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本文来源
《热泵市场》杂志
热泵商学院
讲师_王言明
之所以把风盘放在最先讲,是因为从技术上来说风盘改造相对最为容易。我们做事情也是要从最容易做的地方着手,尤其是刚刚接触某一领域时,这样更容易获得成功。
此外,风盘更符合空气能热泵的发展方向——风盘既可以制冷也能制热,和空气源热泵相辅相承。很多人都忽视了夏天的制冷功能。如果闲置了制冷功能无异于是自断一臂,在跟客户的谈判也就少了一项筹码。
不同地区,主机选型依据不同
我们先看下寒冷地区的项目改造,首先是进行主机选型。主机要配多大?在寒冷地区我们要按建筑需要的冷负荷来选型,因为热负荷肯定是够的,机组的制热量要高于制冷量。
新疆阿勒泰青河县某学校采用空气源热泵提供冷暖。该工程由王言明王总设计施工,图片由英华特提供。下同
举个例子:济南(寒冷地区)某建筑面积为10000平米的酒店,单位冷负荷为80w/㎡,问主机该配多大?
我们先计算酒店的总冷负荷,可以很轻松地得出结果是800kw。现在空气源热泵厂家的主机主要是25P的比较常见,每台制冷量67w/㎡,制热量71w/㎡,那么共需要25P主机的数量为:800kw/67kw=12台。
我们再看看夏热冬冷地区。夏热冬冷地区和寒冷地区不同,要按建筑的热负荷进行选型,这样制冷量肯定不够。这时候怎么办?可以用水冷机组补充冷量。这个不是说经验就这么做,国家有标准。而且,水冷机组的制冷系数要高于空气源热泵机组。
我们再举个例子:南京(夏热冬冷地区)某建筑面积为10000平米的商场,单位面积冷负荷为150w/㎡,单位面积热负荷为70w/㎡,问主机该怎么选型?
同样,我们先计算出建筑的总热负荷为700kw,那么总共需要25P主机台数为:700kw/71kw=10台。
这时候热负荷是够了,但10台25P主机的制冷量为:10×67kw=670kw,夏天的制冷量肯定不够,因此需要增加增加一台水冷机组。水冷机组的选多大?我们先计算出建筑的总冷负荷为150w×10000=1500kw,再拿总冷负荷减去10台空气源热泵主机的制冷量,就是选用的冷水机组的大小。这个也很容易计算出来,水冷机组的大小=1500kw-670kw=830kw。
末端基本不需要改造
说完主机选型,我们再看看末端怎么改。夏天的时候不管是风冷还是水冷,出水温度7℃,回水温度12℃,温差是5℃,和空气源热泵主机的供回水温差是一致的。在热量相同的前提下,供回水温差相等,这就意味着流量是相同的,管径和水泵都不要变。冬天风盘需要出水温度45℃、回水温度40℃就可以了,需要的热量热泵能提供,温差还是5℃,也不需要改造。因此末端是风盘时基本上不需要改造,选好主机就可以了。
新疆某空气能热泵冷暖项目
学校的采暖改造相对于其他项目更加好做:一个是学校的电费很便宜,几乎都是5毛钱一度电;第二,学校都是白天使用,而且人流比较集中,人体也是发热体,因此对温度的需求没那么高,对热量的需求也相对要少。
还有,越是最冷或者最热的时候,学校是放假的,这时候主机不用工作,哪怕机组配置差点问题也不会很大,所以,学校项目的运行费用也比较低,冬天采暖时一个采暖季几块钱一平方米很多;另外,学校项目都是政府投资,只要项目做好了,不用担心拿不到钱。
地暖改造的主机选型和风盘一样
还是像上面分析的那样,我们先看主机的选型。
先说寒冷地区,末端是地暖时主机选型还是按建筑的总冷负荷来选的。仍然以济南地区举例,济南某10000平米学校,单位面积冷负荷为80w/㎡,问配多大机组?
新疆和田县某住宅空气能热泵集中采暖项目
我们先计算出建筑的总冷负荷为10000×80w=800kw,那么需要25P主机的台数为:800kw/67kw=12台(67kw为25P主机的制冷量)。
夏热冬冷地区还是按建筑的热负荷进行选型,夏季制冷量不足时,仍然用水冷机组补充。
例如:南京某10000平米住宅(冷/热负荷和商场不同),单位面积冷负荷为80w/㎡,总冷负荷为800kw,单位面积热负荷为50w/㎡,总热负荷为500kw。那么25P主机台数=500kw/71kw=7台(71kw为25P主机的制热量),而夏天制冷时,还需要增加一台制冷量为800kw-469kw=331kw的水冷机组。
末端管径细的解决方法
地暖要求的循环水温是35~45℃,符合热泵的供水温度,热量没有问题,不需要改造。但地暖供回水的温差是5~10℃,而空气源热泵的供回水温差是5℃。可能有人会问:为什么地暖供回水温差是5~10℃?
这个是国家标准,《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范GB50736-2012》里写的明明白白——地暖供回水温差不应小于5℃,也不要大于10℃。如果地暖的供回水温差刚好是5℃,那就不用改了,刚刚好。
如果供回水温差是10℃,空气源热泵机组就接受不了。供回水温差和流量关系很大,温差×流量=热功率(总发热量),热功率是定值,温差越大,流量也就越小。一般来说,地暖循环水的流量差不多是空气源热泵系统的三分之二到一半。
水流量小了怎么办?很多人会说选水泵,这个没错,但流量小了仅仅只是选水泵是不行的,只解决流量还不够,因为地暖的主管径一般也要小于空气源热泵系统所要求的管径大小。管道细,流量大了也过不去,会卡住。能否在不动主管道的前提下解决问题?因为动主管道很麻烦,要全部挖开。不动主管道如何选水泵呢?也不难,我们根据主机的流量选水泵,根据地暖的管径选水泵。(见表1)
首先是选流量,空气源热泵系统需要多少流量,我们通过表1就能查出来。例如,10台25P机组需要多少流量?先算出总制热量=10×71kw=710kw,查表可以得出流量差不多是120T/h。
流量解决了,再按这个流量去找水泵的管径,管径我们要按地暖的管径来选,而不是上面那个表格,表格上的是设计的管径。假如地暖原有管径是DN80,那我们就根据DN80去选择水泵。这样选出来的水泵,哪怕管道细了也卡不住。这种方法很简单,但很实用,很多工程都可以用这个方法来解决。
如果这个方法还不能解决,还可以从热泵自身的角度上去解决问题。商业项目都是经过设计院设计的,地暖供回水温差都在5~10℃,不会高于10℃,如果温差在7~8℃,空气源热泵也可以带,直接按原来水泵的流量,如果进出水温差在8℃之内的话,那热泵机组运行就可以。温差大了对热泵运行有些不利,但损失一点能把工程实现也不错。
改成8℃温差后,我们换算一下。管径大小=√㎡*5/8(m为原来设计的主管径半径),算出来的就是缩小的管径的半径。假如是原来是DN100,半径就是50,那么算出来的缩小的管径半径就是40,也就是DN80,那么DN80的管就可以用。
如果这两个办法都解决不了,还有没有其他的办法呢?那就只有加长机组的运行时间,假如原来是10个小时,现在让机组工作更长的时间。不管是热泵采暖还是锅炉采暖,机器热负荷都有余量,和实际需求有一个差距,我们可以利用这个差距加长时间供热。
微信号:hvacfxb
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