风冷热泵选型及管网流程应用调整
摘要：
通过对风冷热泵机组的研究，了解其构造及基本选型，并根据工程需要对管网系统进行相应改进。
关键词：
模块式风冷热泵、螺杆式风冷热泵、管网流程、蓄水箱
一、引言
最近几年，随着科技的发展，国内的生物医药领域的研发实验室的建设越来越多，尤其是单克隆抗体或疫苗类型的研发实验室。
二、风冷热泵系统概况及选型
目前国内这些医药研发中心通常由办公室、普通实验室、净化实验室三个部分组成，总面积一般都不会太大，基本都控制在6000平方以内。对于办公区和普通实验区来说，中央空调一般都主要用来提供新风，能耗并不大。这两个区域的室内温度调节会通过风机盘管或多联机来满足要求。主要的能耗其实还是集中于净化实验区。
通常来说，在上海、北京、杭州这些国内中心城市，城市发展率较高，空间利用率要求也较高。作为研发性质的生物医药实验室来说，受空间和市政配套限制，不会单独考虑设置冷冻站和锅炉房来作为空调的冷热源，而会选择采用风冷热泵机组。因为风冷型热泵机组有其特点：
1、不需要冷却塔、冷却水泵及冷却水系统；
2、无需专用机房，可直接安装于屋顶或室外合适的空间。
3、智能控制：采用微电脑控制，具有故障诊断、能量管理、防冻监测等多项自动控制功能，确保机组高效运转，操作方便。机组自带485转换接口程序，机组可由上位计算机控制。各台机组的运行可由上位计算机根据负荷需求及运转时间来控制其启停。
4、重量轻、体积小，安装组合简单。
对此，有人可能会提出来一个问题，虽然说是选择风冷热泵，但是具体是选择哪一种风冷热泵呢？是选择模块式的风冷热泵机组、螺杆式风冷热泵机组、离
心式风冷热泵机组中的哪一种呢？
具体来说，对于目前这种6000平方米以内规模的生物医药实验室来说，采用较多的是螺杆式风冷热泵机组或模块式风冷热泵机组这两种。至于说，具体采用这两种的哪一种，应该说都是可行的，只不过根据业主的考量的方向不一样，也就会有不一样的选择。
下面我来简单介绍一下这两种风冷热泵的特点：
模块式风冷热泵机组螺杆式风冷热泵机组
螺杆式风冷热泵：采用半封闭螺杆式高效压缩机，单机压缩，靠压缩机内的滑阀进行能量调节，结构紧凑，维护方便，运行稳定。出水温度稳定，受天气影响波动幅度小。
模块式风冷热泵机组：采用蜗旋式压缩机，每个模块机组里有2个压缩机，每台压缩机都是独立运行的，一台压缩机坏了，不影响别的压缩机继续使用。多台模块式风冷热泵可以组合在一起使用，一台机组坏了，不影响别的机组运行，控制系统能根据每台机组的运行时间自动调节机组起停，靠机组的运行台数或压缩机的运行个数来进行能量调节。出水温度较稳定，受天气影响波动幅度较小。
从上面两种机器的特性可以看出，如果更多的考虑空调冷冻水的出水温度的稳定性，那么，建议优先考虑螺杆式风冷热泵；如果对空调冷冻水的出水温度的变化幅度没有太高的要求，而重点考虑的是运行过程中能耗的节约，那么，建议优先考虑模块式风冷热泵。
其实，从我个人的角度来说，我建议再增加一个考量因素，那就是洁净室面积所占比重，若洁净室面积所占比重较大，建议优先考虑螺杆式风冷热泵，因为
这样，洁净室的温湿度控制将相对稳定，反之，则可以重点考虑模块式风冷热泵机组。
三、风冷热泵管网系统流程发现的问题及作出的调整
从以往这几个实验室项目的设计图纸中审核发现，设计院设计的风冷热泵的管网流程基本上还采用传统的水冷式热泵机组流程（见附图1）:
附图1
这个流程忽视了一个问题：风冷热泵机组普遍用在小型厂房，管网系统较短，管网中的水量有限，容易造成风冷热泵的频繁启停。根据厂家要求，冷热水系统管网中总的水容量需要满足10L/KW，容量不够时必须安装适当大小的蓄能水箱，以防止水温波动过快导致机组频繁启停，具体流程见附图2。
附图2
例如：某厂房设计的风冷热泵总制冷量为300kw，则水系统管网中最少的水容积V=10*300=3000L，对于制冷量为300KW的风冷热泵机组，其进出水总管尺寸建议选型为DN100，那么要达到3000L的水容量，在不加蓄能水箱的前提下，总管长度需要达到的长度L=3000/(1000*3.14*0.052)=382m。对于小规模的实验室来说，空调水主管长度显然达不到这个长度，因此，增加蓄能水箱就显得很必要。
在实际的案例中，经常发现因为风冷热泵管网系统未加蓄能水箱的情况，这将会造成设备频繁启停，进而影响整个系统的稳定性。
四、总结
这几年来，随着新版GMP的实施以及整个社会科技的不断进步，在国内一线城市，生物医药研发中心类型的项目越来越多。相比于之前的电子厂房、生物医药生产厂房来说，这属于一个新型的工程业务型式。作为立志于不断增强自身业务的中电二公司来说，需要不断应对出现的工程型式，发现问题并有效解决问题，而不仅仅是被动的按图施工。
参考文献：
［1］上海张江生物技术有限公司研发平台项目设计图纸
［2］上海泽润生物科技有限公司研发中心项目设计图纸
［3］杭州宜康生物技术有限公司研发中心项目设计图纸
［4］天加空调模块式风冷热泵选型手册
［5］天加空调螺杆式风冷热泵选型手册
