變頻直接地下水熱泵中央空調(diào)的設(shè)計探討

　　【中國制冷網(wǎng)】【摘要】本文通過具體的工程實例，闡述了變頻直接地下水熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，并針對這些問題提出了在設(shè)計過程中的幾點建議。

????【關(guān)鍵詞】系統(tǒng)變頻保護(hù)噪音

????一工程概況

????本項目位于四川某市，共八層，地下一層，地上七層。建筑面積約10000m2，建筑總高度約40m。其中，地下一層為停車庫及設(shè)備用房；一層為收費(fèi)大廳及營業(yè)廳；二層為會議室、培訓(xùn)教室及辦公室；三至五層為辦公室及小型會議室；六、七層為設(shè)備室。收費(fèi)大廳、營業(yè)廳、辦公室每天使用8小時。會議室、培訓(xùn)教室根據(jù)情況間隙性使用。六、七樓設(shè)備室需24小時使用。該項目有施工降水井八口，單井出水量約為40m3/h，地下水溫夏季約18℃，冬季約15℃。

????二系統(tǒng)簡介

????本項目空調(diào)設(shè)計冷負(fù)荷1050KW，設(shè)計熱負(fù)荷730KW。系統(tǒng)設(shè)計為變頻直接地下水熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)地下水設(shè)計溫差為11℃，所需水量為110m3/h，設(shè)置3口取水井，5口回灌井。設(shè)備采用地源熱泵分體暗裝盤管機(jī)組，每臺機(jī)組的地下水回水管設(shè)置電磁二通閥，電磁二通閥隨室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管的啟停而開閉。三臺潛水泵設(shè)置一臺變頻器，潛水泵根據(jù)系統(tǒng)的壓力變化變頻運(yùn)行，三臺潛水泵自動切換。系統(tǒng)水平干管及供水立管均采用同程設(shè)計，在地下水供水總管上設(shè)置旋流除砂器，回水總管上設(shè)置電動二通閥，該電動二通閥根據(jù)系統(tǒng)的啟停而開閉。

圖1???系統(tǒng)原理圖一（中國制冷網(wǎng)配圖）

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????三系統(tǒng)問題及分析

????3.1回水管水流噪音大

????原因分析：因系統(tǒng)為開式系統(tǒng)，地下水回水在回水主立管內(nèi)作近似自由落體運(yùn)動，回水以很快的速度通過管道，與管避的摩擦及水與水的碰撞產(chǎn)生噪音。

????3.2部分熱泵機(jī)組及管道腐蝕

????原因分析：因為地下水回水在回水主立管內(nèi)的流速過快，故其引射作用使部分熱泵機(jī)組及管道出現(xiàn)真空狀態(tài)，引起汽蝕。

????3.3部分熱泵機(jī)組開啟時缺水保護(hù)

????原因分析：所有的熱泵機(jī)組不是同時運(yùn)行，先運(yùn)行的設(shè)備少，需要水量小，如需再投入一部分熱泵機(jī)組運(yùn)行時，后投入的設(shè)備第一次開啟時出現(xiàn)缺水保護(hù)。因為潛水泵根據(jù)系統(tǒng)壓力變化變頻運(yùn)行，當(dāng)后投入設(shè)備開啟時，系統(tǒng)壓力降低，但潛水泵從檢測到壓力變化到水泵變頻運(yùn)行有時間差。而熱泵機(jī)組的電磁閥與室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管連鎖，當(dāng)該熱泵機(jī)組開啟時，電磁閥立即打開，而熱泵機(jī)組的主機(jī)沒有延時開啟的功能，故水泵變頻運(yùn)行與熱泵機(jī)組的主機(jī)啟動出現(xiàn)了時間差，熱泵機(jī)組的主機(jī)檢測到地下水量不足，立即缺水保護(hù)。但當(dāng)潛水泵接受信號變頻運(yùn)行穩(wěn)定后，再次開啟后投入的設(shè)備，即能正常運(yùn)行。

????3.4系統(tǒng)變頻作用不明顯

????原因分析：地下水熱泵機(jī)組的電磁二通閥與室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管連鎖，當(dāng)室內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定溫度時，該房間的地下水熱泵主機(jī)停止運(yùn)行，此時的室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管仍然在運(yùn)行，電磁閥仍然處于開啟狀態(tài)，系統(tǒng)的壓力不會因為該房間主機(jī)的停止而變化，則潛水泵仍然按原來的頻率運(yùn)行，沒有起到設(shè)計變頻系統(tǒng)的目的。當(dāng)然，當(dāng)該房間的空調(diào)不使用的時候，電磁閥關(guān)閉，此時還是能起到變頻節(jié)能的作用。

????四設(shè)計建議

????4.1選擇末端的電磁二通閥與熱泵機(jī)組主機(jī)連鎖的設(shè)備，主機(jī)開啟時電磁閥先開，主機(jī)關(guān)閉時電磁閥后關(guān)閉。

????4.2如果設(shè)計為直接地下水換熱系統(tǒng)，則將系統(tǒng)設(shè)計為回水同程，在回水管頂端加一排空管，如圖2。

????4.3建議采用地下水式熱泵中央空調(diào)，盡可能設(shè)計為間接地下水換熱系統(tǒng)，換熱器將地下水和使用水分為兩個獨立的系統(tǒng)。

圖2??系統(tǒng)原理圖二（中國制冷網(wǎng)配圖）

????五結(jié)論

????以上4.1、4.2的兩種設(shè)計雖然解決了設(shè)備及管道的汽蝕問題，設(shè)備開機(jī)時的保護(hù)問題，但無法解決回水噪音的問題。4.3雖然工程初投資偏高，且地下水還有2~3度的水溫?fù)p失，但很好的解決了系統(tǒng)問題，還杜絕了地下水對熱泵機(jī)組及系統(tǒng)管道的腐蝕、磨損等。筆者認(rèn)為，地下水式熱泵中央空調(diào)設(shè)計為間接換熱系統(tǒng)較為合理。

????參考文獻(xiàn)

????【1】《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》，中國建筑工業(yè)出版社2003

????【2】《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》，中國建筑工業(yè)出版社2005

????【3】李先洲李景田主編《暖通空調(diào)規(guī)范實施手冊》，中國建筑工業(yè)出版社2003.8

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