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摘要： 本工程是水环热泵空调系统在北京市北京经济技术开发区中应用的一个实例，简单介绍水源热泵机组的特点、运行情况等。水环热泵空调系统在本工程中获得成功，为水环热泵技术的不断发展提供丰富的经验。
关键词： 水环热泵空调系统；噪音；安装技术；节能
中图分类号：F2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0310151－01
1 工程概况
本项目位于北京市南四环外义庄开发区，由A-H共8栋楼组成，每栋楼高度均45.6米，总建筑面积为70567㎡，功能为商务办公性质。
2 水环热泵系统设计方案
综合考虑建筑物可利用的冷热源，建筑物的使用特点、运行费用等因素，进行技术经济分析后，决定采用冷却塔+水源热泵机组+市政热力的空调系统形式。
室内采用整体式水源热泵机组，水源热泵机组利用热泵原理，冬季从循环水中提取热量，供房间采暖使用，夏季把房间的热量带到循环水中。实现冬季供暖，夏季制冷的目的。本系统设一个热交换水泵房，冷热水经集中换热后，由管道送到各个房间。
2.1 技术可行性分析
2.1.1 水系统的温度保证。水源热泵机组的工作温度是10-40℃之间，夏季利用冷却塔，设计冷却塔的进出水温度是37/32℃，冬季该项目所在地只有市政热力，市政热力供热通过板式换热机组后，将25℃的热水供给水源热泵机组。
2.1.2 水源热泵机组特点。1）压缩机：选用美国谷轮（COPELAND）原厂压缩机，压缩机舱单独密封，四周钢板，内贴优质闭孔发泡保温材料，保证吸音减震效果。压缩机的安装方式经过最佳优化双重减震设计，采用“橡胶+弹簧”双重减震方式。整机最小噪音控制在32分贝的水平。2）冷凝器：冷凝器为铜质管内管式换热器，即铜管套铜管。铜管为双层螺旋螺纹，有效的提高了换热效率。冷媒氟利昂流动于外层环型空间，而水则逆向流动于管内。冷凝器测试水压为2760kPa。3）风机和风机马达：采用渐开线涡壳内的前向双进风叶轮风机，并由弹性安装的三速永久分离电容式马达驱动，性能稳定，噪音小。4）减震装置：每台机组均配备新西兰工厂原装弹簧减震装置，可以在最大程度上降低机组的振动和噪音。5）节流装置：节流装置是temperzone公司专门为水源热泵自主开发的专利产品，temperzone公司针对水源热泵的运行工况特点，经过十几年的实验研究，其性能更优于毛细管和膨胀阀，对冷媒的调节更精确。
2.2 设计方案
2.2.1 水环热泵机房循环系统。一期项目水环热泵循环系统设备设置在H楼地下二层机房，空调机房主要由水泵房和换热机房组成。
冬季：市政热力供热热水进入板式换热机组与水环热泵系统室内循环侧进行换热，保证循环侧进入室内机组的温度在21-25℃之间；夏季：从冷却塔来的水温在30-32之间，进入水源热泵机组，实现制冷。
2.2.2 水环热泵空调房间。根据项目建筑功能不同，合理布置水源热泵机组，水源热泵机组布置（如图1所示）。
3 选用空调机组的优点
3.1 运行管理灵活，可以分户计量。水源热泵机组独立运行，这样可以按每户或每个房间独立计量和收费；也可以按区域为对象单独控制，独立计量电费，管理既方便又灵活。同时设备发生故障时只会影响某个房间或某个区域。
3.2 7×24小时全天运行，解决加班空调。水环热泵空调系统“化整为零”，没有大型的主机，用户可根据室外气候的变化和各自的要求，在一年内的任何时候可随意选择机组的制冷或供暖模式。
3.3 机组运行稳定可靠。整体式水源热泵机组是水冷系统形式，受外界环境的影响小，机组制冷制热稳定，可以满足不同用户不同时段的使用要求。
3.4 机组运行噪音低。整体式水源热泵中带有压缩机，噪音问题是制约水环热泵系统发展的最大障碍。本项目选择水环热泵系统，对噪音的控制主要采取了以下措施：一方面，在系统设计阶段选择小型号的室内机组，设备厂家对设备本身做了很好的消声处理，给机组压缩机设置了单独的压缩机仓，压缩机与机组相连接的地方采用了双层减震方式；另一方面：在安装技术上，要求机组前后接消声静压箱，机组与吊顶连接时，应用了水源热泵设备厂家提供的独有减震装置，并且保证机组前后安装至少有1米的风管，再与室内送回风口相连，机组安装完毕后，配合装修，在吊顶内距离机组的下部，安装了消声板。通过上述措施，使水源热泵机组在有背景噪音存在的情况下，实测噪音为32-35dB，满足《办公建筑设计规范》（JGJ67-89）对噪音的规定要求。
4 整体运行情况
本项目已经安装完毕，经过调试，运行参数满足要求，机组运行稳定。整个系统已经完整运行了一个采暖季和制冷季。通过物业的实测数据，夏季空调系统的总耗电量为1962kW，其中水泵房的耗电量为374kW，占整个夏季耗电量的19%，冬季空调系统的总耗电量为1374kW，其中水泵房的耗电量为300kW，由于水环热泵系统冬季热源为市政热力，而市政热力通过热计量表显示，总的热量为1121kW，通过计算，均摊到各个业主的费用：夏季0.9元/㎡·月，冬季为2.2元/㎡（此费用包含冬季市政热力使用费），水源热泵机组的耗电量则由业主自己承担。
5 结论
1）水源热泵机组在商务办公中应用，根据项目情况，从根本上解决了噪音问题，即使在高档商务办公建筑中，也能满足使用要求。
2）本项目建筑特征并没有明显内外区，通过对运行费用的统计，水环热泵系统也是非常节能的系统形式之一，在本项目中，中央空调系统的运行费用由水源热泵机组运行费用和水环热泵中央空调系统辅助设备的运行费用两大部分组成。水源热泵机组的启停掌握在业主自己手中，辅助设备运行的费用（在整个中央空调系统的运行费用中占很小一部分）均摊在物业费中，业主自己控制着水源热泵机组开启率，由于水源热泵机组的开启率很低，这样以来，水环热泵系统运行费用就比传统中央空调系统的运行费用要低，在运行管理过程中达到节能的目的，也能够使每个人都参与到节能的行业中，同时也积极响应了国家的节能减排政策。
参考文献：
[1]电子工业部第十设计研究院，空气调节设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2002.
[2]中国建筑标准设计研究院，水环热泵空调设计与安装，中国计划出版社，2007.
关键词： 水环热泵空调系统；噪音；安装技术；节能
中图分类号：F2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0310151－01
1 工程概况
本项目位于北京市南四环外义庄开发区，由A-H共8栋楼组成，每栋楼高度均45.6米，总建筑面积为70567㎡，功能为商务办公性质。
2 水环热泵系统设计方案
综合考虑建筑物可利用的冷热源，建筑物的使用特点、运行费用等因素，进行技术经济分析后，决定采用冷却塔+水源热泵机组+市政热力的空调系统形式。
室内采用整体式水源热泵机组，水源热泵机组利用热泵原理，冬季从循环水中提取热量，供房间采暖使用，夏季把房间的热量带到循环水中。实现冬季供暖，夏季制冷的目的。本系统设一个热交换水泵房，冷热水经集中换热后，由管道送到各个房间。
2.1 技术可行性分析
2.1.1 水系统的温度保证。水源热泵机组的工作温度是10-40℃之间，夏季利用冷却塔，设计冷却塔的进出水温度是37/32℃，冬季该项目所在地只有市政热力，市政热力供热通过板式换热机组后，将25℃的热水供给水源热泵机组。
2.1.2 水源热泵机组特点。1）压缩机：选用美国谷轮（COPELAND）原厂压缩机，压缩机舱单独密封，四周钢板，内贴优质闭孔发泡保温材料，保证吸音减震效果。压缩机的安装方式经过最佳优化双重减震设计，采用“橡胶+弹簧”双重减震方式。整机最小噪音控制在32分贝的水平。2）冷凝器：冷凝器为铜质管内管式换热器，即铜管套铜管。铜管为双层螺旋螺纹，有效的提高了换热效率。冷媒氟利昂流动于外层环型空间，而水则逆向流动于管内。冷凝器测试水压为2760kPa。3）风机和风机马达：采用渐开线涡壳内的前向双进风叶轮风机，并由弹性安装的三速永久分离电容式马达驱动，性能稳定，噪音小。4）减震装置：每台机组均配备新西兰工厂原装弹簧减震装置，可以在最大程度上降低机组的振动和噪音。5）节流装置：节流装置是temperzone公司专门为水源热泵自主开发的专利产品，temperzone公司针对水源热泵的运行工况特点，经过十几年的实验研究，其性能更优于毛细管和膨胀阀，对冷媒的调节更精确。
2.2 设计方案
2.2.1 水环热泵机房循环系统。一期项目水环热泵循环系统设备设置在H楼地下二层机房，空调机房主要由水泵房和换热机房组成。
冬季：市政热力供热热水进入板式换热机组与水环热泵系统室内循环侧进行换热，保证循环侧进入室内机组的温度在21-25℃之间；夏季：从冷却塔来的水温在30-32之间，进入水源热泵机组，实现制冷。
2.2.2 水环热泵空调房间。根据项目建筑功能不同，合理布置水源热泵机组，水源热泵机组布置（如图1所示）。
3 选用空调机组的优点
3.1 运行管理灵活，可以分户计量。水源热泵机组独立运行，这样可以按每户或每个房间独立计量和收费；也可以按区域为对象单独控制，独立计量电费，管理既方便又灵活。同时设备发生故障时只会影响某个房间或某个区域。
3.2 7×24小时全天运行，解决加班空调。水环热泵空调系统“化整为零”，没有大型的主机，用户可根据室外气候的变化和各自的要求，在一年内的任何时候可随意选择机组的制冷或供暖模式。
3.3 机组运行稳定可靠。整体式水源热泵机组是水冷系统形式，受外界环境的影响小，机组制冷制热稳定，可以满足不同用户不同时段的使用要求。
3.4 机组运行噪音低。整体式水源热泵中带有压缩机，噪音问题是制约水环热泵系统发展的最大障碍。本项目选择水环热泵系统，对噪音的控制主要采取了以下措施：一方面，在系统设计阶段选择小型号的室内机组，设备厂家对设备本身做了很好的消声处理，给机组压缩机设置了单独的压缩机仓，压缩机与机组相连接的地方采用了双层减震方式；另一方面：在安装技术上，要求机组前后接消声静压箱，机组与吊顶连接时，应用了水源热泵设备厂家提供的独有减震装置，并且保证机组前后安装至少有1米的风管，再与室内送回风口相连，机组安装完毕后，配合装修，在吊顶内距离机组的下部，安装了消声板。通过上述措施，使水源热泵机组在有背景噪音存在的情况下，实测噪音为32-35dB，满足《办公建筑设计规范》（JGJ67-89）对噪音的规定要求。
4 整体运行情况
本项目已经安装完毕，经过调试，运行参数满足要求，机组运行稳定。整个系统已经完整运行了一个采暖季和制冷季。通过物业的实测数据，夏季空调系统的总耗电量为1962kW，其中水泵房的耗电量为374kW，占整个夏季耗电量的19%，冬季空调系统的总耗电量为1374kW，其中水泵房的耗电量为300kW，由于水环热泵系统冬季热源为市政热力，而市政热力通过热计量表显示，总的热量为1121kW，通过计算，均摊到各个业主的费用：夏季0.9元/㎡·月，冬季为2.2元/㎡（此费用包含冬季市政热力使用费），水源热泵机组的耗电量则由业主自己承担。
5 结论
1）水源热泵机组在商务办公中应用，根据项目情况，从根本上解决了噪音问题，即使在高档商务办公建筑中，也能满足使用要求。
2）本项目建筑特征并没有明显内外区，通过对运行费用的统计，水环热泵系统也是非常节能的系统形式之一，在本项目中，中央空调系统的运行费用由水源热泵机组运行费用和水环热泵中央空调系统辅助设备的运行费用两大部分组成。水源热泵机组的启停掌握在业主自己手中，辅助设备运行的费用（在整个中央空调系统的运行费用中占很小一部分）均摊在物业费中，业主自己控制着水源热泵机组开启率，由于水源热泵机组的开启率很低，这样以来，水环热泵系统运行费用就比传统中央空调系统的运行费用要低，在运行管理过程中达到节能的目的，也能够使每个人都参与到节能的行业中，同时也积极响应了国家的节能减排政策。
参考文献：
[1]电子工业部第十设计研究院，空气调节设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，2002.
[2]中国建筑标准设计研究院，水环热泵空调设计与安装，中国计划出版社，2007.