制冷、采暖、热水三联供系统在铁路公寓中的应用

杨贵荣

(昆明铁路局科研所，云南昆明 650011)

铁路沿线建筑具有点多面广的特点，空调及热水供应传统上一般采用分体空调及锅炉。当前，根据环保工作的要求，需采用新的热源系统替代锅炉。以昆明局为例，为解决昆明铁路局威舍、宣威和红果机车乘务员公寓空调和热水供应锅炉替代的问题，提出太阳能集热器结合风冷热泵形成的制冷、采暖、热水三联供系统技术方案，并实现工程应用，以期获得良好的节能环保效果。

1 制冷、采暖、热水三联供系统

1．1 系统组成

采用太阳能和风冷热泵提供热水及供暖制冷，系统主要由以下模块组成:太阳能集热器模块(液位传感器、温度传感器、流量开关、电磁阀、热水循环泵、热水增压泵);风冷热泵机组(冷、热、卫多功能机组);风机盘管模块;地暖模块;控制系统模块;管道系统模块。

1．2 运行特点

(1)晴好天气时供热水箱与供暖水箱热量交换，太阳能热量分支路进入供暖水箱和供热水箱，当生活热水不需要太多热量时，可通过换热器将生活水箱中的热水交换到供暖水箱，或直接将管路接通到供暖系统直接供暖，以减少热泵或电热机组的使用，节省更多的能源［1］。在春秋季节热泵可以在生活水箱热量不足时启动，辅助太阳能提高生活热水的温度。

(2)冷、热、卫多功能风冷热泵机组，是在常规中央空调基础上增加一套冷凝热回收装置(热水器)的新型空调机，除具备夏季制冷、冬季制热功能外，一年四季都能提供生活热水，实现一机多用［2］。利用热水器回收机组运行时的冷凝废热，可以将热水器串联、并联在常用空气冷凝器的回路上，也可以独立设计，将热水器分开安装在浴室，通过系统管路连接成独立单元。

(3)制冷末端采用风机盘管，供暖末端采用地板辐射采暖。

2 系统应用

该系统在昆明铁路局威舍站乘务员公寓进行了工程应用，对既有空调及热水供应系统进行了改造替代。威舍站乘务员公寓位于贵州省兴义市，气候特点是夏天炎热、冬天寒冷，夏天要制冷冬天要供暖。威舍站乘务员公寓共有41个房间，每个房间的空调面积为20 m2，设计空调总面积为820 m2。公寓既有空调及热水系统为:太阳能+电辅助加热(热水)+分体空调。

威舍站乘务员公寓制冷、采暖、热水三联供系统设计:真空管集热器58#-1800 mm共计1 500支，Q热水=真空管产水量*真空管支数=6．8 L/(支·d)×1 500支 ÷1 000 L/m3=10．2 m3/d;冷、热、卫多功能热泵机组3台(冷热联供工况:平均制冷量51．9 kW/h、平均制热量66 kW/h、平均产水量 1．4 m3/h)，Q冷=51．9 kW/(h·台)×3台 =155．7 kW/h，Q热=66 kW/(h·台)×3 台 =198 kW/h，Q热水=1．4 m3/(h·台)× 3 台 =4．2 m3/h，设计负荷大于实际需要负荷，满足实际需要。

太阳能集热器模块真空管集热器尽可能多配置，最大化补充冬季供暖热源。冷、热、卫多功能热泵机组按照制冷、采暖负荷核算配置，热水多余热源作为采暖补充热源，夏季制冷热回收可以加热生活热水。

太阳能集热器与热水水箱自然循环，根据热水水箱温度设定冷、热、卫多功能热泵机组自动启停。空调水箱夏季制冷储存冷水(8℃ ～12℃);冬季采暖储存(40℃ ～45℃)热水，热水水箱过剩热量可与空调水箱换热供暖，制冷及采暖均由空调水箱与末端风机盘管、地板辐射采暖结合。夏季太阳能集热器与冷、热、卫多功能热泵机组结合运行制冷、热水模式，制冷热回收加热生活热水;冬季太阳能集热器与冷、热、卫多功能热泵机组结合运行采暖、热水模式，热水多余热量用于供暖;其余时段太阳能集热器基本可以满足热水供应。

3 效益分析

系统经过1年的运行，对运行数据进行了实测，对比分析了系统的运行费用(见表1)。

表1 三联供系统与其他方案全年运行费用对比 万元

威舍站乘务员公寓“三联供系统”比“分体空调+电加热供热水”每年节约22．44万元，比“分体空调+锅炉供热水”每年节约27．17万元。

“三联供系统”合理设计太阳能集热器，充分利用可再生能源太阳能供应生活热水、利用太阳能贮能和换热系统冬季供暖。应用冷、热、卫三合一多功能风冷热泵机组，一机多用，与太阳能集热器经优化耦合，联合工作，既满足了制冷供暖及热水供应等功能要求，又可实现最佳的节能效果。

［1］ 李健，罗浩．太阳能-地源热泵三联供户式空调技术［J］．能源与环境，2006(6):34-36．

［2］ 黄倩，章学来，梁峻．水环热泵-空气源热泵-热泵型热水机组复合空调系统的工程应用案例分析［J］．制冷空调与电力机械，2008(3):42-46．