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空气源热泵供热供冷三联供技术及其应用

时间:2019-06-07

空气源热泵三联供是在普通的空气源二联供基础上,增加热回收技术,将热泵空调技术、热泵热水技术和先进的换热技术进行技术集成,既能提供所需的空调冷冻水和采暖热水,也可提供生活所需的生活热水,实现了制冷空调和热水器的完美结合,并使原有技术节能、安全、环保的特点得到进一步提高。


三联供机组,用途广泛“多功能集成”,可一机多用;“模块式”组装,可在数万平方米的大型宾馆、写字楼等场所使用,也可在100平方米左右以及数百平方米的居住建筑、上千平方米的会所、商业建筑中使用,制式多样,可任意选用。


机组的构成


1.翅片式换热器采用独特的换热设计


翅片式换热器采用独特的换热设计,增大换热器翅片间距,降低了灰尘等杂物在翅片上的附着程度;采用了波纹结构,增加了换热器的换热面积,三排管换热设计,增强了冷媒与空气的换热,减小了机组的体积。


2.热交换式储液器的设计与应用


机组内部采用了独特的热交换式储液器,制冷剂在高压侧通过再一次的热量交换,降低了高压侧的系统压力,降低了机组运行功率,降低了运行费用。另外机组在制热状态,高压侧直接对低压侧的热交换,是压缩机一种增焓技术的体现,能使压缩机在较低温度下正常运行。


3.双压缩机双系统结构


双压缩机,双系统结构,一方面降低了机组运行噪音,另一方面机组可根据末端负荷的需求,自动调节压缩机的工作数量,进一步节能,同时双压缩机在各自独立的系统里运行,互不影响,即使一个系统出现异常也不会影响另一系统的正常工作。


空气源三联供机组,不仅仅是在机组上并联或串联一个热回收换热器那么简单,其实际上从多个角度去设计、组装与控制,达到密切、完美的协调才能发挥出,必须采取第二冷凝方式介入,而第二冷凝方式的介入大小和第一冷凝方式的大小在选择和设计上,都存在很多设计、实验经验与地区环境温度、湿度等多方面的设计问题。另外通过热管技术相结合的方式,能进一步大大提高换热效率。


空气源热泵三联供模式简介


空气源热泵三联供机组集制冷、供暖、供热水于一体,一机三用。能实现“制冷”、“制冷+制热水”、“供热水”、“供暖”、“供暖+供热水”五种模式中的任意一种,满足一年四季的不同需求。


夏季:三联供机组采用了内部独特的热回收技术,制冷时将还未排放到室外的热量回收利用产生生活热水,所产热水完全免费。机组回收热量产热水的同时,亦可看作一种水冷凝的方式,采用了水冷与风冷相结合的方式,大大提升了机组的制冷效果。


春秋季节:春秋不需要空调的季节,转换到“供热水”产热水。用空气源热泵产热水主要是消耗少部分电能驱动压缩机工作,机组从空气中吸收热量,水电完全分离,杜绝了安全隐患,产热水的主要热量来自空气中,所以产热水的费用仅为采用电热水器的1/4左右。为采用燃气炉产热水费用的1/3左右。


冬季:冬季可实现单独供暖,亦可以实现同时供生活热水。与部分产品具备该功能但供暖和产热水不能同时进行,需先后分开的特点相比,三联供机组在产热水的同时亦可供暖。真正实现供暖同时供热水。


武汉东湖宾馆的应用实践


(一)工程概况


始建于上个世纪五十年代初期的武汉东湖宾馆位于风景旅游区的东湖之滨,总建筑面积为22000m2,空调原设计系统为制冷系统,采用2台制冷量为872.2KW的开利压缩式冷水机组(额定功率为241KW)和1台制冷量为2044KW的螺杆式制冷机组(额定功率为412KW),供热及热水系统采用2台燃气真空热水锅炉来满足冬季供暖及全年热水需求。根据业主提供的资料,宾馆日最大热水用量为100吨/天。出于节能减排的考虑,东湖宾馆进行暖通工程改造,使用空气源三联供机组来满足宾馆的制冷、采暖和热水需求。


(二)设备选型

空气源热泵供热供冷三联供技术及其应用

1.酒店冷负荷及热水需求


根据业主提供的资料主机按两用一备的使用原则,可知宾馆夏季冷负荷2916.2KW(2044+872.2),考虑到业主对室内温度要求较高,按3200KW的冷负荷设计。


2.项目设备选型


按方案需求,选用20台空气源热泵三联供机组和16台废水源热泵三联供机组。空气源三联供机组每台制冷量为80KW,制热量为88KW。则20台机组总冷/热负荷为1600/1760KW;废水源三联供机组单台制冷量为100KW,制热量为120KW,则16台机组总冷/热负荷为1600/1920KW;故总的冷/热负荷为3200/3680KW,完全为满足系统冷/热负荷需求。


(三)改造后东湖宾馆系统全年运行费用对比表:

空气源热泵供热供冷三联供技术及其应用

(四)选用方案优势及特点分析


1.安装节约空调机房面积


空气源热泵冷暖热水机组安装在五楼的平顶上,不用窗外占据建筑空间,节省可观的建筑面积。


2.一机三用,节约热水锅炉投资


采用热回收空气源热泵冷暖热水机组可省掉热水锅炉设备的投入,既省掉设备的投资又节省了锅炉房的建筑面积,制冷、供暖、供热水一机三用。


3.节能


(1)在夏季和冬季可节约全部的卫生热水的加热费用。


(2)自动化程度高,负荷调节范围宽广,在不同季节和负荷下更能符合调节上的要求,具有常规中央空调无法负荷适用性,具有非常明显的节能性。特别是在夜间、过渡季节,低负荷时节能效果更明显。


(3)模块机制冷独有的优势,系统末端的负荷降低时,有部分主机自动停止运行进入待机状态,运行更人性化,节能更明显;当负荷增加时,待机状态的主机又能自动开始运行,以保证整个系统冷热负荷的需求。


4.运行与售后服务


(1)单机维护、维修时,对整个空调系统的使用不会造成任何影响,传统常规中央空调维护、维修时对空调使用会有很大影响;


2)智能化程度高,无须投入大量的运行、维修人员,节约运行费用;年运行维护费用低,只是传统常规中央空调的3/4左右。