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        TOYOcool,Fujiair,TOYOcool興高電器(官網),珠海興高電器有限公司(官網),香港興高國際有限公司,廣東興高投資管理有限公司水冷多聯式地源熱泵中央空調的應用

        發布時間:2016-09-30

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        現今中央空調系統已日趨成熟,在將環境保護、舒適健康放在第一位的時代,如何整合現今的中央空調系統,將更節能更舒適的中央空調系統運用到實際中來是當務之急。

          在二十一世紀的今天,目前市場上的中央空調系統已經多元化發展。隨著國家政府的節能減排的原則,空調系統也已向舒適、環保、健康、靈活方向發展。多聯機是目前中央空調市場最重要的冷媒機組,市場上的多聯機都采用了風冷冷卻,限制了能效的提升,而且舒適性也稍微欠差了些,而多聯機的最大優點是:

          設計自由度高,安裝和計費方便。而另一種相對舒適的水冷機組系統,因為需要機房而被很多項目拒之門外。

          近期,國內推出首個水冷熱泵多聯中央空調系統,最高能把能效比提升到5.9,實現行業新突破。本新系統一出,則采用范圍大大增大了。隨著目前地源熱泵系統的成熟,將地源最大限度的利用起來。目前別墅最適合采用地源式水冷多聯系統。一般別墅都有戶外花園,采用地源熱泵可以利用花園的地底空間埋管。

          1 此種空調形式主要特點

          1.1 靈活自由的室內機組成

          室內機最大總容量可達主機容量的125%。主機容量不同,可連接的室內機臺數不同。按各個房間的用途和裝修特點,可以選用不同型式、不同容量的室內機,使室內裝修協調美觀;可以連接的有天花板嵌入式、掛壁機、暗裝風機盤管式等配套末端。

          1.2 高精度智能化控制

          1)機組通過對每臺室內機電子膨脹閥的不斷調節來控制室內機的制冷/制熱量,可使室內溫度精確的維持在設置溫度附近,溫度波動在+0.5℃之間。

          2)系統采用先進的高靈敏度溫度網絡控制系統結合智能化溫度控制技術,使系統能夠感應室內冷熱負荷的變化而及時精準的控溫,使室內溫度分布均勻并避免了室內溫度的大幅波動。

          3)強勁的制冷/制熱功能、直接蒸發制冷以及智能化溫度控制,使系統能夠快速制冷/制熱,室內溫度能迅速達到設置溫度。

          1.3 高可靠性

          1)采用全套優質制冷配件。所有部件均經科學設計、精密加工,整個系統經長期嚴格測試,機組運行可靠、持久耐用。

          2)主控系統采用先進的微電腦控制系統,對機組實行全方位控制,安全保護功能齊全,具有強大的故障自診斷功能,無需專人維護,維修保養工作更輕松。

          1.4 運行費用節省

          冬季地下水與土壤淺層溫度為16~18℃,大容量地表水體溫度為6~14℃,比環境空氣溫度高,所以熱泵供熱循環的蒸發溫度提高,壓縮機能效比系數提高。夏季地下水與土壤溫度為18~20℃,大容量地表水體溫度為22~26℃,其溫度均比環境空氣溫度低,冷凝壓力降低,壓差小效率提高,可以節約用戶40~50% 的空調運行費用。

          1.5 壽命長

          地下土壤淺層溫度一年四季相對穩定,熱泵承受的動荷載小,磨損輕,使運行更穩定可靠,熱泵壽命可長達20年,而地埋PE管在地下可使用50年左右,保證了系統的高效性和經濟性。

          1.6 環境效益顯著

          水源熱泵與空氣源熱泵相比,沒有室外機那種熱氣流污染又破壞建筑物外觀形象。與溴化鋰直燃機及煤鍋爐相比沒有燃燒后二氧化硫及溫室氣體的排放,(是造成大面積酸雨的主要原因)沒有為燃料的存儲所的引發火災及爆炸而擔憂。更沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場地。地源熱泵是以水作為傳熱介質與大地土壤進行熱交換,不需要消耗地下水資源,不會對地下水質產生污染。土壤只是作為載冷載熱的媒介。

          1.7 一機多用功能

          水源熱泵系統可供暖氣、冷氣實現舒適空調,可取代常規的鍋爐加空調的兩套裝置。在熱源條件充分情況下帶熱回收的熱泵機組還可提供生活熱水,達到經濟實惠,安全可靠,一機多用。

          這些優點都很符合別墅的需求。主機設備可以選用帶熱回收型式的,夏季可以滿足部分熱水需求,如此只需再添加稍小一臺的熱水設備即可滿足整個家庭的空調及采暖需求。

          2 案例分析,以杭州城西某戶型別墅為例

          2.1 設計配置

          室內總共三層,需要配空調的房間共有15間,儲藏間,中西廚房各一間,餐廳,客廳,影視間,9間臥室,總空調使用面積約為553.5m2,根據圍護結構、人體散熱、照明等綜合經驗考慮總配置室內冷負荷118KW,一般家庭平時同時使用率基本在70%范圍之內。所以主機考慮采用82KW的水冷機模塊可以了。

          室內部分設計安裝就跟普通的VRV系統一模一樣,管道就只有銅管及凝結水管,安裝空間需求很小,室內機可以配置帶冷凝水提升泵,如此一來,凝結水管的斜坡度設計上可以相對小很多,不用擔心水管安裝影響吊頂高度,讓室內空間更大。

          室外主機采用水冷式帶熱回收熱泵,輸入功率約為20KW,單制熱水設備輸入功率約為1.6KW。夏季所需的換熱量Q冷=空調所需冷量+空調設備消耗的功率=82+20=102KW。(夏季生活熱水靠空調設備制冷時回收的熱量進行制熱水)。冬季所需的換熱量Q熱=空調所需熱量+熱水設備熱量-空調設備消耗的功率-熱水設備消耗的功率=82+6.4-20-1.6=66.8KW。Q冷>Q熱,所以地埋管打孔米數以Q冷為準。根據測算經驗值,土壤、巖石的換熱量為60W/m(孔深),所以計算得打孔米數為L=102/60*1000=1700米,埋管有四種:立埋管、橫埋管、螺旋埋管、水池盤管。垂直埋管方式適用于地表面積受限的場合,與水平敷設相比,所需的管材較少,同時由于地表4米以下為恒溫層,即該處的土壤溫度不再隨季節的變化而變化,通常保持在一個恒定的溫度值,大約為當地的年平均溫度。因此垂直埋管方式可以使導熱或吸熱效率不受季節的變化而發生改變。且本工程項目地貌平坦、地質上屬沉積平原,地下數十米沒有巖層,三四十米深度也就是風化巖,所以非常適合采用豎直埋管方式,所以建議地埋管全部采用豎直埋管,設計深度為80米。則計算得孔數N=1700/80=21.25≈21個。打孔直接為Φ110,埋管為單U管(PE管)。

          且根據經驗,立管與立管之間間隔五米,熱量相互之間傳遞已經基本沒有影響。所以21個鉆孔占地面積約為三百平方米左右,基本整幢別墅及花園區域能滿足要求。地底下豎埋管在長時間土壤內會受到擠壓,為怕埋管變形扭曲,則在打孔埋管時,在孔內進行灌漿,主要為水泥細沙等,使管井內管子能很好的固定牢,保證管子的壽命。

          2.2 工程造價

          設備部分約15萬元,室內安裝造價5萬元,室外打孔及地埋造價約18萬元,工程總造價38萬元。

          若是風冷熱泵系統總造價約為32萬元,VRV系統約總造價為35萬元。相對來說,水冷熱泵地埋系統初投資成本稍高。

          2.3 運行費用

          夏季運行時間:每天10h*30天*5個月=1500h

          冬季運行時間:每天10h*30天*4個月=1200h

          同時使用率:0.6

          2.4 綜上所述

          風冷熱泵系統:室外安裝方便,但室內安裝復雜,占空間,冬季受室外溫度影響大,衰減較大,制熱效果稍差;VRV系統:安裝方便;冬季受室外溫度影響大,衰減較大,制熱效果稍差;水冷多聯地埋熱泵系統:舒適、健康、運行費用低,夏季制冷冬季制熱都不受室外溫度影響。年運行費用水冷多聯地埋熱泵系統可以節省40%~60%。

          3 總結

          地源熱泵系統的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的“綠色空調”。被認為是目前可使用的對環境最友好和最有效的供熱、供冷系統。該系統無論嚴寒地區或熱帶地區均可應用??蓮V闊應用在辦公樓、賓館、學校、宿舍、醫院、飯店、商場、別墅、住宅等領域。而對于別墅、小型辦公場所或小賓館等場所更有優勢。

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