239重庆某长江水源热泵空调工程冬季测试及分析635.docx

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1、重庆某长江水源热泵空调工程冬季测试及讨论重庆大学 刘宪英英 黄忠忠重庆市建设设技术发展展中心 董孟能 姜涵 王晶 张元 杨迪摘要 介介绍了重庆庆某长江水水源热空调调工程冬季运行的的现场实测测测试仪表表、测试数数据、测试试结果，并对其节能能性进行了分析析讨论。关键词 长江水源源热泵 现场测试试 节能能0 引言由于江河水水一年四季季温度变化化较小，水水量丰富稳稳定，是水水源热泵良良好的低位位能源。长长江、嘉陵陵江流经整整个重庆主主城区，常常年年均水水流量长江江为85000m3/s，嘉嘉陵江为22430mm3/s，两两江合流后后为109930m33/s；冬冬（12-2月）夏夏（6-99月）季平平均江

2、水温温度（水下下0.5mm处），冬冬季12.8，夏季223.5；冬夏季季平均含砂砂量，长江江夏季7445mg/l，冬季季30.66mg/ll；嘉陵江江夏季5004mg/l，冬季季5.344mg/ll（以上数数据取自2200320044年的有关水文文资料）。两江水质为类（占62.5%）类（占37.5%）。由此表明重庆具有应用长江、嘉陵江水的有利条件。本文主要介绍某长江水源热泵空调系统的冬季现场测试情况及有关问题的讨论。文献1介绍了该工程的夏季测试情况，此处不再赘述。1 工程概概况该工程为娱娱乐城，位位于重庆南南滨路，紧紧临长江，建建筑面积22200mm2，空调面面积约20086m2，设计制制冷量

3、3880kW，制热量量200kkW，采用长长江水源热热泵空调系系统，江水水侧采用闭闭式水环路路系统，水水下设置盘盘管换热器器。系统采用22台水源热热泵机组，机机组名义工工况制冷/热量为2203.88kW/2299.8kWW，冷却水水流量355.05mm3/h，制制冷/热输输入功率336.399kW/554.077kW，冷冷/热水流流量25.82m33/h，冷却却水/冷（热热）水侧阻阻力60kPPa/40kPPa。冷（热）水水及冷却水水各采用水水泵两台，型号均为ISG80-160A，水流量44m3/h，扬程28m，轴功率4.7kW，转速2000r/min，电机额定功率5.5kW。水下为热镀锌盘管

4、式换热器2个（原系统设计为1个，以后又补加1个），估计换热器面积180m2左右，分别与两台机组的冷却水连接，系统流程见图1所示。系统末端设备为风风机盘管和和新风机组组。 图11 水源源热泵空调调系统原理理图2 测试系系统及测试试仪表本次测试时时，开启一一台机组和和对应的冷冷(热)水水泵及江水水泵，测试试时正值娱娱乐城开业业时间，机机组、末端端设备和新新风机组均均处于满负负荷运行。测试仪表有有： 水温测试：金属壳水水银温度计计，-200+500，0.2刻度； 压力测试：弹簧管式式压力表，上上海正深仪仪表厂，001.66MPa，精精度2.55级； 电流、电压压测试：ZZW34333B三相相综合电量

5、量表，精度度0.5级级； 系统总耗电电量测试：DEL11X1，DDT8622-4型三三相四线制制有功电度度表(互感感器倍数880)，精精度2.00级； 室内外空气气温度测试试：WSCC-4111P数字温温度仪，-50+50，分辨率率0.1，测试精精度0.5FXX。3 测试数数据2008年年1月5日日下午4时时系统开始运运行，检查查测试仪表表及试测试试，确定系系统比较稳稳定运行之之后，下午午6:500开始正式式测试，测测试共进行行9次，间间隔为100min，测测试数据详详见表1。表1 江水源热泵泵空调系统测测试数据表表序号123456789平均值测试时间18:50019:00019:10019:

6、20019:30019:40019:50020:00020:100水源热泵机机组热水侧进口水压 MPa0.190.190.190.190.190.190.190.190.190.19出口水压 MPa0.170.170.170.170.170.170.170.170.170.17进口水温 37.938.939.038.237.837.238.139.238.638.322出口水温 42.543.842.842.041.342.043.242.343.542.6江水侧进口水压 MPa0.140.140.140.140.140.140.140.140.140.14出口水压 MPa0.100.100.

7、100.100.100.100.100.100.100.10进口水温 11.510.910.810.911.011.010.810.811.210.999出口水温 8.26.26.76.86.86.86.07.26.86.83三相综合电电表相电流平均均 A101.44109.4482.181.480.7104.88110.1155.8107.4492.577相电压平均均 VV233.44234.77235.66235.00235.88234.77234.33235.66234.11234.88供热水泵进口水压 MPa0.050.050.050.050.050.050.050.050.050.0

8、5出口水压 MPa0.270.270.270.270.270.270.270.270.270.27三相综合电电表相电流平均均 A11.53311.57711.56611.57711.50011.62211.61111.59911.58811.577相电压平均均 VV234.88234.99235.558234.113234.550234.883234.660235.003234.667234.770江水泵进口水压 MPa0000000000出口水压 MPa0.270.270.270.270.270.270.270.270.270.27三相综合电电表相电流平均均 AA11.82211.66611

9、.72211.59911.63311.63311.60011.74411.54411.600相电压平均均 V234.663237.660235.000235.007234.447234.447236.007235.117233.777235.114末端设备三三相电量表表相电流平均均 A7.7810.86610.64410.60010.49910.45510.4339.929.5210.088相电压平均均 VV234.883237.000235.443235.550234.887234.330234.110235.110234.113235.003系统总综合合电量表相电流平均均 V138.333

10、140.000113.667112.333112.000138.000139.66771.000139.667122.774线电压平均均 AA409409410409410409409409409409.220室外空气干干球温度 10.610.610.610.510.510.410.310.210.210.433室内空气干干球温度 24-26624-266系统电度表表度读数 kWh(测试时间间80miin)1395.791395.951396.101396.221396.371396.521396.701396.831396.95注：表中“相电流平平均”、“相电压平平均”、“线电压平平均”均为

11、三相相相电流、相相电压、线线电压的实实测平均值值。4 测试数数据整理方方法及测试试结果4.1 数数据处理方方法4.1.11 机组制热热量Qh计算方法法 kW (1)式中，进进出水平均均温度下的的密度，kkg/m3；本次测测试热水进进/出口平均均水温为338.322/42.6，平均温温度40.46，查水的的热物性表表，=10111.3Kgg/m3；水的定压压比热，取取4.199kJ/(kg.)；水源热泵泵机组热水水进出口温温差，由实实测计算可可得(422.6-338.322)=4.28；热水循环环流量，mm3/h；循循环流量根根据实测的的水泵进出出口压差(即扬程)，由生产产厂家提供供的该型号号水

12、泵的性性能曲线图图查得。由由实测进出出口压差平平均值0.22MPPa，可得得扬程为222.433mH2O(MPPa与mHH2O的换算关关系为1MMPa=1101.997 mH2O)，由水水泵性能曲曲线图查得得水泵流量量为58.8m3/h(166.25LL/s) (见图2)。由表1(99次)实测测的平均值值，可计算算得制热量量Qh为： kW4.1.22 机组江水水侧的吸热热量 (2)式中，进进出机组江江水平均温温度下的密密度，kg/m3；本次测测试江水进进/出水温温为10.99/66.83，平均温温度38.91，查水的的热物性表表，=10019.44kg/m3；水的定压压比热，取取4.199KJ

13、/(Kg.)；、确定方法法同Qh。 实测平均温温差值=44.16,江水泵进进出水压差差0.277MPa，图2 水泵性能曲线图可得扬程为为27.553mH22O，查水水泵性能曲曲线图查得得水泵流量量为48.27m33/h(113.411L/s) (见图22)。由上计算得得： kWW4.1.33 热泵机组组、水泵、末末端设备耗耗功率P(即输入功功率)用下下式计算： kW或 kW (3)式中：相相电流(即即实测的平平均相电流流)，A；相电压(即实测的的平均相电电压)，VV；线电压(即实测的的平均线电电压)，VV；功率因数数，取0.85。4.1.44 系统总电电耗测试开始和和结束时的的电度表差差值(互

14、感感器倍数880)，即即为测定时时间的电耗耗kWh。折折合成耗功功率应进行行时间换算算；如本次次测试前后后共80分钟，电电度表前后后读数为(13966.9513955.79)80=11.1680=992.8kkWh；折折合成小时时耗功率应应为92.860/880=699.6kWW。4.2 测测试结果测试结果见见表3。 5 测试试结果分析析 5.1 水源热泵泵机组测试试结果的热热平衡检查查机组的制热热量Qh应与机组组江水侧的的吸热量和和热泵机组组耗功率P机表3 测试结果果统计表水 源 热热 泵 机机 组供 热 水水 侧机组阻力 m 2.04温差 4.28水泵扬程 m 22.433流量 m33/h

15、 (l/s) 58.5 (166.25)水泵耗功 kW 6.92机组制热量量 kW 294.77机组耗功量量 kW 55.422制热能效比比 kW/kW 5.32江 水 侧侧机组阻力 m 4.08温差 4.16水泵扬程 m 27.533流量 m3/h (l/s) 48.277 (133.41)水泵耗功 kW 6.99机组蒸发器器吸热量 kkW 238.33末端设备耗耗功量（由由三相电量量表值计算算） kW6.04系统总耗功功量（由总总综合电量量表值计算算） kW73.911由系统电度度表值计算算的系统总总耗功量 kWW69.6 (由表22，测试值值为55.42kWW)之和相相平衡，测测试结果两

16、两者的偏差差为：Qhh(Q0P机)/Qh 2944.7(238.355.42)/294.70.33%热平衡检查查表明，测测试精度较较高，测试试结果可信信。5.2 系系统总耗电电量测试结结果的比较较系统总耗电电量测试值值应等于热热泵空调系系统机组耗耗电量，热热水泵耗电电量、江水水泵耗电量量及末端设设备耗电量量之和，测测试结果两两者的偏差差取绝对值值为：733.91(55.426.9226.9996.044)/73.9911.97%系统总耗电电量与电度度表测试偏偏差为：733.9169.66/73.9915.833%综上，三种种耗功率测测试结果相相差均在66%以内，表表明电功率率测试结果果可信。5

17、.3 测测试工况下下水源热泵泵机组的制制热能效比比(EERRh)按表2测试试结果，机机组制热量量294.7kW，耗功功率55.42kWW，则EEERh=2944.7/55.442=5.32 kkW/kW5.4 本本工程空调调系统总能能效比(EEER宗)本工程的系系统制热总总能效比EEER总等于系统统制热量除除以系统总总耗电量，即即EER总总=2944.7/73.991=3.99kWW/kW。5.5 系系统节能性性探讨由于没有类类似常规空空调工程实实例的数据据，下面仅仅就重庆市市冬季供暖暖目前最常常用的两种种方式进行行一些能效效和运行费费方面的近近似比较。5.5.11 与国内知知名品牌风风冷热泵

18、冷冷热水机组组比较表3列出了了与测试机机组容量相相近的几种种知名品牌牌风冷热泵泵冷热水机机组额定工工况和测试试工况下的的制热量、耗耗功率和制制热能效比比，其中耗耗功率值包包括机组压压缩机和室室外侧换热热器风扇的的耗功率；本工程水水源热泵机机组的耗功功率包括压压缩机耗功功率和江水水泵的耗功功率。采用用如上两种种机组空调调系统的热热水泵和末末端设备基基本相同，不不在比较范范围内。表3 几种知知名品牌风风冷热泵冷冷热水机组组性能工况性能参数 30RQQ232GG（R4100A涡旋式式）RTXA2209（R22螺螺杆式）AWHC-L75（R22活活塞式）ACDXHHP-0770（R22螺螺杆式）30S

19、HPP250（R1344A螺杆式式）SALS0080HBB（R22螺螺杆式） M4AAC8500A（R4077C涡旋式式）本工程测试试额定工况制热量 kww228248255285291245270-输入功率 kw6775.575.976.885.670.693.5-制热能效比比 kw/kw3.43.283.363.713.463.472.89-测试工况制热量 kww236.55271.55281.55310316.33266294.33294.77输入功率 kw64.577.25576.83382.184.968.692.562.411制热能效比比 kw/kw3.843.513.663.78

20、3.723.883.184.72表中，额定定工况为进进/出水温温度40/45，室外环环境温度77；测试工况况为进/出水水温度388.32/42.66，室外环环境温度110.433。表中值值是根据产产品样本中中的变工况况性能表或或变工况性性能曲线换换算得到。由由表中看出出，7个知知名品牌机机组在测试试工况下得得到的制热能效效比由3.183.888，平均值值为3.665。与水源热热泵机组测测试的制热热能效比44.72，相相差1.007，本工工程的江水水源热泵机机组EERRh比风冷热热泵机组高高29.33%，有较较高的节能能性。5.5.22 与燃气热热水机组（锅锅炉）供暖暖相比采用燃气热热水机组供供

21、暖，其热热水泵和末末端设备基基本相同，故故本比较和和风冷热泵泵机组比较较一样，不不包括该部部分的能耗耗和运行费费比较。1 折合成一次次能比较按照空调调通风系统统运行管理理规范（GGB503365-22005）附附录B空调调通风系统统能耗系统统的计算方方法，把各各种能耗量量转换为一一次能。重重庆市天然然气每m3热值为3364300kJ（87000kcaal/h），每11kW的电相相当于111708kkJ的一次次能，则11 m3天然气相相当于3.104kkW（366430/117008）的电电。按照实实测机组能能效比4.72计算算，则消耗耗3.1004kW的电可可得到3.1044.728604.1

22、88=526667kJ的热量量。取燃气气热水机组组热效率00.9，则则消耗1 m3燃气可产产生3644300.9=327887kJ的热量量，两者相相比，本工工程水源热热泵机组比比燃气热水水机组的一一次能源利利用率高660%以上上。2 运行费比较较按重庆市目目前商业用用户燃气价价2.2元元/ m3，电0.82元/kWh计算算，气（mm3）/电(1kWh)价价格比为22.2/0.822=2.668，1 m3燃气供热热量为322787kkJ，本工工程水源热热泵机组消消耗2.668kW的电，可可制取的热热量为2.684.728604.188=454472.88kJ，两者者相比为11.3877，水源热热

23、泵机组供供暖比燃气气热水机组组供暖节约约运行费338%左右右。6 测试中中有关问题题说明6.1 测测试时，处处于娱乐城城开业时间间，人员进进出较多，机机组运行稳稳定性较差，进/出水温波波动较大，加加上该机组组有12台台旋转式压压缩机，采采用台数调调节方式，所所以压缩机机启停比较较频繁。6.2 室室内温度测测试，只对对B-5、BB-6、BB-7等几几个代表性性房间进行行了测试，其其温度在224-266范围变化化不大；测测试时，未未对房间的的末端设备备进行温度度设定，均均处于通常常运行状态态，室内温温度偏高，不不利于节能能。6.3 机机组江水侧侧的进水温温度比较稳稳定，一般般在10.811.22范围内变变化，平均均为10.99，表明江江水内盘管管换热器面面积满足要要求，长江江底部江水水温度应在12以上。参考文献：1 黄黄忠，刘宪宪英，郝建建辉，等重庆某江江水源热泵泵空调工程程暖通空空调，20008，338（2）：101-104刘宪英，男男，19366年11月月生，教授，通讯地址址：重庆市市沙坪坝重重庆大学城城市建设与与环境工程程学院，邮编：44000445，电话：0023-6654100932，电子邮箱箱：liuuxiannyingg666