论水源热泵—分布式涡旋模块机组空调系统的可行性

练文骏

【摘 要】对水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统的系统原理、系统特点及经济性等进行可行性分析。

【关键词】水源热泵-分布式涡旋模块机组；水力模块；工作原理；可行性；节能

1前言

关于水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统，是水环热泵衍生出新的空调系统类型。本文从其系统组成及原理、系统优势、系统经济性进行分析，从而揭示水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统的广泛应用的可行性。

2水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统组成及原理

水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统由以下部分组成：水源热泵-分布式涡旋模块机组、水力模块、冷却水（热水）循环环路、冷冻（热）水系统、冷却塔、锅炉。根据图1可看出，水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统与传统的水环热泵空调系统类似，是在水环热泵的基础上发展演变而来。该空调系统不同之处就是，水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统与水环热泵系统相比，有冷冻水系统，不是空调区域空气与制冷剂盘管直接能源交换，水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统还与螺杆机和离心机冷水机组空调系统比较相似，制冷主机和冷冻水泵的模块化将大的冷冻水系统划分出多个小的冷冻水系统。水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统，是水环热泵衍生和发展，冷却塔和锅炉分别为水源热泵-分布式涡旋模块机组提供冷源和热源，冷却塔、锅炉、水源热泵-分布式涡旋模块机组、冷却水泵共同组成冷却水（热水）循环环路，冷却水（热水）循环环路将分布式水冷涡旋冷水机组成一个环路。根据建筑物的特性，可将建筑物空调区域划分出多个空调区域，如图：1中空调区域1和空调区域2，每个空调区域由水源热泵-分布式涡旋模块机组、水力模块（空调冷冻水/热水泵）、空调末端组成冷冻水系统，每个空调区域的冷冻水系统相对独立，且水力模块内部设置有定压罐，对各自的冷冻水系统进行定压、补水等，彼此互不干扰。因此，该空调系统并不存在系统原理上是可行的，是适合进行发展应用的。

3水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统优势

传统的水环热泵是水/空气型机组，机组又分为整体式和分体机，整体式是由压缩机、蒸发器、冷凝器及方剂组合为一整体的水环热泵空调机组，分体机是将压缩机及水侧换热器（主机部分）与风机及风侧换热器（室内机部分）分开设置的水环热泵空调机组，分体机连接多个台室内机时，又称为多联机。水源热泵-分布式涡旋模块机组是由压缩机、蒸发器、冷凝器组成，蒸发器和冷凝器均由水进行换热，因此水源热泵-分布式涡旋模块机组是由水环热泵多联机发展而来。对于水源热泵-分布式涡旋模块机组，有以下优势：

A.与整体式水/空气型机组对比，由于传统水环热泵的压缩机及风机运动部件均集成在一体，会产生较大的噪音，接近70分贝，如有安装质量问题，噪音还会增大。而水源热泵-分布式涡旋模块机组可吊装在人员不长期停留过道、厕所、设备间，而且水源热泵-分布式涡旋模块机组做到了机组全封闭，噪音只有45分贝左右。

B.此外，如采用整体式水环热泵（水/空气型机组），对于空调面积小的房间，其成本增大很多，而采用水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统，冷冻水系统和风机盘管组合，利于末端选型，又解决了小型整体式水环热泵成本高的问题。

C.与多联机水/空气型机组对比，由于传统水环热泵的主机与室内机采用铜管连接，对安装要求高，而且铜管的长度受到限制，大约是150m长。而水源热泵-分布式涡旋模块机组所配的水力模块的扬程可以选配，冷冻水系统的长度将不受限制，且管路施工要求不高。

4水源热泵-分布式涡旋模块机组的经济性

水源热泵-分布式涡旋模块机组和水力模块都是模块化设计（见图2和图3），且采用的是吊装，占用的是建筑物空调区域闲置的吊顶空间，无需庞大的专用设备机房和专人看护，可为甲方节省出空调机房面积，并将其改为他用，为甲方增加效益，为建筑提供新的增值点。

对于采用水力模块将冷冻水系统分成多个系统，是一个创新，解决了冷冻水系统在低负荷状态下小温差大流量的问题。典型的空调系统包括冷水机组、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔及末端系统，对冷水机组进行优化以提高其能效比仅仅是针对空调系统的一个部件的能效标识，冷水机组能效水平的提高只是建筑物空调系统整体水平的一个组成部分，是整个空调系统节能的必要条件不是充分条件。如水源热泵-分布式涡旋模块机组的额定能效比一般接近5，如果空调系统在部分负荷下运行，小温差大流量现象严重，则导致空调系统整体能效比偏低，甚至COP在3以下。因此，采用较小的水力模块将空调区域再划分出多个空调区域，可避免以上问题，起到节能增效的作用。

以一个建筑面积为6000㎡的宾馆为例，对水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统运行费用进行分析，其空调面积约5000㎡，将其分为5各空调区域，一个空调区域约1000㎡， 而宾馆的负荷变化很大，现目前一个水源热泵-分布式涡旋模块机的制冷量是70kw，一個区域配2台主机，而每台主机又配备的是2台涡旋式压缩机，所以该宾馆具有9级能量调节，利于空调系统节能。

5水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统应用可行结论

根据以上的分析，水源热泵-分布式涡旋模块机组空调系统具有节能和节约机房面积的特点，可根据实际需要，只需运行需要空调调节区域的模块主机及相应的系统设备，而其他区域的空调设备可完全处于停止运行状态，节能优势大，其次冷热源设备位于建筑物的楼顶，节省宝贵的室内主机房空间，可分区域进行安装，节约初投资，能独立安装电表，可进行分区计费，此外解决了传统的水环热泵空调系统噪音大的问题。随着时间的推移，该类空调系统将有长足的发展和运用。