比大大提高。
1.3地表、地下水式水源热泵系统
定义：利用湖水、河水、地下水、矿井水等自然水作为冷热源的水源热泵机组。可分为开式系统和闭式系统两种。
1.3.1开式系统
直接抽取自然水源进行换热，要求该水源应有比较好的水质，以免频繁出现阻塞、结垢严重等情况；该处水源必须有足够的水量满足运行高峰时的用水量要求。为避免地面沉降，采用开式系统时，必须落实好回水（回灌）的问题，以免对当地的水源和地质造成不良影响。
1.3.2闭式系统
在水源中设置封闭的盘管，需要占用一定的水域空间，因此，在河道、湖泊中设置水源盘管之前，需了解该水源的使用情况，必要时向当地的水务、航运部门提出申请和确认，以免影响正常的水上运输和生产。
1.4污水源（余热利用型）水源热泵系统
定义：利用工业生产或生活过程中产生的高温/低温污水作为冷热源、将其中的热量予以回收，供空调利用的水源热泵机组。注意事项：由于污水中存在较多杂质（如污泥、大尺度污染物体等），因此利用前必须对杂质进行过滤，以免阻塞换热器，或者频繁结垢、降低换热效率。同时工业污水中往往含有酸碱等腐蚀性物质，应选择有耐腐蚀效果的泵和板式换热器。
2.案例介绍
大金水源热泵VRV系统，主要是针对冷媒侧即水源热泵主机及室内机进行创新和优化设计；水源侧及冷热源侧，大金提供宽广的温度范围，只要满足温度（制冷7~45℃，制热5~50℃）和水质要求（见附表）即可接入大金水源热泵VRV系统。下面通过某项目实例，介绍大金水源热泵VRV在水环系统中的应用，以及系统优势。
2.1工程概况
本项目是某地区繁华地段的甲级写字楼，项目总建筑面积约12万平方米，分为主楼和辅楼两部分。其中辅楼为地下三层，地上两层，分别作为变配电用房、物业管理用房和餐厅、多功能厅。主楼为地下四层，地上十六层，地下四层为设备机房、泵房，地上一层大堂，二到十六层是租售型办公室。项目整体使用大金水源热泵VRV2800HP，每层设有设备间用于水源热泵VRV主机摆放；冷源采用开式冷却塔带板式换热器；热源专门配置了燃气锅炉；新风系统采用新风全热交设备；控制系统采用大金i-Manager系统。
2.2水源热泵可行性分析
2.2.1根据租户的工作性质，空调系统需要实现同时制冷制热的功能；加班时间和正常工作时间，系统应能够根据负荷的波动自动调节，以满足室内的舒适性要求。此外，租户对空调系统的独立控制要求较高。
2.2.2由于项目将租售给不同的客户，空调费用的收取也是一个重要问题。简单的按面积收取是不合理的；同时业主也要求设备的自动化程度较高，能提高工作效率。
2.2.3响应国家号召，采用节能环保的产品。
综合多方面要求，水源热泵VRV系统的以下特点正好将上述问题迎刃而解。通过大金特有的BS装置，可以实现同时制冷制热水源热泵的热回收功能可以解决部分区域制冷、部分区域制热的问题大金i-Manager智能控制系统可以实现对系统全设备的集中控制，简化工作，同时系统还可以根据每台末端的具体使用情况（包括使用时间、温度、冷媒流量和状态等）来分摊空调费用，为业主提供了公平、合理的收费依据。
2.3空调系统设计
系统采用水环热泵的形式。
2.3.1冷源
系统配置了3组开式冷却塔作为冷源，每组由4台循环水量210m³/h的模块组成。冷却塔置于辅楼楼顶。冷却水泵3台，流量840m³/h，扬程35mH2O，与设置在地下四层热力站内的冷水板换配套使用；冷却水泵互为备用。
开式冷却塔3套
冷却塔侧进出水30/35℃，水环侧进出水32/37℃
冷却塔、水泵和板换一一对应，水泵互为备用
2.3.2热源
本项目采用3套供热量为2800KW的燃气锅炉为热源，其中，水源热泵主机供热3369KW，冬季新风加湿用热2450KW，其余用于生活热水。
锅炉侧进出水80/60℃，水环侧进出水22/42℃
锅炉与水泵一一对应，
新风处理用热水另设板换，通过分集水器连接到锅炉回路，此处省略。
2.3.3水源热泵VRV系统（冷媒）
主机及末端采用了大金水源热泵VRV。主机外形小巧，可分层摆放，对机房的空间要求较低非常节省空间。末端采用中静压风管室内机，优点在于租户可以根据各自装潢隔断的要求进行室内机和风口的安装，更灵活实用。
2.3.4水源热泵VRV水系统
本项目VRV主机以水环方式连接，系统简单。冷热源以并联方式接入，通过温控阀感知回水水温，以此判断系统的冷热需求，通过控制阀门实现冷热源的切换。
系统配置了3台流量840m³/h，扬程35mH2O的变频水泵，1台备用泵。主机供水管上安装电动阀，空调开启时阀门打开，循环水进去主机换热，反之阀门关闭。切断水循环；水泵根据前后的压差变化改变运行工况，实现高效运转。
2.3.5新风系统设计
通过7台转轮式热回收机组输送新风，共257000m³/h风量，新风负荷由水暖热泵VRV室内机承担。
2.3.6节能运行
系统通过温控阀感知回水温度，通过预设温度，切换到不同的捏能运行模式。有如下三种运行模式：加热模式、冷却模式、、自平衡模式。各模式的切换由回水温度Th决定
1）加热模式
建筑热负荷大于冷负荷时，系统进入加热状态，此时冷却塔及其循环泵停止运转；锅炉及锅炉循环泵启用，供给热水
2）冷却模式
建筑冷负荷大于热负荷时，系统进入冷却状态，此时冷却塔及其循环泵启用，对外散发热量；锅炉及锅炉循环泵停止运行
3）自平衡模式
建筑热负荷与冷负荷大体相等时，系统进入自平衡模式，此时仅系统循环泵工作，冷却塔、锅炉及其对应的循环泵停止运行。自平衡模式下，系统通过水回路进行热量回收，能耗最低
本项目是水源热泵VRV机组在水环系统中的成功案例。安装至今，效果良好，得到用户的高度认可。
4.结束语
综上所述，水源热泵VRV系统具有高效节能；可满足同时制冷制热的要求，并轻松实现热回收；适用水温范围广，水侧承压高（1.96MPa）；可有效避免室内漏水隐患等优势，已经被市场接受。
【关键词】：水源热泵；VRV；项目实例；成功应用
中图分类号：S273 文献标识码：A 文章编号：
1.引言
VRV（Variable Refrigerant Volume）系统为变冷媒流量多联系统，即控制冷媒流通量并且通过冷媒的直接蒸发或者直接凝缩来实现制冷或制热的空调系统。
水源熱泵VRV是一种采用水作为冷热源的VRV空调系统，系统由水侧和冷媒侧两部分构成。水经由水配管从冷/热源输送到水源热泵VRV主机，和冷媒进行热交换，再由冷媒将冷/热量送达室内，实现空调的制冷/制热。系统图如下
水源热泵可以利用可再生能源，包括江河水、湖泊水、海水、地下水等水源热能、土壤热能、污水废热等，甚至太阳能也可作为系统热源。将热泵技术与可再生能源结合，不仅可使系统能耗显著降低，还可卓有成效地减少温室效应，有效地实现节能减排。下面简单介绍几种冷热源的应用方式：
1.1水环式水源热泵系统
定义：多台水源机组并联在同一封闭的循环水系统中，使用冷却塔、锅炉（或其他供热设备）为冷热源，对环路的水进行加热或冷却，维持环路水温。工作原理：夏季多数机组制冷时，环路所需温度通常为30~35℃，一般水温超过35℃时，开启冷却塔，向外排热；冬季多数机组制冷时，通常水温为15~25℃，一般在水温低于15℃时，开启锅炉，提高水温。
1.2地热源水源热泵系统
定义：利用地下浅层地热资源作为冷热源，在土壤中吸收（排放）热量的水源热泵机组。工作原理：地源热泵的闭合回路部分由埋于地下的长塑管组成，管内的流体与土壤之间进行换热。热泵在闭合回路和室内负荷之间传递热量。由于较深的地层在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外温度，又低于夏季的室外温度，因此地源热泵的能效比大大提高。
1.3地表、地下水式水源热泵系统
定义：利用湖水、河水、地下水、矿井水等自然水作为冷热源的水源热泵机组。可分为开式系统和闭式系统两种。
1.3.1开式系统
直接抽取自然水源进行换热，要求该水源应有比较好的水质，以免频繁出现阻塞、结垢严重等情况；该处水源必须有足够的水量满足运行高峰时的用水量要求。为避免地面沉降，采用开式系统时，必须落实好回水（回灌）的问题，以免对当地的水源和地质造成不良影响。
1.3.2闭式系统
在水源中设置封闭的盘管，需要占用一定的水域空间，因此，在河道、湖泊中设置水源盘管之前，需了解该水源的使用情况，必要时向当地的水务、航运部门提出申请和确认，以免影响正常的水上运输和生产。
1.4污水源（余热利用型）水源热泵系统
定义：利用工业生产或生活过程中产生的高温/低温污水作为冷热源、将其中的热量予以回收，供空调利用的水源热泵机组。注意事项：由于污水中存在较多杂质（如污泥、大尺度污染物体等），因此利用前必须对杂质进行过滤，以免阻塞换热器，或者频繁结垢、降低换热效率。同时工业污水中往往含有酸碱等腐蚀性物质，应选择有耐腐蚀效果的泵和板式换热器。
2.案例介绍
大金水源热泵VRV系统，主要是针对冷媒侧即水源热泵主机及室内机进行创新和优化设计；水源侧及冷热源侧，大金提供宽广的温度范围，只要满足温度（制冷7~45℃，制热5~50℃）和水质要求（见附表）即可接入大金水源热泵VRV系统。下面通过某项目实例，介绍大金水源热泵VRV在水环系统中的应用，以及系统优势。
2.1工程概况
本项目是某地区繁华地段的甲级写字楼，项目总建筑面积约12万平方米，分为主楼和辅楼两部分。其中辅楼为地下三层，地上两层，分别作为变配电用房、物业管理用房和餐厅、多功能厅。主楼为地下四层，地上十六层，地下四层为设备机房、泵房，地上一层大堂，二到十六层是租售型办公室。项目整体使用大金水源热泵VRV2800HP，每层设有设备间用于水源热泵VRV主机摆放；冷源采用开式冷却塔带板式换热器；热源专门配置了燃气锅炉；新风系统采用新风全热交设备；控制系统采用大金i-Manager系统。
2.2水源热泵可行性分析
2.2.1根据租户的工作性质，空调系统需要实现同时制冷制热的功能；加班时间和正常工作时间，系统应能够根据负荷的波动自动调节，以满足室内的舒适性要求。此外，租户对空调系统的独立控制要求较高。
2.2.2由于项目将租售给不同的客户，空调费用的收取也是一个重要问题。简单的按面积收取是不合理的；同时业主也要求设备的自动化程度较高，能提高工作效率。
2.2.3响应国家号召，采用节能环保的产品。
综合多方面要求，水源热泵VRV系统的以下特点正好将上述问题迎刃而解。通过大金特有的BS装置，可以实现同时制冷制热水源热泵的热回收功能可以解决部分区域制冷、部分区域制热的问题大金i-Manager智能控制系统可以实现对系统全设备的集中控制，简化工作，同时系统还可以根据每台末端的具体使用情况（包括使用时间、温度、冷媒流量和状态等）来分摊空调费用，为业主提供了公平、合理的收费依据。
2.3空调系统设计
系统采用水环热泵的形式。
2.3.1冷源
系统配置了3组开式冷却塔作为冷源，每组由4台循环水量210m³/h的模块组成。冷却塔置于辅楼楼顶。冷却水泵3台，流量840m³/h，扬程35mH2O，与设置在地下四层热力站内的冷水板换配套使用；冷却水泵互为备用。
开式冷却塔3套
冷却塔侧进出水30/35℃，水环侧进出水32/37℃
冷却塔、水泵和板换一一对应，水泵互为备用
2.3.2热源
本项目采用3套供热量为2800KW的燃气锅炉为热源，其中，水源热泵主机供热3369KW，冬季新风加湿用热2450KW，其余用于生活热水。
锅炉侧进出水80/60℃，水环侧进出水22/42℃
锅炉与水泵一一对应，
新风处理用热水另设板换，通过分集水器连接到锅炉回路，此处省略。
2.3.3水源热泵VRV系统（冷媒）
主机及末端采用了大金水源热泵VRV。主机外形小巧，可分层摆放，对机房的空间要求较低非常节省空间。末端采用中静压风管室内机，优点在于租户可以根据各自装潢隔断的要求进行室内机和风口的安装，更灵活实用。
2.3.4水源热泵VRV水系统
本项目VRV主机以水环方式连接，系统简单。冷热源以并联方式接入，通过温控阀感知回水水温，以此判断系统的冷热需求，通过控制阀门实现冷热源的切换。
系统配置了3台流量840m³/h，扬程35mH2O的变频水泵，1台备用泵。主机供水管上安装电动阀，空调开启时阀门打开，循环水进去主机换热，反之阀门关闭。切断水循环；水泵根据前后的压差变化改变运行工况，实现高效运转。
2.3.5新风系统设计
通过7台转轮式热回收机组输送新风，共257000m³/h风量，新风负荷由水暖热泵VRV室内机承担。
2.3.6节能运行
系统通过温控阀感知回水温度，通过预设温度，切换到不同的捏能运行模式。有如下三种运行模式：加热模式、冷却模式、、自平衡模式。各模式的切换由回水温度Th决定
1）加热模式
建筑热负荷大于冷负荷时，系统进入加热状态，此时冷却塔及其循环泵停止运转；锅炉及锅炉循环泵启用，供给热水
2）冷却模式
建筑冷负荷大于热负荷时，系统进入冷却状态，此时冷却塔及其循环泵启用，对外散发热量；锅炉及锅炉循环泵停止运行
3）自平衡模式
建筑热负荷与冷负荷大体相等时，系统进入自平衡模式，此时仅系统循环泵工作，冷却塔、锅炉及其对应的循环泵停止运行。自平衡模式下，系统通过水回路进行热量回收，能耗最低
本项目是水源热泵VRV机组在水环系统中的成功案例。安装至今，效果良好，得到用户的高度认可。
4.结束语
综上所述，水源热泵VRV系统具有高效节能；可满足同时制冷制热的要求，并轻松实现热回收；适用水温范围广，水侧承压高（1.96MPa）；可有效避免室内漏水隐患等优势，已经被市场接受。