空氣能中央空調(diào)系統(tǒng)在現(xiàn)代建筑中應(yīng)用

張順敬

[摘 要]：介紹了空氣能中央空調(diào)系統(tǒng)組成、在工程中的應(yīng)用、與傳統(tǒng)中央空調(diào)的比較及安裝調(diào)試

[關(guān)鍵詞]：空氣能 節(jié)能環(huán)保 關(guān)鍵技術(shù)

1.前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑能耗在社會(huì)總能耗中所占比重逐漸增大。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)歷年建筑能耗占的比例是19%～20%，平均值為19.8%。其中，用于暖通空調(diào)的能耗約占建筑能耗的85%。目前，為建筑物提供舒適環(huán)境的供熱、供冷還主要依靠消耗常規(guī)能源的方式來(lái)滿足要求，這不僅產(chǎn)生了環(huán)境污染，消耗大量的不可再生能源，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國(guó)建筑業(yè)持續(xù)發(fā)展，對(duì)建筑節(jié)能的要求越來(lái)越高，并且黨的十七大確立了“建設(shè)生態(tài)文明，促進(jìn)人與自然的和諧相處”，作為今后經(jīng)濟(jì)建設(shè)的工作方針，作為目前世界上最先進(jìn)、能效比最高的空氣能中央空調(diào)供熱、供冷，凈化聯(lián)合能源系統(tǒng)恰恰符合了我國(guó)能源和環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的要求。

2.工作原理

空氣能中央空調(diào)與其他空調(diào)原理有一定相似，應(yīng)用了逆卡諾原理，進(jìn)行能量（冷熱）交換。制冷是把室內(nèi)的熱量交換到外面如果是風(fēng)冷機(jī)就把熱量交換到大氣中，現(xiàn)在大部分空調(diào)就是這樣工作的，一定程度上導(dǎo)致局部氣溫上升，而這里指的空氣能熱泵把釋放的能量送到水箱里交換熱量。制熱就反過(guò)來(lái)。

3.系統(tǒng)組成

空氣能中央空調(diào)系統(tǒng)由空氣能冷熱水機(jī)組，水循環(huán)環(huán)路、輔助設(shè)備（如冷卻塔、加熱設(shè)備、蓄熱裝置等）以及末端設(shè)備組成。其中水循環(huán)環(huán)路系統(tǒng)同其他空調(diào)系統(tǒng)相同，但無(wú)冷卻水系統(tǒng)。末端設(shè)備分制冷系統(tǒng)與制熱系統(tǒng)。制冷效果的好壞，取決于末端設(shè)備合理的氣流組織及傳導(dǎo)對(duì)流方式，根據(jù)我國(guó)內(nèi)各個(gè)區(qū)域分布不同，空氣溫度及相對(duì)濕度不同，劃分為長(zhǎng)江以南地區(qū)，相對(duì)溫度大于60%以上，采用風(fēng)機(jī)盤管制冷式，系統(tǒng)流量采用小溫差，大流量，增強(qiáng)空氣除濕效果，使室內(nèi)空氣濕度，溫度降低，涼爽舒適。

4.系統(tǒng)安裝與調(diào)試

4.1系統(tǒng)的安裝

系統(tǒng)的安裝包含了水環(huán)熱泵機(jī)組的安裝和管道的安裝。對(duì)于整體臥式機(jī)組的安裝，一般設(shè)計(jì)用落地安裝，機(jī)組槽鋼基礎(chǔ)、橡膠減振墊均隨機(jī)組一起裝運(yùn)。機(jī)組必須安裝在平整的水平面上。機(jī)組的安裝要特別注意，盡量避免安裝在臥室、書房等對(duì)靜音要求較高的場(chǎng)所附近。主機(jī)的噪聲設(shè)計(jì)基本控制在49dB（A）以下。管道安裝時(shí)，需要用到吊架、鞍座、支架等等。安裝這些零部件時(shí)，必須考慮各種靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的情況。水管一般都會(huì)隱藏在天花上，沿著墻壁安裝。

4.2系統(tǒng)調(diào)試注意事項(xiàng)

系統(tǒng)安裝完成后必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行充水和清洗，才能投入試運(yùn)行。為清洗時(shí)能將臟水迅速排出，應(yīng)在供回水主立管的最低處設(shè)放水閥和放水管，并有組織地排出。

4.2.1系統(tǒng)充水

在充水前，用高壓軟管將接到機(jī)組的進(jìn)，出水支管相互短接，使機(jī)組與水系統(tǒng)暫時(shí)脫開(kāi)，以免充水時(shí)臟物進(jìn)入機(jī)組?？蓮南到y(tǒng)的補(bǔ)水處充入自來(lái)水，充水時(shí)打開(kāi)所有排氣閥，關(guān)確認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)的空氣已經(jīng)排盡。充水后則將排氣閥關(guān)閉。充水后應(yīng)對(duì)系統(tǒng)按施工規(guī)范進(jìn)行加壓、檢漏。合格后，才能進(jìn)入下一步工作。

4.2.2系統(tǒng)清洗

當(dāng)充水完畢，關(guān)閉放氣閥，開(kāi)動(dòng)循環(huán)水泵一小時(shí)以上，使水在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行充分流動(dòng)。而后停泵，打開(kāi)所有放氣閥，并迅速開(kāi)啟放水閥將系統(tǒng)內(nèi)的水放出。放水時(shí)注意觀察水的污染情況。而后重復(fù)進(jìn)行充水放水，直到排出的水干凈為止。拆洗水泵上的水過(guò)濾器。

關(guān)閉放水閥，重新充水。此次充水時(shí)，應(yīng)把原來(lái)短接的進(jìn)、出水支管恢復(fù)到與各機(jī)組的進(jìn)、出水口相連接的狀態(tài)。充水中，需加入磷酸三鈉（按每t 水加入2.3kg計(jì)算）。磷酸三鈉溶液充滿后，開(kāi)動(dòng)水泵、排氣，并啟動(dòng)水加熱設(shè)備，使環(huán)路水溫達(dá)到38℃。水泵應(yīng)循環(huán)3h左右，而后將水排放盡，重新充入新水。用石蕊試紙測(cè)試環(huán)路水的酸堿度，應(yīng)呈微堿性，PH=7.5。如仍呈酸性，則應(yīng)重新用磷酸三鈉溶液進(jìn)行清洗。

5.關(guān)鍵技術(shù)

5.1無(wú)霜技術(shù)

在實(shí)際工作時(shí)，由于環(huán)境溫度不同，機(jī)組的制熱量也隨之變化，特別是當(dāng)環(huán)境溫度低到0度以下時(shí)，空氣能熱泵機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)之一，除霜工作若不正常工作，熱泵的電量將大大增加，甚至造成系統(tǒng)不能正常運(yùn)行，目前除霜方法主要有逆向除霜和熱氣旁通除霜。此種方法除霜不但消耗大量電能，也造成用戶室內(nèi)不能供暖，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。目前根據(jù)熱泵原理有些廠家研發(fā)生產(chǎn)了空氣能戶式無(wú)霜防凍熱泵機(jī)組，機(jī)組采用納米熱導(dǎo)技術(shù)，將少量熱能填充制冷劑流體中，換熱器壓力始終保持0.4～0.5Mpa，溫度在15℃～20℃左右，在還冷的冬季，無(wú)需除霜，熱泵機(jī)組也能正常持續(xù)制熱，不但節(jié)約了電能，也滿足了客戶需求。無(wú)霜技術(shù)是空調(diào)產(chǎn)品技術(shù)的一次革命，也是一次技術(shù)飛躍。

5.2空氣凈化

空調(diào)在使用過(guò)程中，房間基本處于封閉狀態(tài)，室內(nèi)大量的污染源、病菌、植物纖維、角質(zhì)、建材塵粒等難以消除，久而久之，便會(huì)得空調(diào)病，實(shí)際就是污染的環(huán)境空氣中的各種懸浮顆粒，對(duì)于粒經(jīng)大于5nm懸浮粒子，過(guò)濾效率可達(dá)百分之八十。過(guò)濾后的空氣進(jìn)入盤管靜壓箱，箱體內(nèi)根據(jù)每小時(shí)氣流量配備了臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧可有效的殺菌、消毒、分解一氧化碳、二氧化碳、苯已烙、甲醛等有害物質(zhì)，消除異味，煙霧，尼古丁，同時(shí)臭氧發(fā)生器還具有吸收正離子、有害射線的作用，增加室內(nèi)空間的氧含量。

5.3水質(zhì)處理

具體根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)而定。一般情況下溫度越高結(jié)垢會(huì)越嚴(yán)重，因?yàn)榭諝饽埽岜茫C(jī)組采用中溫（55℃），在水硬度較低的地區(qū)，基本不會(huì)產(chǎn)生水垢。在水硬度較高的區(qū)域空氣能（熱泵）熱泵機(jī)組也會(huì)產(chǎn)生水垢問(wèn)題。當(dāng)水垢達(dá)到一定的程度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致高溫冷媒的熱量不能交換出而升高，受到空氣能熱泵壓力保護(hù)的影響，導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)?？梢圆捎霉枇拙В浰畽C(jī)等進(jìn)行水質(zhì)軟化處理。

5.4微電腦模塊化控制

機(jī)組在能量調(diào)節(jié)方式上由微電腦控制，室外機(jī)組的變頻式壓縮機(jī)根據(jù)室內(nèi)冷熱負(fù)荷的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，使空間在短時(shí)間內(nèi)迅速達(dá)到所需要的溫度，并在低轉(zhuǎn)速低能耗狀態(tài)下以較小的溫差波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)快速、節(jié)能和舒適的控溫效果。主要通過(guò)環(huán)路的溫度傳感器和水流開(kāi)關(guān)檢測(cè)這兩個(gè)控制點(diǎn)對(duì)水循環(huán)路水溫在預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行范圍內(nèi)以及連續(xù)而穩(wěn)定的流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)并控制環(huán)路水溫使其保持在預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行點(diǎn)內(nèi)?？刂坪侠砜梢匝娱L(zhǎng)設(shè)備的使用壽命和減少維修工作。

6.工程實(shí)例

章丘供電公司暖通安裝工程辦公樓采用空氣能中央空調(diào)系統(tǒng)，總建筑面積22225平方米，冷凍水供回水溫度為7/12℃，設(shè)計(jì)冷負(fù)荷為255KW，熱負(fù)荷為210KW，機(jī)組設(shè)置于五層屋頂。機(jī)組采用4臺(tái)型號(hào)為ACA020MH模塊式風(fēng)冷冷水（熱泵）機(jī)組，主機(jī)外形尺寸2080×1030×1860。水循環(huán)環(huán)路采用異程式，末端設(shè)備為兩管制風(fēng)機(jī)盤管。夏季滿足房間制冷要求，并且提供辦公樓45噸免費(fèi)的熱水，冬季使用是滿足辦公室采暖，同時(shí)還提供24小時(shí)的30噸的熱水供應(yīng)。