薛覆陆

摘 要：文章主要分析了水源热泵空调系统特点，探讨了江水水源热泵空调系统设计，并概述了江水水源热泵技术的应用要点。

关键词：水源；热泵；空调系统；设计

近几年，热泵空调系统在长江流域地区得到普遍应用。热泵空调机组因占地少、使用灵活、可制冷也可制热的特点，具有较重要的市场地位。当前民用建筑的热泵空调机组主要包括三大类：即水——水热泵、空气——水热泵和空气——空气热泵，前者为水源热泵，后二者为空气源热泵。空气源热泵已在我国使用了一段时间，但水源热泵的应用才刚刚起步，对于它的系统设计需要进一步完善。

1 水源热泵的特点

水源热泵在工作原理上跟空气源热泵类似，水源热泵主要通过将热量排到水中或吸收水中的热量来实现室内的供冷供热。由于水的热容量远远大于空气，所以水源热泵空调机组的运行受到外界的影响不大，另外水源热泵的热交换效率也高于空气源热泵。

水源热泵空调系统是一种节能的空调系统；其机组单元式结构和分散布置方式给使用带来很大的方便，适合专供出售的商业用房使用。水源热泵可以回收建筑物内的余热，并用于周边区的采暖。一般大中型民用建筑内部的发热源很多，诸如灯光照明、设备、排风系统等，有的地区全年需要供冷。将内部区域制冷产生的热量转移给周边区采暖，这是水源热泵机组独有的特性，其节能效果特别突出。

水源热泵机组一般分散布置，也可在吊顶、贮藏间等不重要的建筑空间安放，可以节约相当多的机房面积。水源热泵空调水系统的工作温度在15℃～32℃之间，大于室内空气的露点温度，管道无需保温，可减少保温工程费用，适合写楼字改造工程。

水源热泵机组均采用自动控制方式，机内装有恒温控制器，当设定某一温度值时，空调机会自动按制冷或供热方式工作，以维持设定值不变。同时，水源热泵的水系统采用电脑中央控制，可根据供、回水温度及室外参数的变化调整冷却塔、辅助加热设备及水泵的启停。

2 江水水源热泵空调系统设计

2.1 冷热源形式——江水源取水系统。该系统冷热源为江水，只有采用合理的水源取水方式，才能保证江水源热泵空调工程安全平稳的运行。

根据本工程实际现场考察知，本建筑建在江畔离江仅100米左右，有得天独厚的水资源，经当地水文站提供的水文资料知江水量充足，泥沙含量低仅0.11千克/立方米，水质基本保证三类以上，完全满足水源热泵系统对江水水量水质的使用要求，因此该工程采用江水源热泵空调系统。水源水取自离建筑约100米的江面，采用在岸边建筑固定式取水泵房，江水首先经过滤水管初过滤后渗入江水提升水池，江水在水池内沉淀稳流后再由安装在泵房内的5台潜水泵将江水通过PE管道泵送给热泵机组进行换热。每台热泵机组对应一台潜水泵（一台备用），热泵机组与潜水泵联动控制，根据建筑实际使用负荷的大小灵活调整热泵机组与潜水泵的开启台数以便降低能耗，从而实现了利用江水的低位热能资源进行供热与空调。

2.2 水源热泵主机。主机选用大连奥德江水水源热泵机组，自带PLC智能控制系统，机组冷凝器均采用耐磨耐腐蚀的镍白铜材质换热器。系统共选配四台江水水源热泵机组，其中一台带全热回收制备生活热水的功能，夏季制冷的同时可以免费制备生活热水，冬季则独立制备生活热水；另外三台无热回收功能，夏季供冷，补充热回收机组冷量不足，冬季供暖。

2.3 末端空调系统。客房、办公室均采用风机盘管加独立新风系统。风机盘管暗装在吊顶内，气流组织为客房：侧送上回；办公室：上送上回。另设新风处理机组，室外新风经过滤、盘管降温除湿、风机加压后直接送入室内；商场、影剧院等大空间房间采用吊顶风柜+全热交换新风机组系统。吊顶风柜暗装在吊顶内，气流组织为上送上回。另设全热交换式新风处理机组，室外新风经过滤、与室内排风换热、风机加压后直接送入室内。

3 应用江水水源热泵技术的要点

3.1 江水汛期含沙量大的处理措施。项目所在地为夏热冬冷地区，一般每年的6-8份为汛期，其他月份水质较好。非汛期月份水质的浑浊度均低于10度，满足水源热泵机组对浑浊度的要求（水源热泵机组对浑浊度的要求为小于20度即可），汛期时的水质比较差，浑浊度可达201度，所以，在汛期时，需要采取特殊措施。

本工程一是在岸边建筑固定式取水泵房江水首先经过滤水管初过滤后渗入江水提升水池，江水在水池内沉淀稳流后再由提升泵输送给热泵机组；二是在江水进入冷凝器之前，采用高效自动反冲洗过滤器，而不是普通的Y型水过滤器，因为Y型水过滤器采用滤网，容易堵塞，需要经常拆卸清洗，而自动反冲洗过滤器则可以自动进行清洗或者手动排污，这是应对汛期的第一道措施；三是每台热泵机组的冷凝器均采用耐磨耐腐蚀换热器。这样通过从源头上减少砂石的进入在过程中处理流入的少量砂石最后再使用耐磨耐腐蚀换热器成功解决了江水汛期含砂量大的问题。

3.2 水质硬度及藻类生物处理。根据当地水文站提供的水质报告可见，江水质的硬度在许可直接进机组的范围内，不需要加装软水装置，只需要加装电子除垢仪器即可满足水处理的需要；江水的藻类生物生长属于允许范围，不用对江水进行特殊灭藻处理，对于水质不能满足热泵运行要求的江水可以可以加装德国进口的“梅鲁斯环”针对水中的物质发出能够改变其物理特征的振波，以水来作传输和储存这种作用振波的介质，使管网中每个角落的水都能载上振波能量。环形的梅鲁斯处理器发出的振波穿过管壁进入水中，以远远高于水流本身的速度扩散到下游十公里之外，使振波在整个管网系统中发挥阻蚀、除垢、杀菌、灭藻等作用。

3.3 江水温度过低处理方式。为保证机组在夏热冬冷地区的低温恶劣天气工况下能正常工作，避免影响建筑内如娱乐中心的正常运营，系统所用热泵机组是量身定做的水源热泵机组，其加大机组蒸发器换热面积，改变换热器的流道设计提高水的流速，根据夏天和冬天的负荷差，结合机组制热工况下的合理能量级，让低温江水直接进机组，使蒸发器的出口温度维持在3℃，蒸发温度维持在2℃，制热量为额定工况下的90%，使机组运行更经济更节能同时能够较好的保证机组使用的安全性及使用效果。

综上所述，虽然当前水源热泵空调系统因水资源条件及相应技术不够成熟，在我国应用还不够普及，但合理结合项目所在地天然特点，例如在拥有丰富的水资源、优质的水质条件下，根据建筑功能及对空调系统的需求，利用现有技术对机组进行适当改良，可以使水源热泵系统效率得到很大提高，成为一种有效节能的空调系统方式。

参考文献

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