住总产业化基地办公楼地源热泵系统调试与运行论文_李洋

住总产业化基地办公楼地源热泵系统调试与运行论文_李洋

北京东方瑞平房地产开发有限公司 北京 100020

摘要:本文介绍了住总产业化基地办公楼地源热泵系统竣工后,进入试运行阶段,调试与试运行过程中发生的问题,以及对问题的分析及解决方案。

关键词:地源热泵;故障报警;系统排气;直供系统;调试过程

一、系统介绍

(一)工程概况

该工程位于北京市顺义区,该工程地上六层,地下一层,建筑面积为9364平米,建筑性质为办公楼、展厅,围护结构采用预制混凝土板装配而成。地源热泵机房设置在地下一层,夏季设计制冷量为1137.7kW,冬季设计制热量为849.8kW。主机采用两台螺杆式地源热泵机组,地源侧和使用侧分别配置两用一备水泵,末端采用卧式暗装风机盘管和新风机组。地源侧地埋管采用双U型埋管De32换热器,埋管深120米,埋管间距4米,分13路,每路20口,共计260口,水平管连接采用同程系统。

(二)设备选型

地源热泵机组工质R134a承压1.0Mpa标准制热量533.1kw,热水进出我温度:40/45℃;热水流量92.6m³/h蒸发器水侧工作压力≤1.0Mpa功率114.4kw电压380v地源水进出温度:10/5℃地源水压28.3kpa地源水流量73.2m³/h,夏季工况(COP=5.96)标准制冷量:534.8kw,冷水进出温度:12/7℃冷水压降52.1kpa冷水流量92.1m³/h蒸发器水侧工作压力≤1.0mpa功率89.8kw电压380v地源水进出温度:30/35℃地源水压降58.8kpa地源水流量:107.1m³/h;室内侧空调水循环泵流量100m³/h扬程32.5m功率15kw电压380vn=2900r/min设计工作效率72%;地源侧水系统循环泵流量120m³/h扬程34m功率18.5kw电压380vn=2900r/min设计工作效率75%;自动补水装置气压罐容积0.35m³,调节容积0.11m³,工作压力0.7mpa补水泵启泵压力0.3mpa,补水泵停泵压力0.53mpa,补水泵流量2.0m³/h,扬程38m电压380v功率:0.55kw;软化水装置处理水量4m³/h工作压力0.02-0.5MPA,电压:220v功率40w;软化水箱长×宽×高:1500×1000×1500mm,有效容积1.4m³

(三)地源热泵系统优点

(1)地源热泵系统稳定性高

由于较深的地层中在未受干扰的情况下常年保持恒定的温度,与室外温度相比冬暖夏凉,因此机组运行工况比较稳定,制冷、制热不受外界环境温度影响,机组运行稳定性高,故障率低。

(2)地源热泵机组效率高

地下土壤与室外温度相比冬暖夏凉,地源热泵机组能效比高,在夏季消耗1kW电能能够产生4kW的冷量,在冬季消耗1kW的电量能产生4-5kW的热量,比传统中央空调效率高30%-40%。

(3)一机多用无污染

地源热泵机组通过机房8个阀门的开启、关闭调节冷冻水和冷却水的切换,实现夏季制冷、冬季供热。地源热泵夏季将室内的热量输送到地下,冬季在将热量提取出来,不会提高空气温度。

(4)占地面积小

地源热泵不需要冷却塔、不需要制热机房,节省建筑面积,提高了建筑空间的利用率。

二、调试过程

(1)地源热泵机组在调试之前,制冷剂都“泵集”在冷凝器内,调试之前必须把压缩机排(吸)气阀门打开,还有膨胀阀与蒸发器之间的角阀打开,这样制冷剂系统形成一个完整的循环系统。开启制冷剂循环系统的角阀对操作人员素质要求很高,必须具备专业的实践经验,懂原理,否则容易冻伤。

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(2)空调侧和地源侧管道、设备补水完毕,补水泵打到自动状态,循环水泵开启,继续补水,待水泵进出口压力稳定后,开启地源热泵主机。

(3)地源热泵机组通电后,发出滴滴的声音,经查看,控制器报过欠压保护,仔细查看相序保护器后,发现是错相,运用专业的知识处理,在主机配电柜里调换了其中两根电源线后,故障消除。

(4)地源热泵主机启动后,出现故障报警而停机,经查询故障有:地源侧水流量不足、高压过高。根据专业知识分析,水流量不足就会导致冷凝器释放的热量带不走,冷凝压力升高,导致高压报警,总之,水流量不足才是根本原因。结合所学的专业知识分析,地源侧水流量不足的原因有过滤器通水不畅、有杂质;管道内空气未排干净等,经排查,过滤器内有部分焊渣、麻丝等杂质,逐一清洗干净,地埋管系统比较大,导致排气比较困难,最终在地埋管的分集水器上增加了自动放气阀,水泵运行一段时间后,地源侧管道充满了水,放气阀没有空气排出。

(5)以上故障解决后,再次开启主机,主机能正常运行,很快将冷冻水温降到了7℃,主机随之缓慢停机。

(6)开机步骤是:先启动水泵,再启动主机。关机步骤是:先停止主机,再停止水泵。后来在我方的要求下,配合生产厂家的调试人员,将主机和水泵进行联动,经联动后的系统,可以做到“一键开机”,操作起来更方便。

三、运行过程

(一)“制冷模式”运行

住总产业化基地办公楼地源热泵系统工程竣工日期在7月份,只能在制冷模式下运行。

地源热泵系统调试和室内末端单机试运转后,把空调侧和地埋侧管道灌满水后,打开室内末端房间的风机盘管,开启循环水泵,同时注意末端风机盘管放气情况,待水泵进出口水压力稳定后,开启地源热泵主机,地源热泵主机运行负荷从25%-50%-75%-100%递增,直至满负荷运行,倾听压缩机运转声音,声音异常要及时关机。

地源热泵主机持续运转,运转30多分钟后,主机空调侧的回水温度达到了11℃,出水温度为7.2℃,主机运行负荷从100%-75%-50%-25%递减,直至彻底停机运行,主机在最理想的工况下运行。注意的是,必须保证地源热泵机组彻底停机后,停止水泵运行,否则,极易冻坏蒸发器内盘管。

办公楼在过渡季节要制冷,出于节能方面的考虑,由于较深的地层常年保持恒定的温度(15℃左右),我方增加了直供系统,增加两根管道,即地埋管水系统经水泵直接进入末端风机盘管,不用启动主机,就可以降低室内温度,此做法赢得了住总物业领导的好评。

(2)“制热模式”运行

经过一个夏天的制冷运行,地源热泵主机运行状态比较稳定,到11月份的时候,进行系统制热模式调试,通过切换制冷机房的8个蝶阀,蝶阀必须保证产品质量,否则将会发生“串水”现象,即冷却水和冷冻水混流。原来通过蒸发器的水切换到冷凝器,原来通过冷凝器的水切换到蒸发器,切换完毕,调换地源热泵主机运行画面,切换成制热模式,同时清洗过滤器,检查水泵、配电设置,排除问题后,开启循环水泵,待循环水泵运行稳定后,开启主机。

地源热泵主机持续运转,运转40多分钟后,主机空调侧的回水温度达到了41℃,出水温度为44.9℃,主机负荷从100%-75%-50%-25%递减,直至停机运行,主机在最理想的工况下运行。

经过一个制热季的运行,地源热泵主机运行稳定,未发生故障,运行状况比较理想。值得一提的是在过渡季节的时候运行,尽量避免主机部分负荷运行,部分负荷运行能效比比较低,所以要求运行人员,严格根据末端负荷进行变换,在室内负荷比较低的情况下,尽可能开一台地源热泵主机。

四、结论

随着建筑节能环保理念的加强,地源热泵系统的节能、运行稳定,在建筑领域的普及率越来越广,同时空调行业的能耗也越来越大,提高空调运行人员的专业水平和技能,有利于降低整个空调行业能耗。

参考文献

[1]王庆一中国建筑能耗统计和计算研究[J]《节能与环保》2007.

论文作者:李洋

论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期

论文发表时间:2019/9/20

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