《热泵市场》杂志
文_郑晓梦
案例提要：陕西商洛市柞水县大西沟矿业有限公司职工家属区晨昇花园小区，采暖面积一共4.6万㎡。2019年冬天，小区为了响应政府的号召，拆除了原来的煤锅炉，安装了20台56P的超低温采暖机组，满足小区的采暖需求。
项目目前已经完成了一个冬季的采暖服务，室内保证在20℃左右，得到了业主和小区物业的高度认可。根据电表的抄表数据，整个采暖季的能耗为59万度电，总费用为30.68万元，采暖季每平米的费用低至12.3元。
一、项目概况
陕西大西沟矿业有限公司职工家属区晨昇花园小区供暖改造项目位于商洛市柞水县，采暖面积一共4.6万㎡。
商洛市柞水县不在集中供暖的区域，因此没有集中供热管网的覆盖，2017年到2019年这个小区采用燃煤锅炉取暖，室内末端分为暖气片和地暖。
2019年下半年，小区对冬季采暖热源进行了改造，选择了空气源热泵机组供暖，其中主管道和末端利旧，热源侧与原有主管道进行无缝对接。
二、设计参数
柞水县为中国西北东线内陆地区，兼有南北气候带的特征，北部属暖温带，东南柞水县部属北亚热带，整个县域属亚热带和温暖带两个气候的过渡地带。最冷1月的平均气温为0.2℃，最低温度为-13.9℃。
项目设计计算参数见下表：
三、设计思路
本项目原有供暖方式为燃煤锅炉，建成运行两年，供暖面积4.6万㎡，其中3.6万㎡建筑有保温墙，建筑层高18层，分有高低区供暖，末端为地暖管铺设;其余为暖气片，无保温墙。
原先设计的是燃煤锅炉，出水温度可达65℃，而空气源热泵的设计供水温度55℃，为了保证热量的需求，末端循环系统与主机循环系统不相通，通过板式换热器进行换热，为供暖末端提供热量。
由于燃煤锅炉不符合环保要求，故采用空气源热泵作为热源，替代之前燃煤锅炉。
对原输送管道不作改变，将空气源热泵按照原来分区供暖的方式。将设备架设在现有小区空地，充分利用现有资源，避免二次重复投资。
现场勘查中，采取钢构基座进行安装，管道输送至锅炉房中，利用现有供热泵系统输送循环。
四、负荷设计及机组选型
综合考虑柞水当地的气候条件和建筑采暖需求，设备初投入及后期运行维护管理费用，在室内末端设计不做更改的前提下对系统进行改造。
根据甲方提供的资料，设计院给出的热负荷指标为52W/㎡，因此总的热负荷为2392kW。
每台PASRW560S-B1设备(56P)冬季-5℃时候制热能力为120kW，20台主机每小时制热能力2400kW，满足设计需求。
五、系统特点
1.本系统运行稳定可靠，多台主机互为备用，即使单台主机出现故障而不会影响整个系统运行，对整个系统空调采暖提供充分保障；
2.本系统运行节能高效，系统可根据末端负荷全自动智能化启动机器数量，能效不因末端使用量受影响；
3.控制简单无人值守，系统采用微电脑全自动智能控制器，可实现各种运行模式的自动切换，也可根据负荷的实际需求进行多级能量自动调节，真正实现全天候无人值守；
4.本系统可分系统、分单元，利用大楼顶部及裙楼楼面空置面积架设，无需专门建设机房，也不需要其他辅助能源设备。
六、项目亮点
1. 本系统可分系统、分单元，利用大楼顶部及裙楼楼面空置面积架设，无需专门建设机房，也不需要其他辅助能源；
2.主机与供热主管网中间设置40吨蓄热缓冲水箱，增加采暖系统水容量，以应对冬季极寒工况供热负荷需求，同时提升主机冬季化霜能力，降低化霜制热周期比；
3.主机前后左右间距在1米以上，减少冬季低温天气下冷岛效应的影响，同时主机均做了60公分的槽钢支架，减少化霜水以及冬季雨雪天气的影响；
4.安装了一个1吨的高位水箱，位置高于机组的最高点，保证系统运行的稳定性；
5.管道横平竖直，且全部做了钢结构的支撑，保温采用5公分厚的橡塑保温棉，外面再采用铝皮包裹；
6.单独建了一个电控室，为板房结构，主机和水泵分别做了电控箱，采用电控阀进行控制；
7.水泵一备一用，其中有一套系统为两备一用，且水泵全部做了不锈钢的遮雨帽。
七、费用分析
根据采暖季结束后的电表抄表数据，整个冬天耗电量为59万度电，按照民用电价0.52元/度计算，采暖季运行费用为30.68万元，折合下来每平米采暖季的运行费用仅为12.3元。
小区的入住率不到六成，实际的供暖面积约为2.5万㎡，因此机组的开启率也只有六成左右。
空气源热泵实现了智能控制，节省了大量的人工成本，司炉工一个冬天的工资至少也要7000～8000元。
八、产品选用
该项目选择的是芬尼克兹超低温空气源热泵，结合第二代超低温北极星空气源热泵技术，专为解决寒冷地区的采暖、热水、制冷而改进研发的超低温空气源热泵，具体优势如下：
1. 采用喷气增焓技术，单压缩机实现准双级压缩，机组在低温下制热效果优异，相比非增焓机组，在-15℃环温下，制热能力提升20%，能效提升20%，-30℃仍能稳定制热。
2. 采用R410a喷气增焓压缩机，低温性能更好，涡旋盘强度增加，低环温出水温度更高；电机优化，效率提升，功率降低;其他优化结构设计。
3.采用上下结构层设计，顶部单独密闭风控，风压均匀，换热器利用率高；中隔板梯形设计，防止积水；底部与上部隔开，避免有水直接流到底部零部件上影响其工作寿命。
4.采用专门的导流设计，翅片式换热器底部留空处理，保证化霜时水能尽快排走，不积水不结冰。
5.采用多套管并联换热器设计，阻力低，冷凝温度降低2℃，制热COP提高5%；盘管采用整体发泡保温技术，漏热量低，即使在-30℃环温下，机组断电20小时，也确保盘管不会被冻坏。
6.采用 H型翅片式换热器，换热面积高达280㎡，新型分流设计，分路均匀且压降低，确保机组性能；采用内螺纹铜管，翅片换热面积增加20%，换热效率高；翅片采用抑霜涂层扰流波纹边设计，进一步增强风侧扰流效果，提高机器能效比。
7.采用热力膨胀阀+电子膨胀阀双阀件控制，兼顾制热、制冷、化霜效果。
8.采用智能除霜控制，机组根据运行情况智能判断是否需要除霜，避免误除霜或不能正常进入除霜，减少低温时的能力损耗；通过集中控制器协调各机组进入除霜的时机，避免多个机组进入化霜导致水温下降过大。
9.采用DTU系统，实现了远程监测与控制，实时了解与控制设备运行情况闪电激活上线，让售前售后更简单，只需设备接电即上线激活，摆脱繁琐布线、配置过程，同时也为设备维护及升级提供远程操作的功能。
凭借强大的品牌影响力以及卓越的产品性能，芬尼克兹目前已经在在陕西树立了九龙山度假中心、西安亚丁湾酒店、咸阳金旭酒店、咸阳乾县朝阳医院、商洛市南城子收费站、西安美年大健康体检中心、延安宝贸煤矿、汉中南郑王家山小学、延安福欣花园酒店、中石油中石化煤改电等大量的样板工程，为陕西省打响“蓝天白云”保卫战做出了巨大贡献。
