数码水冷多联水源热泵在鹤翔美诺安养中心鹤颜公寓的设计及应用

一、工程概况

鹤翔美诺安养中心座落在风景秀丽的山东潍坊高新技术开发区凤凰山下，项目占地约149亩，总投资高达2.1亿元。该安养中心集五保供养、托老服务、酒店公寓于一体，仅一期敬老院就设床位200个，可实现全区所有五保老人的集中供养。此次空调工程为一期的鹤颜公寓，该公寓主要为高新区敬老院和服务中心，建筑面积8000平方米，公寓地上6层，建筑高度20.2米。

二、设计依据

1、《采暖通风与空气调节设计规范》(GB50019-2003)

2、《公共建筑节能设计规范》(GB50189-2006)

3、《居住建筑节能设计规范》(DBJ14-037-2006)

4、《高层民用建筑设计防火规范》(GB50045-95)(2005版)

5、建设单位对该建筑的功能要求及设计招标文件

三、空调设计参数

1、室外气象参数(潍坊地区)：

夏季空调计算干球温度：34℃，夏季空调计算湿球温度：26.8℃，夏季大气压力：999.7KPa

冬季空调计算干球温度：-11℃，冬季空调计算相对湿度：φ=61%，冬季大气压力1020.7Kpa

2、室内设计参数见表一。

表一 室内设计参数

四、空调设计方案

1、空调方案论证

鹤翔美诺安养中心项目属于政府投资工程，不是自赢利项目，因此在保证空调品质的同时，环保、节能、降低后期空调运行费用是至关重要的。考虑到项目位于郊区，周围有大面积的绿化区域，且地下层含水量水丰富，全年水温维持在13~19℃。鹤颜公寓项目初步设计采用麦克维尔数码多联地下水水源热泵系统，该系统也是一种环保节能的方案。水源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤中的巨大能量，进行“冬取夏补”，循环再生，实现对建筑物的制冷和供暖。而且，数码多联水源热泵机组可进行部分负荷无级调节，全年综合能效比高，特别适用于这类同时使用系数比较低的建筑中，综合考虑运行费用会较低。同时，相对与北方传统的锅炉采暖排放的大量温室气体，数码变容量水源热泵系统采用自然能源，是一种环保的系统，符合当前国家及地方的节能减排的政策方向。

针对鹤颜公寓项目的具体要求及应用特点，将麦克维尔数码变容量水源热泵系统与传统形式的夏季采用水冷螺杆机组制冷及冬季采用燃油锅炉集中供暖进行运行费用经济性分析。

A：传统制冷与采暖

制冷：一般传统的水冷螺杆机组能效比为4.8，但系统中还有冷却塔、冷却泵及冷冻泵要消耗大量的电能，占整个系统能耗的25%左右，这样导致整个系统的能效比接近3.6;山东省工业电价0.7199元/KW.h，每度电量能=3.6×103KJ。水冷螺杆机组一元钱获得能量=3.6×103KJ×3.6/0.7=18514KJ

采暖：0#柴油燃烧值=353J/kg，当前柴油批发价为5550元/吨，锅炉的热转换效率为70%，锅炉采暖一元钱获得能量=3.3×107×70%/5.55=4162KJ

B：数码变容量水冷多联水源热泵系统

制冷：机组最低能效比达4.6，因系统无需无冷却塔及冷冻泵，节能了此部分的运行电费，系统能效比可达4.1;一元钱获得能量=3.6×103KJ×4.1/0.7=21085KJ。

采暖：在冬季恶劣工况低水温进水时机组的能效比为4.4，系统能效比可达3.96，一元钱获得能量=3.6×103KJ×3.96/0.7=20366KJ。

2、空调方案确定

由上述分析，无论是制冷还是采暖，数码多联水源热泵系统要比传统的方式更加节能。项目最终确认采用麦克维尔数码水冷多联水源热泵机组作为全年的空调方案。鹤颜公寓空调及新风总冷负荷604.6kW,其中空调主机总装机容量463kW;设计新风量为30m3/人.h，每层设计选用两台麦克维尔水源热泵全新风机组，独立承担左侧及右侧两部分的新风负荷。根据麦克维尔数码多联机组选型软件计算，空调设备选型见表二。

表二 空调设备选型

3、机组介绍：

3.1数码多联水源热泵机组具有以下优势：

更节能：麦克维尔MDS-W数码多联水源热泵机组采用全球首创的双变技术：变制冷剂流量(VRF)与变水流量(VWF),是将最新高科技的数码变容量创新性的引入到水冷机组领域的一次应用变革。打破了数码变容量技术仅应用于风冷多联机组的局面，通过高效的水冷换热技术，进一步提升了传统多联机组的能效比;也使普通型的水源热泵具备了精确的部分负荷能力调节，最大可实现容量2.5%~100%范围无极调节，提高了水源热泵的综合能效比(IPLV)。

更灵活：数码多联水源热泵机组采用数码压缩机，压 缩机通过PWM阀(脉冲宽度调节阀)进行能力输出的加减载，再配合电子膨胀阀精确的制冷剂控制技术使数码多联水源热泵机组能适应更低的进水工况，拓宽了水源热泵的应用领域，使整个系统具备更灵活的设计工况，更多的辅助热源形式可选，从而大大提升了设计与应用的灵活性。

更多优势：相对于风冷多联机组，数码多联水源热泵室外机的运动部件仅为压缩机，运转声音宁静。从而可安装于靠近室内的位置，减小室内外机之间的连管间距，进一步减少因长距离连管带来的能力衰减，也减少管道中制冷剂的充注量。而且室外机之间不再需要吸排风间距，可减少主机安装面积。

3.2 工程方案水系统图如图一，机组与地下水之间用板式换热器隔开，采用闭式系统。地下水出来后首先经过旋流除砂器除去沙子、细石，然后通过沉淀池进一步沉淀，再通过电子水处理仪除去地下水中的有机物。取水井与回灌井之间定期回扬，交替使用，避免因长期回灌引起回灌能力下降。

图一 水系统图

3.3 鹤颜公寓2~5层空调方案如图二示，主机放置于每层的露台处，每层两台主机，分别负担每层左、右两侧的空调负荷，每层两台新风机组，放置于走廊两端，负担每层左、右两侧的新风负荷。

图二 2~5层空调及新风系统图

五、空调运行效果

稳定：数码多联水源热泵机组采用电子膨胀阀调节，准确控制制冷剂流量，使机组在冬季恶劣的进水工况下依然能安全稳定的运行，进一步扩宽了水源热泵机组的应用范围，空调无论是在炎热的夏季还是寒冷的冬季，都不受室外环境的影响，均能稳定的运转。

舒适：麦克维尔数码多联水源热泵机组采用一次制冷剂能量的直接传递以及智能温度控制，能根据室内设定温度，瞬时实现不同能量输出，快速达到设定温度，为安养中心的老人们带来稳定舒适的空调环境。

健康：MDS-W数码多联水源热泵机组优异的除湿性能有效地抑制了细菌的再生，防止室内物品发霉，杜绝了室内空气被污染，加之麦克维尔水源热泵新风机强大的新风处理能力，彻底改善了整个公寓的室内空气品质。

宁静：麦克维尔数码多联水源热泵机组运转宁静，并且无电磁干扰，使安养中心保持了安详与平静，真正达到了安心静养的效果，符合当初安养中心舒适、自然、安全、温暖的设计理念。

六、总结

鹤颜公寓采用麦克维尔数码多联水源热泵系统，有效的循环利用了地下水自然能源，降低了系统能耗，节约了能源;并极大降低了在传统采暖中排放的温室气体，在国家倡导的节能减排的时代，具有相当典型的借鉴意义。随着工程的不断完善，入住山东潍坊鹤翔美诺安养中心鹤颜公寓的老人们将享受到更加细微周到的服务、享受到麦克维尔优异的空调品质。