2.2冬季運(yùn)行工況

隨著水溫升高，水環(huán)熱泵機(jī)組制熱能力增大，輔助熱源容量減小，但同時(shí)制熱系數(shù)降低，耗電量增大。因此只要制熱量滿足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)盡可能降低冬季循環(huán)水的供水溫度。為了保證系統(tǒng)水力工況穩(wěn)定，應(yīng)使循環(huán)水流量恒定，冬、夏季應(yīng)取相同的進(jìn)出水溫差。

2.3機(jī)組選擇

選擇機(jī)組的型號(hào)和臺(tái)數(shù)時(shí)，對(duì)周邊區(qū)的房間來說，室內(nèi)水空氣熱泵機(jī)組應(yīng)同時(shí)能滿足冬、夏季設(shè)計(jì)工況下的要求。一般情況下，根據(jù)夏季冷負(fù)荷進(jìn)行機(jī)組選型，根據(jù)冬季熱負(fù)荷進(jìn)行機(jī)組校核，寒冷地區(qū)更應(yīng)特別強(qiáng)調(diào)機(jī)組的制熱性能。對(duì)內(nèi)區(qū)房間來說，水空氣熱泵機(jī)組僅按夏季設(shè)計(jì)工況選取。需注意的一點(diǎn)，冬季按制冷方式運(yùn)行的機(jī)組，其制冷量是冬季工況下的制冷量，即若制熱機(jī)組進(jìn)水溫度15℃，出水溫度10℃，則制冷機(jī)組進(jìn)水溫度15℃，出水溫度21℃。

3排熱設(shè)備選擇

3.1同時(shí)使用系數(shù)

選擇排熱設(shè)備時(shí)，應(yīng)合理確定系統(tǒng)中水環(huán)熱泵機(jī)組同時(shí)使用系數(shù)。一般建筑可參考下列數(shù)值：

系統(tǒng)總水量小于13LS時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)取90%;

系統(tǒng)總水量為13～19LS時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)取85%;

系統(tǒng)總水量大于19LS時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)取80%;

住宅同時(shí)使用系數(shù)可取50～70%。

3.2系統(tǒng)水流量

系統(tǒng)循環(huán)水流量可按0.04～0.06LS.KW估算，一般取0.054LS.KW，室外設(shè)計(jì)濕球溫度低時(shí)可取較小數(shù)值。增大水流量可提高機(jī)組效率，但不能超過0.065LS.KW，繼續(xù)增大水流量對(duì)機(jī)組效率提高不大，但增加循環(huán)泵能耗。減小水流量可能造成機(jī)組因高壓（供冷時(shí)）或低水溫（供熱時(shí)）保護(hù)而停機(jī)。

3.3冷卻塔選型

冷卻塔選型按夏季工況進(jìn)行，步驟如下：

1)將系統(tǒng)中所有機(jī)組制冷工況下的排熱量（非空調(diào)冷負(fù)荷）相加；

2)確定同時(shí)使用系數(shù)Ф；

3)確定循環(huán)水流量W；

4)確定冷卻塔出水溫度t_2；

5)根據(jù)循環(huán)水溫升△t（式3－1）和同時(shí)使用系數(shù)Ф確定冷卻塔進(jìn)水溫度t_{1,求出冷卻溫差△t=t1-t2以及冷幅差△tA=T12–ts1}

_(3－1)

t_{1=(t2+△T)Ф+t2(1-Ф)　(3－2)}

6)根據(jù)循環(huán)水量、進(jìn)出塔水溫、冷卻溫差及室外設(shè)計(jì)相對(duì)濕度查廠家產(chǎn)品資料可以直接確定閉式冷卻塔型號(hào)，計(jì)入板式換熱器傳熱溫差可以確定開式冷卻塔型號(hào)。

4輔助加熱設(shè)備選擇

在冬季供熱工況運(yùn)行時(shí)，機(jī)組從水環(huán)路中吸取熱量，如果內(nèi)區(qū)的機(jī)組向環(huán)路釋放的熱量少于周邊區(qū)從環(huán)路吸取的熱量時(shí)，環(huán)路中的水溫將會(huì)下降，當(dāng)水溫降至13℃時(shí)，就必須投入加熱設(shè)備，將熱量補(bǔ)充到水環(huán)路。為此，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用輔助加熱設(shè)備。

輔助加熱方式有兩種，一是采用各種水加熱設(shè)備，將熱量補(bǔ)充到循環(huán)水管路中；二是采用空氣加熱器（一般為電加熱器），將熱量直接加入室內(nèi)循環(huán)空氣中。采用電加熱器的前提是保證環(huán)路循環(huán)水的溫度在許可的范圍之內(nèi)，否則仍要采取循環(huán)水加熱設(shè)備。一般采取后一種方式。

輔助加熱設(shè)備可選用電熱熱水鍋爐、燃油（氣）熱水鍋爐、水-水或汽-水換熱器等。輔助加熱設(shè)備的加熱量，同系統(tǒng)的運(yùn)行方式如是否采用夜間降溫早晨預(yù)熱、是否設(shè)置蓄熱水箱有關(guān)。

4.1無夜間降溫、早晨預(yù)熱的系統(tǒng)

對(duì)于不采取夜間降溫運(yùn)行的系統(tǒng)（如全天使用的住宅、公寓、旅館、醫(yī)院病房樓等）或沒有早晨預(yù)熱要求的系統(tǒng)（如具有辦公、商場、餐飲、娛樂、會(huì)議室等各種功能的綜合性建筑，因系統(tǒng)投入運(yùn)行的時(shí)間不同，可通過提前可機(jī)的方式進(jìn)行早晨預(yù)熱，一般不另外考慮預(yù)熱負(fù)荷），輔助加熱量等于冬季運(yùn)行工況下所有以供熱方式運(yùn)行的機(jī)組自水環(huán)路吸收的熱量q_{R與所有以供冷方式運(yùn)行的機(jī)組向水環(huán)路排放的熱量qA之差，該值為瞬時(shí)值，取其最大值。}

由于制熱工況下水環(huán)熱泵機(jī)組的制熱量為壓縮熱與自水環(huán)路吸收的熱量之和，吸排熱量的比例等于(COP_{E-1)COPE，此值等于0.7～0.8，任何時(shí)候輔助熱源容量都小于采暖熱負(fù)荷，約為其70～80%。對(duì)于大型商場、餐飲、娛樂、會(huì)議等公共活動(dòng)用房，夜間停止使用期間，一般采暖系統(tǒng)也停止運(yùn)行，白天投入使用期間，可回收的負(fù)荷較大，此時(shí)，系統(tǒng)輔助熱源的容量可按13左右的采暖熱負(fù)荷估算；對(duì)于全天使用的住宅、公寓、客房、病房樓等，夜間需繼續(xù)采暖，而可回收的燈光、人體熱量很少，輔助熱源的容量應(yīng)按采暖熱負(fù)荷的60～70%估算。}

4.2有夜間降溫、早晨預(yù)熱的系統(tǒng)

對(duì)于以辦公用途為主的建筑物，宜按早晨預(yù)熱系統(tǒng)考慮，輔助加熱設(shè)備容量按下列步驟計(jì)算：

1）按全部水環(huán)熱泵機(jī)組同時(shí)啟動(dòng)，計(jì)算從夜間降溫的設(shè)定溫度升至早晨預(yù)熱的設(shè)定溫度所需的熱量Q_{S（KWH）。假設(shè)新風(fēng)閥關(guān)閉，并考慮照明和各種散熱設(shè)備的發(fā)熱量。}

2）初定預(yù)熱時(shí)間t，一般在1～1.5小時(shí)。

3）計(jì)算預(yù)熱負(fù)荷Qy(KW)

_（4-1）

4）計(jì)算輔助加熱量Q_F(KW)

_（4-2）

式中COP_{H---平均制熱系數(shù)}

5）校核循環(huán)水供水溫度

根據(jù)預(yù)熱負(fù)荷Qy，查水環(huán)熱泵機(jī)組性能表，按對(duì)應(yīng)的機(jī)組制熱量得到應(yīng)保證的循環(huán)水供水溫度，校核是否超出允許范圍，如超出，應(yīng)延長預(yù)熱時(shí)間，重新計(jì)算。

4.3蓄熱水箱

在水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)中常設(shè)置低溫（13～32℃）或高溫蓄熱水箱（60～82℃），以改善系統(tǒng)的運(yùn)行特性。

水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)通過水環(huán)路實(shí)現(xiàn)了熱量的空間轉(zhuǎn)移（如從內(nèi)區(qū)轉(zhuǎn)向周邊區(qū)），然而，每時(shí)每刻內(nèi)需要轉(zhuǎn)移的熱量與周邊所需要的供熱量之間很難平衡，為此，水環(huán)路可設(shè)置一個(gè)低溫蓄熱水箱，這樣水系統(tǒng)又實(shí)現(xiàn)了熱量的時(shí)間上的轉(zhuǎn)移。也就是說，內(nèi)區(qū)制冷的機(jī)組向環(huán)路中釋放的冷凝熱與周邊區(qū)制熱的機(jī)組從環(huán)路吸取的熱量可以在一天內(nèi)或更長的時(shí)間周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱量的平衡?？梢越档驮绯款A(yù)熱所需的輔助加熱設(shè)備的容量，降低用電負(fù)荷，從而降低了冷卻塔和水加熱器的年耗能量。但冷卻塔和水加熱器的容量不能減少，這是因?yàn)榭紤]惡劣天氣（嚴(yán)寒、酷暑）可能會(huì)持續(xù)一段時(shí)間，要求冷卻塔或水加熱器必須按最大負(fù)荷運(yùn)行。

　　高溫蓄熱水箱用于采用電輔助加熱設(shè)備的水環(huán)熱泵系統(tǒng)中，作用是利用夜間電力低谷時(shí)段將水加熱后蓄存起來，白天電力高峰時(shí)段供給系統(tǒng)使用，在有峰谷分時(shí)電價(jià)的地區(qū)，可以降低輔助加熱設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)。高溫蓄水箱與環(huán)路并聯(lián)，通過三通混合閥把環(huán)路水溫維持設(shè)計(jì)溫度。

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