热泵机组设计案例分析

2008年06月10 00:00:00 来源:中国制冷空调技术网

以下是近几年在设计中遇到的或见到的热泵机组案例分析于后,与同行们共同探讨。

案例Ⅰ:A工程为历史悠久且具有地方特色的对外营业饭店,设在屋面上的六台中央空调热泵机组型号为YCA90H(制冷量:81KW),水泵型号为-X80-65-155K(90T/H;31M;11KW)系统运行后,发现部分热泵机组启动不了。本人先对冷冻水泵检查,发现水泵运行电流为额定电流的一半,水泵厂承认质量有问题,换叶轮后其参数基本接近于设计值。系统再次运行后,个别热泵机组启动不了的问题依然存在,这说明该问题的根源不是水泵维修前后冷冻水流量大小问题。这时有的设计人员开始怀疑一泵拖六台热泵机组方案不行,冷冻水管为异程式也不行,应用泵、热泵机组一一对应方案。本人始终认为上面两种方案都可行。后本人发现个别热泵机组甚至是出水管上水流开关的调整螺丝调至下限,仍也启动不了,要用起子硬压平衡板机组才能开启。经现场反复研究水流开关构造后,终于发现在水流开关平衡板的另一端有一个很不起眼的小螺丝,它与前面讲到的调整螺丝作用力相反,它们一起调整使平衡板调至适当位置,水流开关才能正常工作。故障排除后,系统运行正常至今。

案例Ⅱ:B工程热泵机组型号同A工程,为五台,它采用一台热泵机组串联一台水泵然后再并联形式,系统运行基本正常,只是五路并联热泵机组、水泵出现水流量较大,使热泵机组出水温度在10℃以上。

案例Ⅲ:C工程为十八层高层建筑,面积近20000M2,屋顶设三台698KW活塞式热泵机组,其平面图见图二。图中屋顶四周为高2.8M钢筋混凝土女儿墙,虚线部分为正方梯形形状的钢架玻璃幕墙,幕墙外圈底边比屋面高1.80M,内圈顶面镂空,但面积较小。本人发现这些情况后认为:

热泵机组闷在玻璃罩内,必将影响机组夏天冷凝器散热效果及冬天蒸发器散冷效果,经一段开启时间后将使热泵机组冷凝器高压保护(夏季)及蒸发器低压保护(冬季)而停机。因此本人建议把梯形玻璃幕墙罩取消掉,但业主怕影响立面效果而不同意取消,在此情况下只能把幕墙外圈底边抬至屋面上2.8M,把幕墙内圈顶面适当扩大镂空面积。

今年夏季该工程三台热泵机组运行时其冷冻水出水温度部分实测数据见表一。

从表一可见,Z机组运行正常,Y机组稍欠缺,X机组运行状况较差。在炎热的大伏天,当三台机组同时开启时,出现X机组自动停机现象,所以业主一般把X机组作为短时间使用,而大部分时间开机方案为:Y+Z;X+Z;Y或Z,这时机组运行均正常。之所以出现以上情形,本人以为:

①机组身处女儿墙加玻璃罩内,“穿堂风”较小,大气不能立即冲散稀释机组周围的冷热环境;

②东南西三进风面虽有进风现象,但并没有完全形成理想的顶排热侧进新风气流形式:Y、Z机组正上方为玻璃罩梯形顶面镂空处(离机组顶高差约7.50M),热气可冲出玻璃罩,而X机组紧靠西玻璃墙,其正上方为斜玻璃罩,机组排出热气冲向斜玻璃,无法直接排至罩外,相反热气反弹向下,朝四周蔓延;

③每台热泵机组冷凝器排风量达19×104M3/H,当Y、Z机组运行时无回流现象,但当三台机组全部开启,冷凝器通风量较大,在X机组两侧有回流现象,使X、Y机组冷凝散热不畅,蒸发温度提高,机组制冷量下降。

解决办法:在X机组冷凝器排出口上连接风管,使气流导向玻璃罩外。

案例Ⅳ:无独有偶,D工程(二十一层)初步设计时二台698KW活塞式热泵机组设在主楼屋顶,高大船形玻璃幕墙把热泵机组包得严严实实,在精美造形幕墙顶部只有较少的透气处。设计人员得知C工程情况后,立即将热泵机组改至宽敞的裙房屋顶。

结论:

1、暖通设计人员应针对设计工程具体情况进行综合经济性能比较,经方案优化后确定是否采用热泵系统,有蒸汽或客房、病房大楼宜优先采用单冷主机加热交换系统;

2、暖通设计人员一定要准确计算工程冷热负荷,确保热泵机组满足工程夏冬季负荷需要;

3、螺杆式热泵机组无论是COP值还是维护费用、振动频率、噪音等性能均优于活塞式热泵机组

4、中小型工程采用的小型多台热泵机组配一泵制或对应配泵制均可,但多台泵最好不超过三台

5、我们应重视热泵机组运行环境,在满足热泵机组运行环境的前提下才能答应建筑师们对建筑的美观要求。


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