近年来人们针对水空调系统在实际应用过程中受季节变化影响较大的问题,提出了辅助热源、水源和空气源相结合的水空调系统,使水空调系统的广泛应用成为可能。因此,有必要研究水空调系统在地下建筑中应用的技术指标和节能经济指标。
水空调系统用于地下建筑时是把地下建筑水源热泵机组作为终端设备安装在各空调房间内,把水源热泵机组的冷却水供、回水管连接起来,组成一个循环系统,外部设备有冷却塔、辅助加热器(如锅炉)等。
闭环冷暖水空调系统的节能效果很大程度上依赖于它的热性能。当地下建筑某区(I区)需要制冷,同时另外一个区(II区)需要供热时,I区的能量通过热泵机组传给循环水,带到II区,这部分热量恰好被该区热泵机组吸收,向II区供热,实现了热量在地下建筑内部的转换利用,大大提高了换热和转换效率。
当夏天气温升高时,地下建筑内部绝大多数区域需要制冷,水空调系统循环水温度过高,超出正常使用范围,这时就要开启辅助冷却设备,如冷却塔等;冬季气温很低时,地下建筑内部绝大多数区域需要供热,水空调系统循环水温度过低,低于正常使用范围,这时就要开启辅助加热设备,如锅炉等,使水温维持在一定的范围内。这样,水空调系统虽然比地下建筑常用的热泵空调、普通冷水机组加空调机组、普通除湿机、调温除湿机系统具有较高的热效率,但也消耗一定的能量。
就地下建筑而言,如何在夏季和冬季热不是很充分的情况下,提高水空调系统的效率,笔者认为可以采取以下几种方法:
①尽量采用一些温度稳定、受季节性变化影响较小的水源,如地下水,口前此方法国际上也较通用。
②采用先进的辅助加热、冷却手段,如用太阳能或锅炉加热循环水;用高效冷却塔来冷却循环水。
③在冬季或夏季采用空气源热泵与水源热泵进行复合循环,调节循环水温,提高系统性能。下面主要针对第3种方法作一些介绍。
地下建筑水温空调机组的出水进入储水池中,而储水池则连接空气热源热泵,严冬或盛夏季节,当水空调系统出水温度超出正常范围时,启动空气源热泵调节水温,使水温保持在一定的范围,避兔效率的降低。
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