空气能中央空调系统在现代建筑中应用

张顺敬

[摘 要]：介绍了空气能中央空调系统组成、在工程中的应用、与传统中央空调的比较及安装调试

[关键词]：空气能 节能环保 关键技术

1.前言

随着我国经济的快速发展，建筑能耗在社会总能耗中所占比重逐渐增大。据不完全统计，我国历年建筑能耗占的比例是19%～20%，平均值为19.8%。其中，用于暖通空调的能耗约占建筑能耗的85%。目前，为建筑物提供舒适环境的供热、供冷还主要依靠消耗常规能源的方式来满足要求，这不仅产生了环境污染，消耗大量的不可再生能源，尤其是进入21世纪以后，我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，并且党的十七大确立了“建设生态文明，促进人与自然的和谐相处”，作为今后经济建设的工作方针，作为目前世界上最先进、能效比最高的空气能中央空调供热、供冷，净化联合能源系统恰恰符合了我国能源和环保产业发展政策的要求。

2.工作原理

空气能中央空调与其他空调原理有一定相似，应用了逆卡诺原理，进行能量（冷热）交换。制冷是把室内的热量交换到外面如果是风冷机就把热量交换到大气中，现在大部分空调就是这样工作的，一定程度上导致局部气温上升，而这里指的空气能热泵把释放的能量送到水箱里交换热量。制热就反过来。

3.系统组成

空气能中央空调系统由空气能冷热水机组，水循环环路、辅助设备（如冷却塔、加热设备、蓄热装置等）以及末端设备组成。其中水循环环路系统同其他空调系统相同，但无冷却水系统。末端设备分制冷系统与制热系统。制冷效果的好坏，取决于末端设备合理的气流组织及传导对流方式，根据我国内各个区域分布不同，空气温度及相对湿度不同，划分为长江以南地区，相对温度大于60%以上，采用风机盘管制冷式，系统流量采用小温差，大流量，增强空气除湿效果，使室内空气湿度，温度降低，凉爽舒适。

4.系统安装与调试

4.1系统的安装

系统的安装包含了水环热泵机组的安装和管道的安装。对于整体卧式机组的安装，一般设计用落地安装，机组槽钢基础、橡胶减振垫均随机组一起装运。机组必须安装在平整的水平面上。机组的安装要特别注意，尽量避免安装在卧室、书房等对静音要求较高的场所附近。主机的噪声设计基本控制在49dB（A）以下。管道安装时，需要用到吊架、鞍座、支架等等。安装这些零部件时，必须考虑各种静态和动态的情况。水管一般都会隐藏在天花上，沿着墙壁安装。

4.2系统调试注意事项

系统安装完成后必须对系统进行充水和清洗，才能投入试运行。为清洗时能将脏水迅速排出，应在供回水主立管的最低处设放水阀和放水管，并有组织地排出。

4.2.1系统充水

在充水前，用高压软管将接到机组的进，出水支管相互短接，使机组与水系统暂时脱开，以免充水时脏物进入机组。可从系统的补水处充入自来水，充水时打开所有排气阀，关确认系统内的空气已经排尽。充水后则将排气阀关闭。充水后应对系统按施工规范进行加压、检漏。合格后，才能进入下一步工作。

4.2.2系统清洗

当充水完毕，关闭放气阀，开动循环水泵一小时以上，使水在系统内进行充分流动。而后停泵，打开所有放气阀，并迅速开启放水阀将系统内的水放出。放水时注意观察水的污染情况。而后重复进行充水放水，直到排出的水干净为止。拆洗水泵上的水过滤器。

关闭放水阀，重新充水。此次充水时，应把原来短接的进、出水支管恢复到与各机组的进、出水口相连接的状态。充水中，需加入磷酸三钠（按每t 水加入2.3kg计算）。磷酸三钠溶液充满后，开动水泵、排气，并启动水加热设备，使环路水温达到38℃。水泵应循环3h左右，而后将水排放尽，重新充入新水。用石蕊试纸测试环路水的酸碱度，应呈微碱性，PH=7.5。如仍呈酸性，则应重新用磷酸三钠溶液进行清洗。

5.关键技术

5.1无霜技术

在实际工作时，由于环境温度不同，机组的制热量也随之变化，特别是当环境温度低到0度以下时，空气能热泵机组的关键技术之一，除霜工作若不正常工作，热泵的电量将大大增加，甚至造成系统不能正常运行，目前除霜方法主要有逆向除霜和热气旁通除霜。此种方法除霜不但消耗大量电能，也造成用户室内不能供暖，且持续时间长。目前根据热泵原理有些厂家研发生产了空气能户式无霜防冻热泵机组，机组采用纳米热导技术，将少量热能填充制冷剂流体中，换热器压力始终保持0.4～0.5Mpa，温度在15℃～20℃左右，在还冷的冬季，无需除霜，热泵机组也能正常持续制热，不但节约了电能，也满足了客户需求。无霜技术是空调产品技术的一次革命，也是一次技术飞跃。

5.2空气净化

空调在使用过程中，房间基本处于封闭状态，室内大量的污染源、病菌、植物纤维、角质、建材尘粒等难以消除，久而久之，便会得空调病，实际就是污染的环境空气中的各种悬浮颗粒，对于粒经大于5nm悬浮粒子，过滤效率可达百分之八十。过滤后的空气进入盘管静压箱，箱体内根据每小时气流量配备了臭氧发生器，臭氧发生器产生的臭氧可有效的杀菌、消毒、分解一氧化碳、二氧化碳、苯已烙、甲醛等有害物质，消除异味，烟雾，尼古丁，同时臭氧发生器还具有吸收正离子、有害射线的作用，增加室内空间的氧含量。

5.3水质处理

具体根据当地水质而定。一般情况下温度越高结垢会越严重，因为空气能（热泵）机组采用中温（55℃），在水硬度较低的地区，基本不会产生水垢。在水硬度较高的区域空气能（热泵）热泵机组也会产生水垢问题。当水垢达到一定的程度时，会导致高温冷媒的热量不能交换出而升高，受到空气能热泵压力保护的影响，导致机组停机。可以采用硅磷晶，软水机等进行水质软化处理。

5.4微电脑模块化控制

机组在能量调节方式上由微电脑控制，室外机组的变频式压缩机根据室内冷热负荷的变化，自动调节压缩机的工作状态，使空间在短时间内迅速达到所需要的温度，并在低转速低能耗状态下以较小的温差波动，实现快速、节能和舒适的控温效果。主要通过环路的温度传感器和水流开关检测这两个控制点对水循环路水温在预先设定的运行范围内以及连续而稳定的流量进行监测并控制环路水温使其保持在预先设定的运行点内。控制合理可以延长设备的使用寿命和减少维修工作。

6.工程实例

章丘供电公司暖通安装工程办公楼采用空气能中央空调系统，总建筑面积22225平方米，冷冻水供回水温度为7/12℃，设计冷负荷为255KW，热负荷为210KW，机组设置于五层屋顶。机组采用4台型号为ACA020MH模块式风冷冷水（热泵）机组，主机外形尺寸2080×1030×1860。水循环环路采用异程式，末端设备为两管制风机盘管。夏季满足房间制冷要求，并且提供办公楼45吨免费的热水，冬季使用是满足办公室采暖，同时还提供24小时的30吨的热水供应。