公共建筑风冷热泵空调系统运行调试及能耗分析.docx

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公共建筑风冷热泵空调系统运行调试及能耗分析

作者：

赵亮王进军

来源：

《装饰装修天地》2020年第18期

        摘;;要：

本文結合某汇金商务中心写字楼的风冷热泵空调系统安装工程实际案例，简单介绍了风冷热泵机组的特点和原理以及安装中的注意事项，并阐述了风冷热泵空调系统安装完成后进行功能调试及对运行性能的测试。

通过对空调系统的运行能耗分析，使得风冷热泵空调系统能得到更好的推广和应用，为以后类似空调系统工程项目实施提供了宝贵的借鉴作用。

        关键词：

风冷热泵;空调系统;运行调试;能耗

        1;引言

        随着我国经济迅猛发展，基础设施建设不断地完善，空调系统在公共建筑物中得到广泛运用。

其中在公共建筑中以空气-水热泵机组，即作为空调系统的冷热源风冷热泵机组占据着市场很大份额，容易安装、运行成本低廉、突出的节能效果、稳定的性能、节省空间是风冷热泵空调系统的优点[1]。

能制热又能制冷的高效空调系统是风冷热泵的优势，所以它也是一些建筑工程广泛使用的空调系统之一。

因此在不同类型的建筑工程中很多的开发商企业采用风冷热泵作为建筑的冷热源。

但是对于施工者来说，在施工完成后采用该空调系统设备时，必须进行首次设备调试以及试运行，了解空调系统运行能耗情况，以便进行技术经济分析[2]。

本文通过某商务中心写字楼空调系统施工安装为例，开展系统运行测试和调试的分析，查明当前空调系统实际使用中存在的弊端，就此提出对应的解决方案[3]。

所以，对风冷热泵空调系统的安装和调试分析的研究发挥了很大作用。

        2;工程概况

        该工程位于江苏省张家港市，东至规划道路，南至人民东路，西至东苑路，北至长泾路。

共计22层，1层地下，21层地上，约36000m2的建筑面积，总用地面积74536m2。

建筑物内部包括：

-1层停车场，1层为大堂，2～11层主要用于办公，会议室、休息室、接待室、办公室、卫生间等是每层都设有的，酒店位于12～21层。

本工程提供冷、热源主机采用了20台风冷热泵机组，130kW是每台机组的制冷量，141kW是其制热量。

7℃为空调系统夏季供水温度，12℃为其回水温度;40℃是其冬季供水温度，45℃是其回水温度。

拥有独立空调系统的分别是1层、5～9层、10～16层、17～21层，风机盘管和新风系统是其末端采用的，室外机均安装于裙房屋面处。

        3;风冷热泵空调系统原理

        本风冷热泵空调系统由风冷热泵机组、循环水泵、水箱、定压补水装置、循环水泵、循环软管、过滤器、辅助电加热、过滤器、回水装置、排水阀、及末端空调器等组成，如图1所示。

        4;空调系统参数介绍

        对该建筑室内面积的数据参考依据是《公共建筑节能设计标准》GB50189—2005;GB50019—2003《采暖通风与空气调节设计手册》;GB50016—2006，《建筑设计防火规范》为减少设备不必要闲置，从节能、实用性、投资、安装费用、维护费用、及运行费用等综合因素考虑[4]。

对本工程空调系统参数配置选用如下表所示。

        5;调试前的准备工作

（1）为了使调试工作顺利完成，开始调试前都要进行大量的准备工作。

调试前必须充分准备好所需要的测量仪器及工具，比如：

压力表、红外温度计、风速仪等。

（2）检查所有楼层的室内风机盘管接线是否正确，风机盘管进出风口的阀门是否处于打开状态。

        （3）检查系统管路、补水管路是否正确安装，以及各系统管路之间的阀门是否全部开启。

        （4）验证配电系统中提供的电源是否符合每个电源装置的铭牌上的要求。

        （5）主机系统开发运行后，检查所有工作后，关闭电源，然后打开空调系统上控制面板电源，实现调试。

        6;空调调试内容

        对整个空调系统的风冷热泵机组、循环水泵、定压补水装置、风机盘管、新风机系统运行情况及可能出现的故障进行排除、以及对系统各参数进行测定。

此次调试开始时间为2019年8月10日9：

00，结束于2019年8月12日17：

00。

        6.1;风冷热泵机组

        20台风冷热泵机组全部启动后工作正常，模块入口压力为0.4MPa，无出现异常噪音等现象。

启动后设定13℃为出水温度，出水温度在主机工作约一小时后达到设定温度。

此时，部分主机运行自动停止（主机达到设定温度时自动关机，达到节能效果），持续到11点，水系统供水管道温度保持在11℃～13℃之间。

在此期间，2～7号机组发出警报，提示水流不足。

经过多次仔细检查，发现没有完全打开机组入口阀门，警报在阀门完全打开10min后解除。

11点20分时，主机温度设定为图中设计的7℃，即出水温度，自动停机部分的主机依次自动启动，主机出水温度需要50分钟可达到设定值。

此后，主机运行状态保持正常，无其他异常现象。

风冷模块机组电缆：

以33℃为外部温度，在30min的通电和运行后，测量电缆温度为40℃，电缆没有出现过热现象，390V为配电柜电压，在此电压范围内，主机工作正常。

主机电缆在此后工作一切正常。

        6.2;水循环泵

        系统中采用17台水循环泵，其中2台一用一备用，15台两用一备。

11台水循环泵运行，系统正常工作，没有出现任何异常噪音，水循环泵输入压力为0.2MPa，输出压力为0.5MPa，在正常工作范围内运行。

水循环泵电缆外部温度达到35℃，启动运行30分钟后测量电缆温度43℃，电缆无过热现象，配电柜电流20A，电压385V，工作状态正常。

        6.3;定压补水装置

        定压补水装置设定为自动补水状态，设定压力为0.5MPa～0.6MPa系统压力低于0.5MPa自动开启，补水到达0.6MPa自动关闭。

运行期间，6层1～6轴出现大量气堵现象，排气时补水装置压力下降到0.5MPa时，该装置自动开启补水，到达0.6MPa自动关闭。

自动定压补水装置工作状态正常。

        6.4;风机盘管

        风机盘管在主机开机前全部开启，经测量，风量、风速正常，室温在29℃～32℃范围内，主机开机2小时后，多数房间温度达到27℃～29℃，此时8层所有房间温度均无明显变化，经过反复检查发现北部空调立管系统出现大量气堵现象，导致8层冷冻水主管道冷冻水不循环，从而使此部分区域房间空调不制冷，立即组织在8层北部立管最高处及8层水平主管最高处打开排气阀排气，管道排气完毕时，此部分区域房间温度明显变化，1小时后，房间温度达到25℃～28℃。

其他少数达不到设计要求温度的房间，在风机盘管出水口处排气后，均能达到设计温度的初始温度，1～9层风机盘管制冷房间，温度到达23℃～24℃，符合系统标准要求。

        6.5;新风处理机组

        所有新风机组全部开启后，3层新风机组出现走廊出风口散流器处噪音过大问题，经检查，发现该系统其它出风口风阀未打开造成走廊出风口风量过大，使用风速仪检测风速达不到系统规定要求，导致噪音问题，经开启其他风阀调节平衡后，该问题消除。

其他楼层新风机组均能正常运行。

        7;空调系统运行能耗及费用计算

        风冷热泵空调系统在全年正常工作状态下，每年的11月至次年的2月大约90天为冬季供暖季节，需要辅助电加热天数为30天，空调系统负荷80%计算;6月至9月大约90天为夏季制冷季节，空调系统负荷70%计算;冬夏两季每天各运行10小时，电费均按0.5元/kWh计算。

        7.1;夏季能耗及費用

        设备配电功率：

风冷热泵机组38.8kW/台×20，循环水泵5.5kW/台×5、18.5kW/台×6，定压补水装0.37kW/台×5、0.55kW/台×1，暗装风机盘管0.2kW/台×496，吊顶式新风0.7kW/台×1。

        配电总功率=

        38.8×20+5.5×5+18.5×6+0.37×5+0.55×1+0.2×250+0.7×20=980kW

        总耗电量=980×90×10×70%=617400kWh

        总运行费用=617400×0.5=308700元

        平均每平米运行费用=442512÷36000=8.575元/m2

        7.2;冬季能耗及费用

        设备配电功率：

辅助电加热器130kW/台×5，其他配电功率数均于夏季相同。

        配电总功率=980+650=1630kW

        总耗电量=（980×60×10+1630×30×10）×80%=1077000kWh

        总运行费用=1077000×0.5=538500元

        平均每平米运行费用=651660÷36000=14.96元/m2

        综上两季能耗及费用分析可得，全年总耗电量为1694400kWh，总运行费用为84.72万元，平均每平米总运行费用为23.5元/m2。

        8;结论

        本文通过采用风冷热泵空调系统在该公共建筑中成功安装的案例，分析了风冷热泵系统的特点、调试试运行遇到的问题、解决故障的方法并对空调系统进行能耗计算，得出夏冬两季和全年空调系统运行的总耗电量、总运行费用和平均每平米运行费用，提供一定的借鉴和参考，有助于今后该项技术人员更好的开展工作。

        参考文献：

        [1]王战兵，刘丽孺，王璋元等.以风冷热泵热水机组为热源的集中空调系统运行能耗的e-p分析法的建立[J].广东工业大学学报，2016，33（6）：

53～56.

        [2]江晓雷，肖艳紫，张昌.风冷热泵空调机组全年能耗计算分析[J].建筑热能通风空调，2013

（1）：

60～62.

        [3]韩星，马克华，董怡平等.采用风冷热泵的办公建筑空调系统诊断和节能措施分析[Z].上海：

2009387～395.

        [4]GB50189—2015.公共建筑节能设计标准[S].

        作者简介：

        赵亮（1990—）男，江苏南京人，本科，工程师，主要从事机电设备安装工程方面的工作。