水环热泵空调系统的设计与安装

摘要： 水环热泵空调系统的设计包括空调负荷计算、机组选择、冷却塔选择、辅助热源、蓄热水箱设计、循环泵选择和自动控制设计等。水环热泵系统采取独立的区域控制和系统的中央控制相结合的控制系统，包括热泵机组控制、循环水系统控制、中央控制。水环热泵空调系统安装的关键是要控制噪声的传播，主要注意机组安装、风管、风口安装、水管路安装等各方面。



水环热泵系统设计主要包括负荷计算、机组选择、冷却塔选择、辅助热源、蓄热水箱设计、循环泵选择和自动控制设计等。



1 负荷计算

1.1 冷负荷计算

冷负荷计算与常规空调系统相同。

1.2 热负荷计算

由于水环热泵空调系统是一个热回收系统，冬季运行时，内区的热泵机组向水环路放热，外区的热泵机组自水环路吸热。因此，在计算水环热泵空调系统冬季负荷时，应有别与常规的空调系统。
QE——外区热负荷，KW；

QI——内区热负荷，KW；

QL,E、QG,E ——外区热损失、外区得热，KW；

QL,I、QG,I——内区热损失、内区得热，KW；

QR,E——外区热泵吸热量，KW；

QA,I——内区热泵放热量，KW；

COPE——冬季工况下水环热泵机组制热系数；

COPI——冬季工况下水环热泵机组制冷系数；

PR,I——冬季工况下水环热泵机组制热输入功率，KW；

PA,I——冬季工况下水环热泵机组制冷输入功率，KW。

2 运行工况与机组选择

热泵机组的容量（制冷量或制热量）取决于机组进风参数、水环路进水温度、机组水量等参数，在进行机组的选择或校核时，应首先确定运行工况。机组进风参数（干、湿球温度）依据设计要求确定，进水温度应综合考虑排热设备与加热设备的能力与容量大小确定。

2.1 夏季运行工况

排热设备可为开式冷却塔加水-水板式热交换器或密闭式冷却塔。确定水系统设计温度，应尽量提高冷却塔进出水温度及进出水温降，以减小冷却塔型号，降低冷却水量，降低冷却水系统投资。合理的设计水温应通过经济比较确定，采用密闭式冷却塔时的系统设计水温建议见按表2-1选取，采用推荐的设计水温及水流量表2-1
室外设计湿球温度
ts1（℃） 冷却塔
出水温度t2（℃） 循环水温差
ΔT= t1- t2（℃）
（同时使用系数0.8） 冷幅差
ΔtA
（℃） 每KW水流量（L/s）
18 32 7 14 0.043
21 32 7 11 0.043
23 32 7 9 0.043
24 32 6.5 8 0.045
25 33 6 8 0.045
26 33 6 7 0.048
27 34 5.5 7 0.054
28 34 5.5 6 0.054
开式冷却塔加板式换热器应计入板式换热器的传热温差。


2.2 冬季运行工况

随着水温升高，水环热泵机组制热能力增大，辅助热源容量减小，但同时制热系数降低，耗电量增大。因此只要制热量满足设计要求，应尽可能降低冬季循环水的供水温度。为了保证系统水力工况稳定，应使循环水流量恒定，冬、夏季应取相同的进出水温差。

2.3 机组选择

选择机组的型号和台数时，对周边区的房间来说，室内水/空气热泵机组应同时能满足冬、夏季设计工况下的要求。一般情况下，根据夏季冷负荷进行机组选型，根据冬季热负荷进行机组校核，寒冷地区更应特别强调机组的制热性能。对内区房间来说，水/空气热泵机组仅按夏季设计工况选取。需注意的一点，冬季按制冷方式运行的机组，其制冷量是冬季工况下的制冷量，即若制热机组进水温度15℃，出水温度10℃，则制冷机组进水温度15℃，出水温度21℃。