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淺析中央空調熱泵冷熱源方案

發布時間:2016/11/6 來源:北京萊金源水處理技術有限公司

冷(熱)源來源經濟與否直接關系建筑物空調的初投資與綜合運行費用。本文以設計方案為例,對不同制冷機冷源與熱泵熱源來源方案進行了綜合性經濟分析、比較,從而得出結論:....
冷(熱)源來源經濟與否直接關系建筑物空調的初投資與綜合運行費用。本文以設計方案為例,對不同制冷機冷源與熱源來源方案進行了綜合性經濟分析、比較,從而得出結論:用“熱源塔熱泵”系統可實現冷暖空調衛生熱水三聯供,的確是一個經濟合理的方案。
熱源塔熱泵夏季為高效水蒸發冷卻熱回收制冷機,可以向酒店免費提供衛生熱水和桑拿熱水;過度季節制取衛生熱水時產生的冷量可供餐廳、娛樂及多功能廳空調免費利用;冬季熱泵的低品位熱源來自高效寬帶無霜熱源塔系統,可有效地保障熱泵供暖及衛生熱水所需要的低品位熱源。
1.不同冷(熱)源熱泵方案初投資比較
1.1混合源地源熱泵冷(熱)源與初投資
系統性能南方地區制冷負荷大于供暖+熱水負荷的20%左右,為維持地下土壤溫度場的平衡,實現經濟運行目的,設計采用混合源(地埋管+冷卻塔)地源熱泵。地下土壤源溫度場可維持在16~22℃之間變化,熱泵熱源溫度平均保持12~6℃之間變化。熱泵是以15℃熱源作為供熱量指標,在熱源溫度12~6℃條件下運行供熱雖有衰減,但仍能滿足2500KW供暖和熱水負荷的需求量。熱泵供熱性能系數COP值可達3.5以上,主要是依靠昂貴造價的地源埋管系統作陪襯,才能實現單項運行經濟指標的高效。
1.2空氣源熱泵冷(熱)源與初投資
系統性能 酷暑制冷,空氣源熱泵的制冷效率與室外氣候有直接的關系,隨室外溫度的升高而降低,機組消耗功率隨室外環境溫度的升高而增加。空氣溫度35℃,出水溫度7℃,空氣源熱泵制冷能效比EER值在2.5左右。
1.3熱源塔熱泵冷(熱)源與初投資
1.3.1熱源塔熱泵原理
熱源塔熱泵定義為:夏季為高效水蒸發冷卻制冷機,冬季為高效寬帶無霜空氣源熱泵。
熱泵所提升的低品位能來自熱源塔,熱泵必需是在較小的傳熱溫差下運行,才能獲得較高的供熱性能系數,需要按熱源塔實際使用工況設計熱泵工況,所以定位為熱源塔熱泵。
熱源塔熱泵工作原理:由熱源塔旋流風機擾動環境中“低溫高濕”空氣從塔體底部進入,經低溫寬帶換熱器底部迎風面逆向流通,形成傳熱面與環境空氣之間的顯熱與潛熱的交換。寬帶換熱器將來自熱泵小溫差蒸發器的低溫循環溶液從寬帶換熱器上部進液底部出液,獲得低于環境溫度2~3℃的溶液作為熱源塔熱泵的低溫位熱源。
自然無霜運行期:南方冬季,環境溫度為2~5℃的持續時間為40天左右,占冬季低溫高濕天氣85%以上,是傳統窄帶空氣源熱泵結霜率較頻繁期。閉式熱源塔由于設計上采用了冷庫-15℃的低溫寬帶小溫差傳熱技術,比傳統窄帶空氣源熱泵結霜溫度下降了5~6℃,減少了85%的結霜機率。環境空氣溫度高于2.0℃以上時,空氣相對濕度較大潛熱含量高,寬帶換熱器在進行熱交換時凝結水量大,凝結水分離系統自動排出凝結水份。
人工無霜運行期:南方冬季,環境空氣溫度低于1.0℃以下時的累計時間約10天左右,為防止負溫度濕空氣遇冷結霜,負溫度噴淋裝置根據智能控制要求,自動噴淋環保防凍溶液降低換熱器表面冰點,待低溫期過后采用濃縮裝置分離水份。
結論
通過對不同熱泵及冷(熱)源系統方案進行的綜合經濟分析不難看出,熱源塔熱泵冷(熱)源系統作為大中型建筑物(特別是酒店服務業)中央空調系統的冷(熱)源具有明顯的初投資低、節能和性能穩定優勢。不受區域地質及自然環境的限制,在氣候適宜的長江流域以南地區可在冬、夏過度季節共用,省去了鍋爐設備、水源和地埋管等輔助冷(熱)源系統,符合我國南方地理情況。一機三用,設備利用率高。

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