　　由于空气源热泵冷热水机组具有诸多优点, 作为中央空调的冷热源, 近年来在我国发展很快。生产厂家已由1995 年的十几家发展到现在的40 多家。产品品牌繁多, 机组的冷热量规格齐全。目前, 在我国的长江流域、黄河流域等地区的应用十分广泛。甚至天津、西安等地也有应用实例[ 4] 。这表明其应用范围有北扩的趋势。而我国东北、华北、西北、内蒙古等地区冬季室外空气中含水量很少, 其结霜问题并不像长沙等地区那么严重。这是否意味着, 在这些寒冷地区也可以采用空气源热泵冷热水机组, 在冬季为中央空调提供50℃的热水? 为寻找答案, 笔者对空气源热泵冷热水机组在寒冷地区的应用进行了初步的分析, 以期为寒冷地区推广应用热泵空调系统创一条新路。

　　1　空气源热泵冷热水机组在寒冷地区运行中存在的问题以某台空气源热泵冷热水机组(R22)为例。假设其在北方寒冷地区的主要城市中运行, 在室外供暖计算温度条件下为中央空调系统提供50 ℃热水,计算出的机组的压缩比值列入表1 中。由表1 明确看出:机组在绝大部分的城市(除西安、济南、石家庄外)运行时的压缩比大于10 , 哈尔滨甚至已超过20 。

　　机组运行的压缩比过大, 会出现下列问题:

　　① 压缩机的容积效率降低, 同时, 由于蒸发压力过低, 使吸气比体积变大, 制冷系统的质量流量变小。这样, 机组的供热量会急剧减少。

　　② 活塞式压缩机单级系统的压缩比一般不超过8 。

　　鉴于此, 可以说空气源热泵冷热水机组在北方寒冷的时候是无法正常运行的。

　　2　空气源热泵冷热水机组在寒冷地区应用的技术措施及应用方案降低机组的压缩比是空气源热泵冷热水机组

　　在寒冷地区正常运行的惟一途径, 因此, 应采用技术措施降低该值。利用机组向用户提供10 ～ 20 ℃的水, 而不提供50 ℃水, 可以降低机组运行的压缩比;这低温水再作为水源热泵的低位热源, 由水源热泵向室内供暖。按此思想, 笔者提出3 种工程上可行的方案。

　　方案1 　利用空气源冷热水机组提供的10 ～20 ℃水作为水环热泵的辅助热源, 与水—空气热泵组成双级热泵系统, 如图1 所示。冬季, 机组从室外空气中吸取热量, 再通过水—空气热泵加热室内空气,以达供暖目的;夏季, 室内的余热通过空气源热泵冷热水机组或冷却塔向室外释放。该方案可解决由于目前我国各类建筑物内的余热量小(内部负荷不大, 建筑物的内区面积又小)无法使用传统的水环热泵空调系统的问题。

　　方案2 　利用空气源热泵冷热水机组提供的10～ 20 ℃水, 作为户式水—水热泵的低位热源。与方案1 不同的地方是, 室内使用的小型热泵机组不是水—空气热泵,而是水—水热泵, 冬季向室内提供40～ 50 ℃ 热水, 再通过风机盘管加热室内空气, 此方案可以解决目前常用井水作为户式水—水热泵的低位热源时, 出现的水井老化、井水回灌困难、寒冷地区地下水水温低等问题, 同时也不受地下水资源的限制。

　　方案3 　类似于方案2 , 只是将分散的户式水—水热泵改为集中式的水—水热泵, 集中制备50 ℃热水, 再通过水系统将热水送至各室内的末端装置(如风机盘管、辐射供暖系统等), 通过末端装置加热室内空气, 以达供暖目的。

　　3　应用方案的可行性

　　为了初步评价应用方案的可行性, 对空气源热泵冷热水机组作一些简单的计算, 计算结果列入表2, 表3中。表2给出供20 ℃或13 ℃水时机组的压缩比和容积效率ηv 值, 表3 给出机组由室外空气温度-5 ℃, 提供50 ℃热水的工况变化到室外供暖计算温度, 提供20 ℃水或13 ℃水工况时供热量的变化率。

　　当室外气温为-5 ℃时, 向用户提供50 ℃热水时, 机组的压缩比为8 .6 , 容积效率为0 .499 。与表2 相比较, 可以明显看出:机组在室外供暖计算温度下, 提供20 ℃水时, 除哈尔滨、长春外, 其余的城市中空气源热泵冷热水机组的压缩比均小于8 .6 , 而容积效率均大于0 .499 ;若提供13 ℃的水时, 表中所有城市选用的空气源热泵冷热水机组的压缩比均小于8 .6 , 而容积效率均大于0 .499 。从机组的压缩比和容积效率看, 空气源热泵冷热水机组在室外供暖设计温度下, 提供13 ～ 20 ℃水的工况是可以正常运行的。

　　当机组在室外空气温度为-5 ℃, 供50 ℃热水工况下运行时, 其供热量作为100 , 则机组在室外供暖计算温度下, 提供20 ℃水工况时, 北京、天津、石家庄、太原、济南、兰州等城市中, 机组供热量均大于100, 西安超过65 .37 %, 济南超过50 .75 %, 西宁亦达11 .04 %。在哈尔滨、长春、沈阳、呼和浩特、银川、乌鲁木齐等城市中, 机组供热量小于100。这是因为室外供暖计算温度太低, 蒸发温度亦低, 使吸气比体积太大, 制冷循环的质量流量变小之故。在这些城市中, 若提供13℃水时, 除银川外, 其它城市中, 机组供热量仍小于100, 不过, 其减少量有所变小。例如, 哈尔滨地区机组的供热量的减少值由55 .21 %减少到45 .23 %, 沈阳由22 .66 %减少到11 .8 %。这充分表明:除哈尔滨、长春外, 其它地区机组在供暖室外计算温度下供13 ～ 20 ℃水时, 其供热量降低不多,而西北地区供热量反而增加。

　　综上所述, 空气源热泵冷热水机组提供13 ～20 ℃水是可行的, 机组可以正常运行。10 ～ 20 ℃的水是水源热泵的优良的低温热源。另外, 空气源热泵冷热水机组供热性能系数(COP)平均为3 , 水—空气源热泵供热性能系数平均为4 。若不考虑其他损失时, 方案1 的能流图见图4 。由图4 可见, 方案1 的总供热性能系数可达2 .0 。不过应注意到, 在整个供暖期里, 出现供暖室外计算温度的时间不长, 大部分时间的室外气温是高于供暖室外计算温度的。随着室外气温的升高, 机组的COP 值亦会升高。因此, 这样双级热泵供暖新系统的季节性能系数将会远远大于2 的。

　　4　结论

　　4.1　在我国北方地区, 由空气源热泵机组与水源热泵(水—空气热泵或水—水热泵)组成新型的双级热泵系统是供暖的理想系统之一。

　　4.2　在寒冷地区, 采用空气源热泵冷热水机组提供10 ～ 20 ℃的水作为水源热泵的低位热源时, 可以解决井水作为热泵的低位热源时, 存在水井老化, 回灌困难等问题;也可以解决目前建筑物内余热少或没有余热而无法采用传统的水环热泵空调系统的问题。

　　4.3　在寒冷地区, 采用空气源热泵冷热水机组提供10 ～ 20 ℃的水是空气源热泵冷热水机组在该地区可行的应用方式。

　　笔者目前所做的工作是初步的。为了更好地在寒冷地区推广和应用这种系统, 笔者准备在今后做如下工作:① 空气源热泵冷热水机组在寒冷地区供暖期里运行的模拟研究与分析;② 空气源热泵冷热水机组加水源热泵空调系统在我国北方地区应用的评价;③ 在条件许可的时候, 建立实验性系统, 进行运行实验研究。

全自动野外地温监测系统/冻土地温自动监测系统

地源热泵分布式温度集中测控系统

矿井总线分散式温度测量系统方案

矿井分散式垂直测温系统/地热普查/地温监测哪家好选鸿鸥

矿井测温系统/矿建冻结法施工温度监测系统/深井温度场地温监测系统

TD-016C型地源热泵能耗监控测温系统

产品关键词：地源热泵测温，地埋管测温，浅层地温在线监测系统，分布式地温监测系统

此款系统专门为地源热泵生产企业，新能源技术安装公司，地热井钻探公司以及节能环保产业等单位设计，通过连接我司单总线地热电缆，以及单通道或多通道485接口采集器，可对接到贵司单位的软件系统。欢迎各类单位以及经销商详询！此款设备支持贴牌，具体价格按量定制。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统【产品介绍】

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇,对建筑物进行供热和供冷.在埋地管换热器设计中,土壤的导热系数是很重要的参数.而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长,测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的测温电缆设计方法，单总线测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

采集服务器通过总线将现场与温度采集模块相连，温度采集模块通过单总线将各温度传感器采集到的数据发到总线上。每个采集模块可以连接内置1-60个温度传感器的测温电缆相连。本方案可以对大型试验场进行温度实时监测，支持180口井或测温电缆及1500点以上的观测井温度在线监测。

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统：

1. 地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2. U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究，埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

竖直地埋管地源热泵温度测量系统，主要是一套先进的基于现场总线和数字传感器技术的在线监测及分析系统。它能有对地源热泵换热井进行实时温度监测并保存数据，为优化地源热泵设计、探讨地源热泵的可持续运行具有参考价值。

二、RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统本系统的重要特点：

１．结构简单，一根总线可以挂接1-60根传感器，总线采用三线制，所有的传感器就灯泡一样，可以直接挂在总线上．

２．总线距离长．采用强驱动模块，普通线，可以轻松测量500米深井.

３．的深井土壤检测传感器，防护等级达到ＩＰ６８，可耐压力高达5Mpa.

４．定制的防水抗拉电缆，增强了系统的稳定性和可靠特点总结：高性价格比，根据不同的需求，比你想象的*．

针对U型管口径小的问题，本系统是传统铂电阻测温系统理想的替代品. 可应用于：

１.地埋管回填材料与地源热泵地下温度场的测试分析

2.U型垂直埋管换热器管群间热干扰的研究

3. U型管地源热泵系统性能及地下温度场的研究

4. 地源热泵地埋管的传热性能实验研究

5. 地源热泵地埋管换热器传热研究

6. 埋地换热器含水层内传热的数值模拟与实验研究。

本系统技术参数：支持传感器：18B20高精度深井水温数字传感器，测井深：1000米，传感器耐压能力：5Mpa ,配置设备：远距离温度采集模块＋测井电缆＋传感器，

RS485竖直地埋管地源热泵温度监测系统系统功能：

1、温度在线监测

2、报警功能

3、数据存储

4、定时保存设置

5、历史数据报表打印

6、历史曲线查询等功能。

【技术参数】

1、温度测量范围：-10℃ ～ +100℃

2、温度精度：正负0.5℃ (-10℃ ～ +80℃)

3、分辨率： 0.1℃

4、采样点数：小于128

5、巡检周期：小于3s（可设置）

6、传输技术： RS485、RF(射频技术)、GPRS

7、测点线长：小于350米

8、供电方式： AC220V /内置锂电池可供电1-3年

9、工作温度： -30℃ ～ +80℃

10、工作湿度：小于90%RH

11、电缆防护等级：IP66

使用注意事项：

防水感温电缆经测试与检测，具备一定的防水和耐水压能力，使用时，请按以下方法操作与使用：
1．使用时，建议将感温电缆置于U形管内以方便后期维护。
若置与U形管外，请小心操作，做好电缆防护，防止在安装过程中电缆被划伤，以保持电缆的耐水压能力和使用寿命。
2. 电缆中不锈钢体为传感器所在位置，因温度为缓慢变化量，正常使用时，请等待测物热平衡后再进行测量。
3. 电缆采用三线制总线方式，红色为电源正，建议电源为3-5V DC，黑色为电源负，兰色为信号线。请严格按照此说明接线操作。
4. 系统理论上支持180个节点，实际使用应该限制在150个节点以内。
5.系统具备一定的纠错能力，但总线不能短路。
6. 系统供电，当总线距离在200米以内，则可以采用DC9V给现场模块供电，当距离在500米之内，可以采用DC12V给系统供电。

【北京鸿鸥成运仪器设备有限公司提供定制各个领域用的测温线缆产品介绍】

由北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出的地源热泵温度场测控系统，硬件采取先进的ARM技术；上位机软件使用编程语言技术设计，富有人性、直观明了；测温传感器直接封装在电缆内部，根据客户距离进行封装。目前该系统广泛应用于地源热泵地埋管、地源热泵温度场检测、地源热泵地埋换热井、地源热泵竖井及地源热泵温度场系统进行地温监测，本系统的可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

地源热泵诊断中土壤温度的监测方法：
　　为了实现地源热泵系统的诊断，必须首先制定保证系统正常运行的合理的标准。在系统的设计阶段，地下土壤温度的初始值是一个重要的依据参数，它也是在系统运行过程中可能产生变化的参数。如果在一个或几个空调采暖周期（一般一个空调采暖周期为1年）后，系统的取热和放热严重不平衡，则这个初始温度会有较大的变化，将会大大降低系统的运行效率。所以设计选用土壤温度变化曲线作为诊断系统是否正常的标准。
　　首先对地源热泵系统所控制的建筑物进行全年动态能耗分析，即输入建筑物的条件，包括建筑的地理位置、朝向、外形尺寸、围护结构材料和房间功能等条件，计算出该区域全年供暖、制冷的负荷，我们根据该负荷，选择合适的系统配置，即地埋管数量以及必要的辅助冷热源，并动态模拟计算地源热泵植筋加固系统运行过程中土壤温度的变化情况，得到初始土壤温度标准曲线。采用满足土壤温度基本平衡要求的运行方案运行，同时系统实时监测土壤温度变化情况，即依靠埋置在地下的测温传感器监测土壤的温度，并且将测得的温度传递给地源热泵系统。

浅层地温能监测系统概况：

地源热泵空调系统利用土壤作为埋地管换热器的热源或热汇，对建筑物进行供热和供冷，在埋地管换热器设计中，土壤的导热系数是很重要的参数，而对地温进行长期可靠的监测显得特别重要。在现场实测土壤导热系数时测试时间要足够长，测试时工况稳定后的流体进出口及不同深度的温度会影响测试结果的准确性。因此地源热泵地埋测温电缆的设计显得尤其重点。较传统的地源热泵测温电缆设计方法，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的数字总线式测温电缆因为接线方便、精度高且不受环境影响、性价比高等优点，目前已广泛应用于地埋管及地源热泵系统进行地温监测，因可靠性和稳定性在诸多工程中已得到了验证并取得了较好的口啤。

为方便研究土壤、水质等环境对空调换热井能效等方面的可靠研究或温度测量，目前地源热泵地埋管测温电缆对于地埋换热井，有口径小，深度较深等特点的测温方式,如果测量地下120米的地源热泵井，要放12路线PT100传感器。12根测温线缆若平均放置，即10米放一个探头，则所需线材要1500米，在井上需配置一个至少12通道的巡检仪，若需接入电脑进行温度实时记录，该巡检仪要有RS232或RS485功能,根据以上成本估计，这口井进行地热测温至少成本在8000元，虽然选择高精度的PT100可提高系统的测温精度，但对模拟量数据采集，提供精度的有效办法是提供仪器的AD转换器的位数，即提供巡检仪的测量精度，若能够在长距离测温的条件下进行多点测温，能够做到0.5度的精度，则是非常不容易。针对这一需求，北京鸿鸥成运仪器设备有限公司推出“数字总线式地源热泵地埋管测温电缆”及相应系统。矿井深部地温监测，地源热泵温度监测研究，地源热泵温度测量系统，浅层地热测温系统。

地源热泵数字总线测温线缆与传统测温电缆对比分析：
传统的温度检测以热敏电阻、PT100或PT1000作为温度敏感元件，因其是模拟量，要对温度进行采集，若需较高精度，需要选择12位或以上的AD转换及信号处理电路，近距离时，其精度及可靠性受环境影响不大，但当大于30米距离传输时，宜采用三线制测方式，并需定期对温度进行校正。当进行多点采集时，需每个测温点放置一根电缆，因电阻作为模拟量及相互之间的干扰，其温度测量的准确度、系统的精度差，会受环境及时间的影响较大。模块量传感器在工作过程中都是以模拟信号的形式存在，而检测的环境往往存在电场、磁场等不确定因素，这些因素会对电信号产生较大的干扰，从而影响传感器实际的测量精度和系统的稳定性，每年需要进行校准，因而它们的使用有很大的局限性。

北京鸿鸥成运仪器设备有限公司研发的总线式数字温度传感器，具有防水、防腐蚀、抗拉、耐磨的特性，总线式数字温度传感器采用测温芯片作为感应元件，感应元件位于传感器头部，传感器的精度和稳定性决定于美国进口测温芯片的特性及精度级别，无需校正，因数据传输采用总线方式，总线电缆或传感器外径可做得很小，直径不大于12mm,且线路长短不会对传感器精度造成任何影响。这是传统热电阻测温系统*的优势。所以数字总线式测温电缆是地源热泵地埋管管测温、地温能深井和地层温度监测理想的设备。数字总线式数据传感器本身自带12位高精度数据转换器和现场总线管理器，直接将温度数据转换成适合远距离传输的数字信号，而每个传感器本身都有唯的识别ID，所以很多传感器可以直接挂接在总线上，从而实现一根电缆检测很多温度点的功能。

地源热泵大数据监控平台建设

一、系统介绍

1、建设自动监测监测平台，可监测大楼内室内温度；热泵机组空调侧和地源侧温度、

压力、流量；系统空调侧和地源侧温度、压力、流量；热泵机组和水泵的电压、电流、功率、

电量等参数；地温场的变化等，实现热泵机组运行情况 24 小时实时监测，异常情况预

警，做到真正的无人值守。可对热泵系统的长期运行稳定性、系统对地温场的影响以及能效

比等进行综合的科学评价，为进一步示范推广与系统优化的工作提供数据指导依据。

具体测量要求如下：

1）各热泵机组实时运行情况；

2）室内温度监测数据及变化曲线；

3）室外环境温度数据及变化曲线；

4）机房内空调侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

5）机房内地埋管侧出回水温度、压力、流量等监测数据及变化曲线；

6）机房内用电设备的电流、电压、功率、电能等监测数据及变化曲线；

7）地温场内不同深度的地温监测数据及变化曲线；

8）能耗综合分析、系统 COP 分析以及系统节能量的评价分析。

2、自动监测平台建成以后可以对已经安装自动监测设备的地热井实施自动监测的数据分

析展示，可实现地热井和回灌井的水位、水温、流量实施传输分析，并可实现数据异常情况预

警，做到实时监管，有地热井运行的稳定性。

1）开采水量及回水水量的流量监测及变化曲线；

2）开采水温及回水水温的温度监测及变化曲线；

3）开采井井内水位监测及变化曲线；

空气源热泵冷热水机组在寒冷地区应用的分析

推荐产品如下：

收藏该商铺

提示

空气源热泵冷热水机组在寒冷地区应用的分析

推荐产品如下：

会员登录

收藏该商铺

提示