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技术研讨
分散式水源热泵+冷却塔制冷妙处何在

御温塘度假村贵宾苑分散式水源热泵空调设计,主要从空调水系统、风系统、消声隔振、自动控制四大方面进行介绍。还阐述了本工程的难点以及解决办法。

  1、工程概况

  御温塘度假村贵宾苑位于河北省石家庄市,总的建筑面积13000m2,总的空调面积5600m2,地下一层,地上共四层,总高度17.3m,房间用途主要是客房、SPA水疗、保健按摩等。

  2、设计标准

  2.1室外设计计算参数

  夏季:干球温度35.1℃/湿球温度26.6℃/相对湿度75%

  冬季:干球温度-8℃/湿球温度-9.6℃/相对湿度52%

  2.2室内设计计算参数

房间类型

人员密度(人/ m2

夏季

冬季

新风量(m3/h·人)

干球温度/℃

相对湿度/%

干球温度/℃

相对湿度/%

客房

2人/间

24~26

≤65

18~20

≥30

40

SPA保健按摩

2人/间

24~26

≤65

18~20

≥30

35

会客区

0.1

24~26

≤65

18~20

≥30

30

  3、空调设计

  3.1空调冷、热源

  夏季制冷时,采用分散式水源热泵+冷却塔+冷却水泵的方式,总制冷量为860kw;冬季制热时,采用分散式水源热泵+温泉水辅助热源+循环水泵的方式,总供热量为620kw,辅助热源加热量为480kw。利用温泉水做冬季采暖热源,温泉水与空调冷却水换热设备采用板式水-水换热器。

  3.2空调水系统

  本工程共2套水系统:温泉水侧水系统、水环空调侧水系统。其中温泉水侧采用潜水泵,两管制,管材采用PPR热水管,温泉水供回水温度分别为65℃/25℃。水环空调侧采用开式冷却塔、一次泵、三管制,在相关管路上设置手动调节阀,使冬夏季可以转换。管材采用镀锌钢管。制冷时冷却水设计供、回水温度为30℃/34℃,采暖时设计供回水温度为22℃/19℃,其中冷却塔放置在天面,冷却水泵放置在地下室。

  空调冷却水管管路都按自然同程式设计,并且在每层总供回水管上安装对夹式蝶阀,有效地保证了水系统的平衡。在新风机冷却水管上设测温仪器,与冷却水泵联锁,当空调系统不运行,水管内水温低于10℃时,冷却水泵启动,强制循环系统冷却水。

  为了满足系统水压恒定和补水需求,设一个膨胀水箱,安装在天面冷却水泵吸入端,膨胀管不设关断阀门。

  3.3空调风系统

  采用风机盘管+新风的空调方式,新风风量少,管路段,漏风损失少,便于风量平衡与调节,使用灵活,开启方便,出现故障是影响面小。新风机选择自带冷源的吊挂式风柜,室外新风由新风机处理到室内空气焓值点后经新风管送入各个房间与风机盘管回风口驳接或直接送入室内,风机盘管送风采用侧送上回和上送上回两种形式。

  新风机接室外风管上装电动对开多叶调节阀,与新风机联动,当新风机关闭时阀门关闭,冬季时有效阻止室外冷空气进入新风机。

  各个房间的卫生间设机械排风系统,废气经排气扇、排风管排往室外,换气次数为8次/h,排气扇配带止回阀。

  4、消声与减震

  所有设备均选择低噪声型,降低噪声源;在新风机出风口设消声静压箱,高静压风机盘管设置回风消音箱,降低噪声;水泵、冷却塔与水管连接时均设置软接头或橡胶避震喉,与地面接触处均采用弹簧减震器进行隔振;所有悬吊安装的风机盘管机组均采用丝杆和减震垫吊装,柜式机组均采用角钢或槽钢和弹簧减震吊架吊装。

  5、自动控制

  为了有效地控制室内空气温度和系统供回水温度,方便维护运行管理,节约能耗,设置以下自动控制措施。

  1)空调机的自动控制

  A、风机盘管的控制

  制冷制热时采用风量调节和压缩机启停相结合的微电脑智能化控制,制冷制热迅速,室温选择范围广,室温感应灵敏,受外界环境影响小。

  B、新风机的控制

  制冷制热时采用压缩机启停的微电脑智能化控制。制冷制热迅速,送风温度感应灵敏。

  2)为了防止水系统流量不足或水泵停机时空调机组产生误操作,在回水总管上设置水流开关,水电联锁保证系统安全运行。

  水系统开机顺序为:冷却塔—水泵—空调机组,停机顺序与之相反。

  3)冷却水泵的自动控制

  水系统为定流量系统,系统流量不随机组的开停机变化,水泵定速运行,空调机组不设置电动二通阀。

  4)空调冷、热源的自动控制

  冷却水系统的供水总管上装有温感器,制冷时冷却塔风机定速运行,不随回水温度的大小变化;制热时根据供水温度22oC,控制温泉侧循环水泵的启停。

  6、设计难点及解决措施

  6.1水质问题

  本工程冬季以温泉水做采暖热源,但当地温泉水中硫磺含量较多,水质偏酸,有一定的腐蚀性,而且水中固体颗粒较多,如果按普通的系统设计显然不合理。

  水中的固体颗粒问题解决方法,设计三道过滤装置:A、修建一个沉砂层,过滤掉温泉水中大的固体颗粒;B、在潜水泵出口安装一个旋流除砂器,过滤掉大部分的小颗粒,C、设一个Y型过滤器,经过这三重过滤,水中固体颗粒的问题得到了解决。

  水质偏酸问题解决方法,因为温泉水是活水,如果采取投药中和的方法效果不大,成本也高,所以本工程选择耐腐蚀的设备来解决水腐蚀的问题。其中板式换热器选择钛板材质,循环水管采用PPR热水管;除砂器选择陶瓷除砂器;过滤器,闸阀等阀门都采用衬氟阀门;水泵可以选用钛泵或者衬氟离心泵。

  水环空调侧采用的是开式冷却塔,冷却循环水也需要处理,设置一个Y型过滤器过滤掉水中的固体颗粒,后面安装一个旁滤型水处理器除水垢、杀细菌、抑制水藻生长,保证循环水水质满足空调系统要求。

  6.2噪声问题

  本项目主要噪声源有三大点:室内风机盘管、冷却水泵、冷却塔。本次设计选择的带独立冷源的风机盘管噪声指标都符合国家标准;选择功率为5.5kw,噪声值62分贝的方形横流式低噪声冷却塔,放置在屋顶,冷却塔下面房间为布草间。有效解决了噪声通过楼板传递对下面房间造成的影响;冷却水泵的功率为37kw,运行时本身的噪声和通过楼板、管道传递给下面房间的振动噪声如果处理不好将会造成很严重的影响。基于保险起见把冷却水泵放置于地下室,虽然管材施工费用有所提高,但是杜绝了水泵放置于屋面时噪声影响下面客房的情况。

  7、结束语

  7.1本工程的难点和优势都是在冬季采暖方面,难点主要是水质问题,处理不好会对系统运行产生很大的影响;优点是水源热泵能够最大限度的利用温泉水这种低品位能源来采暖,节约了能源。迎合了现在中国走可持续发展道路的国策。

  7.2石家庄冬季气温较低,水源系统特别是新风系统需要认真考虑冬季防冻的问题。

  7.3噪声问题也是水源空调系统的重点,如果设计安装时不注意,就可能会给用户带来困扰,使得整个项目设计不合理。
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