南方供暖用水系统更舒适！来看湖南某别墅空气源热泵冷暖联供
近年来随着人民生活水平的提高，“南方供暖”已经成为社会热议的话题。而集中供暖管网初投资大，燃气供暖、直接电供暖等方式运行成本高，普通冷暖空调供暖时存在着耗电量大、不稳定、干燥、舒适性差的问题，寻找适合南方冬季供暖的高效、舒适、节能方式越来越有其广阔的市场前景。
空气源热泵两联供系统，具有夏季供冷、冬季供暖的双重功能，冬季供暖采用地板采暖（散热量不足时可以风盘作为辅助），夏季制冷采用风盘制冷。一机即可实现夏季供冷又可实现冬季供热。同时，节能效果显著，消耗1kW的电能可得到3kW以上的热量。在夏季额定工况下，制冷系数COP值达3.2；在冬季额定工况下制热系数也在3.0左右。安装使用不受地点限制，同时避免锅炉和冷水塔等辅助设备，省去了冷冻机房、锅炉房的建筑面积，是南方地区建筑空调较为理想的冷热源。
项目为株洲市攸县鸾山镇独栋别墅工程，总建筑面积300㎡，设有客厅、餐厅、卧室、休闲区、楼梯间、厨房、卫生间等区域。建筑外墙保温良好，双层中空玻璃，冷热源采用30KW直流变频空气源热泵别墅机组1台。末端供热方式为地板辐射采暖，供冷方式为中央空调制冷。采暖累计使用天数为110天，总费用3900元，平均每天运行费用约为35.45元；制冷累计运行天数为170天，总费用3315元，平均每天运行费用约为19.5元。
一、工程概况
此项目为株洲市攸县鸾山镇独栋别墅工程，总建筑面积300平米，设有客厅、餐厅、卧室、休闲区、楼梯间、厨房、卫生间等区域。为迎合国家煤改电大趋势，冷热源采用30KW直流变频空气源热泵别墅机组1台。建筑外墙保温良好，双层中空玻璃，末端供热方式为地板辐射采暖，供冷方式为中央空调制冷。
二、系统要求
该项目要求采用空气源热泵冷暖系统实现冬季地板辐射采暖、夏季中央空调制冷两联供功能。
三、气象参数
1.室外计算参数
查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》得株洲市室外空气计算参数值见表1：
表1：室外空气计算参数
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东经 |
113.16° |
北纬 |
28° |
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夏季大气压力 |
99550Pa |
冬季大气压力 |
101570Pa |
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夏季空调室外干球计算温度 |
36.1℃ |
冬季室外供暖计算温度 |
0℃ |
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夏季室外湿球计算温度 |
27.6℃ |
冬季室外空调计算温度w |
-2℃ |
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夏季空调日平均温度 |
31.9℃ |
冬季室外通风计算温度 |
5℃ |
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夏季室外通风计算温度 |
34℃ |
冬季最冷月平均相对湿度 |
79% |
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夏季最热月平均相对湿度 |
72% |
冬季平均风速 |
2.1m/s |
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夏季平均风速 |
2.3m/s |
冬季最多风向平均风速 |
3.3m/s |
2.室内计算参数
表2：室内计算参数
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房间功能 |
夏季 |
冬季 |
噪声 |
气流速度 |
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温度 |
相对湿度 |
温度 |
相对湿度 |
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室内 |
24~28℃ |
35~65% |
18~22℃ |
30~60% |
≤45dB |
≤0.3m/s |
3.设计依据
1）《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(GB50736-2012)；
2）《热泵供热系统设计、安装及工程验收技术规范》（GB/T8713-2002)；
3）《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）；
4）《空气源热泵采暖和热水系统的设计与安装》（GB/T15513-1995）；
5）《建筑给水排水设计规范》（GB/T50015-2003)；
6）《给水排水制图标准》（GB/T50019-2003)；
7）《城市区域环境噪音标准》；
8）甲方提供的建筑图纸以及对本工程的使用要求。
四、负荷计算
在进行直流变频空气能热泵选型时，要同时考虑制冷量和制热量。制冷量为空调区域所需的最大冷负荷，制热量由建筑所需供暖区域的热负荷构成。
1.冷负荷计算
冷负荷由人体、灯光、设备、食物等冷负荷和外围护结构（外墙、外窗和外门）及内围护结构（内墙、内窗、内门和楼板等）的得热组成；根据建筑的围护结构以及相关设计规范，经暖通负荷计算软件计算得知，本项目建筑的空调冷负荷指标约为130W/㎡（夏季室外空调计算温度为36.1℃，计算湿度72%），基本符合要求。建筑冷负荷汇总见表3。
表3：建筑冷负荷汇总
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建筑 |
总建筑面积 |
单位冷负荷 |
合计冷负荷 |
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别墅 |
300㎡ |
130w/㎡ |
39kw |
2.热负荷计算
热负荷由外围护结构和内围护结构的基本耗热量及其附加耗热量和冷空气渗透耗热量组成；冬季采暖的室内设计温度设为20℃，根据建筑的围护结构以及相关设计规范，本建项目的设计采暖建筑热指标取80w/㎡（冬季室外供暖计算温度为0℃，计算湿度为79%），基本符合要求。建筑热负荷汇总见表4。
表4：建筑热负荷汇总
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建筑 |
总建筑面积 |
单位热负荷 |
合计热负荷 |
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别墅 |
300㎡ |
80w/㎡ |
24kw |
五、设备选型（见表5）
表5：设备选型
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建筑 |
总建筑面积 |
建筑需求冷负荷 |
建筑需求热负荷 |
单台机组制冷量 |
单台机组制热量 |
数量 |
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别墅 |
300㎡ |
19.5KW |
24KW |
19.25KW |
26KW |
1台 |
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注：1.本项目夏季中央空调同时使用系数按50%计算 2.制冷量：室外干球温度35℃，进水温度12℃，出水温度7℃ 3.制热量：室外干球温度0℃，进水温度30℃，出水温度35℃ |
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表6：空气源热泵VMH-100V1DA-C产品性能参数
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型号 |
VMH-100V1DA-C |
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冷媒 |
R410A |
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电源 |
V/HZ/PH |
380V/3PH/50HZ |
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制热能力 |
W |
10200-29400 |
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制热输入功率 |
W |
3150-8430 |
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制热能效比 |
W/W |
2.6-4.5 |
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制冷能力 |
W |
7540-19250 |
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|
制冷输入功率 |
W |
3500-9800 |
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制冷能效比 |
W/W |
2.01-2.89 |
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工作压力（低压侧） |
Mpa |
0.96 |
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工作压力（高压侧） |
Mpa |
3 |
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最高水压 |
Mpa |
0.7 |
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水口尺寸 |
Inch |
G2″+G1″+G3/4″ |
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水箱容积 |
L |
60 |
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注：以上参数，若因技术改良造成与实际参数有细微差异，请以实际产品的相关说明为准。
六、供暖制冷使用情况（表6）
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供暖使用情况 |
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室温 |
白天：室内温度20～22℃ |
夜晚：室内温度19～20 ℃ |
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调节策略 |
开关习惯：全天开启 |
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控制温度设置：白天35℃，晚上38℃ |
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用电量 |
一天的用电量55kWh；白天的用电量25kWh |
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累计使用天数：110天 |
累计使用电量：6050kwh |
累计用电费用：3900元 |
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制冷使用情况 |
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室温 |
白天：室内温度26℃ |
夜晚：室内温度26℃ |
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调节策略 |
开关习惯：全天开启 |
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控制温度设置：白天12℃，晚上12℃ |
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用电量 |
一天的用电量30kWh；白天的用电量20kWh |
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累计使用天数：170天 |
累计使用电量：5100kwh |
累计用电费用：3315元 |
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由上表可以得出，采暖累计使用天数为110天，总费用3900元，平均每天运行费用约为35.45元；制冷累计运行天数为170天，总费用3315元，平均每天运行费用约为19.5元。
七、系统原理图（见下图）
八、系统优点
地板供热：冬季采用地板辐射供暖，在地板下铺设水管，地面温度均匀，室温自下而上逐渐递减，舒适度高，十分清洁，真正做到各个角落都温暖，室内温度更均匀，舒适性更高；【热泵市场 水印】足暖头凉，垂直方向温差极小；暖从足部升起，不燥不热，舒适温暖，符合中医学“凉顶暖足”的养生之道，舒适健康。
空调制冷：本系统采用风机盘管制冷，客厅、餐厅、休闲区、卧室、书房等区域设置风机盘管。夏季采用家庭中央空调系统，制冷时，控制主机通过冷热水管连接多个末端出风口，将冷暖气送到不同区域，来实现室内空气调节。此系统使用档次高、外形好、舒适度强，可实现美观典雅和舒适卫生的和谐统一，是国际和国内的发展潮流。
超安全舒适：热泵与其他末端设备的连接为水系统，水电隔离，通过主机提供热水，由水管系统输送到室内末端装置，水与空气在室内末端处进行换热来消除房间热负荷；由于是低压水系统，不易泄漏，所以一般无需维修系统管路，售后问题少；而且水是环保的介质，泄漏对人体无影响。
超简易灵活：系统简单，节省投资，系统维护方便；系统设计简单，施工方便，安装快捷。空气源热泵机组组合方便，选型灵活，互为备用，运行经济，可分期投资。
九、项目施工情况介绍及照片
版权：首发于《热泵市场》杂志7月刊。案例由广东热立方热泵系统有限公司提供，第一张一源俩末端系统示意图来自曼瑞德相关论文，特此致谢。更多技术交流，请在留言区留言。