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简介

热泵的性能一般用制冷系数（COP性能系数）来评价。制冷系数的定义为由低温物体传到高温物体的热量与所需的动力之比。通常热泵的制冷系数为3-4左右，也就是说，热泵能够将自身所需能量的3到4倍的热能从低温物体传送到高温物体。所以热泵实质上是一种热量提升装置，工作时它本身消耗很少一部分电能，却能从环境介质（水、空气、土壤等）中提取4-7倍于电能的装置，提升温度进行利用，这也是热泵节能的原因。欧美日都在竞相开发新型的热泵。据报导新型的热泵的制冷系数可6到8。如果这一数值能够得到普及的话，这意味着能源将得到更有效的利用。热泵的普及率也将得到惊人的提高。

地源热泵是热泵的一种，是以大地或水为冷热源对建筑物进行冬暖夏凉的空调技术，地源热泵只是在大地和室内之间“转移”能量。利用极小的电力来维持室内所需要的温度。在冬天，1千瓦的电力，将土壤或水源中4-5千瓦的热量送入室内。在夏天，过程相反，室内的热量被热泵转移到土壤或水中，使室内得到凉爽的空气。而地下获得的能量将在冬季得到利用。如此周而复始，将建筑空间和大自然联成一体。以zui小的代价获取了zui舒适的生活环境。

工作原理

水从高处流向低处，热由高温物体传递到低温物体，这是自然规律。然而，在现实生活中，为了农业灌溉、生活用水等的需要，人们利用水泵将水从低处送到高处。同样，在能源日益紧张的今天，为了回收通常排到大气中的低温热气、排到河川中的低温热水等中的热量，热泵被用来将低温物体中的热能传送高温物体中，然后高温物体来加热水或采暖，使热量得到充分利用。

热泵系统的工作原理与制冷系统的工作原理是一致的。要搞清楚热泵的工作原理，首先要懂得制冷系统的工作原理。制冷系统（压缩式制冷）一般由四部分组成：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。其工作过程为：低温低压的液态制冷剂（例如氟利昂），首先在蒸发器（例如空调室内机）里从高温热源（例如常温空气）吸热并气化成低压蒸气。然后制冷剂气体在压缩机内压缩成高温高压的蒸气，该高温高压气体在冷凝器内被低温热源（例如冷却水）冷却凝结成高压液体。再经节流元件（毛细管、热力膨胀阀、电子膨胀阀等）节流成低温低压液态制冷剂。如此就完成一个制冷循环。

热泵系统原理

由于热泵装置的工作原理与压缩式制冷是一致的；所以在小型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使用同一套设备来完成的。在冬季取暖时，将空调器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作，见左图。

由图中可看出，在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀（又称四通阀）进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。

在冬季取暖时，先将换向阀转向热泵工作位置，于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽，经换向阀后流入室内蒸发器（作冷凝器用），制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入冷凝器（作蒸发器用），吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。这样，将外界空气（或循环水）中的热量“泵”入温度较高的室内，故称为“热泵”。

对于一台分体式热泵空调来说，夏天制冷时就是以室外机为冷凝器、室内机为蒸发器，运行时就把室内的热量输送到了室外。而冬季则以室内机为冷凝器、室外机为蒸发器，这样就把室外的热量输送到了室内，通常这些是通过四通换向阀来实现的。

热泵空调里面有一个四通换向阀。在制冷工况下，室内热交换器就是蒸发器，室外热交换器（夏天往外呼呼出热风的那个东西）就是冷凝器。冬季供热的时候，四通换向阀切换，改变冷媒的流向，此时，室内热交换器就是冷凝器，室外热交换器（冬天往外呼呼出冷风的那个东西）就是蒸发器。

由于冬季往外出冷风，换热器要结霜，所以等结霜到一定程度时，四通换向阀再切换，空调变成夏季制冷工况，室外热交换器得到热量，化霜，化霜完毕后，四通阀再切换到制热状态。除霜时，为了防止向室内吹冷风，故室内机的风机停止运转。（当然这种逆向除霜对舒适性有一定影响，所以又有了热气旁通除霜、蓄热除霜等不需要切换工况的方式）

能量分析

在上图的热泵循环中，从低温热源（室外空气或循环水，其温度均高于蒸发温度t0）中取得Q0 kcal/h的热量，消耗了机械功ALkcal/h，而向高温热源（室内取暖系统）供应了Q1 kcal/h的热量，这些热量之间的关系是符合热力学*定律的，即Q1=Q0+AL kcal/h

如果不用热泵装置，而用机械功所转变成的热量（或用电能直接加热高温热源，则所得的热量为ALkcal/h，而用热泵装置后，高温热源（取暖系统）多获得了热量：Q1-AL=Q0 kcal/h。这一热量是从低温热源取得的，如果不用热泵装置，就无法取得这一热量。故用热泵装置既可节省燃料，又可利用余热。

热泵的工作循环与热机的工作循环正好相反，热机是利用高温热源的能量来产生机械功的，而热泵是靠消耗机械功将低温热源的热量转移到高温物体中去。

热泵具有两个相同的热源温度，则它们之间的关系为：φ=Q1╱AL=（Q0+AL）╱AL=ε+1，ε 是制冷机的制冷系数。由此可看出，热量转换系数的zui小值是φ=1，在此极限情况下ε=0，Q0=0，即没有从低温热源吸取热量。热泵的能量转换

作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温区流向低温区。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的，所不同的只是工作温度范围不一样。

热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量

加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。

在运行中，蒸发器从周围环境中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压力上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了储水箱中的水。冷凝后的传热工质通过膨胀阀返回到蒸发器，后再被蒸发，如此循环往复。

热泵工作介质

热泵工作工质以前一般为氟利昂，但由于氟利昂对地球大气臭氧有破坏作用，为了保护地球的生态环境，除了提高热泵的制冷系数，有效利用能源以外，各国科学还致力于新型工质的开发，已有替代氟利昂的工质得到应用。

但是，今天中国大部分厂家所采用的工质还是R22，采用环保工质R417A、134A的时未到来。而日本等一些国家已采用CO2作为工质，从而不对臭氧层造成破坏。（所以在安装时，铜管务必要连接紧密，防止R22漏出。）此外，以上所述的R22、R417A、134A、CO2皆对人体不造成伤害的，即使有漏出，整套设备仍然都是安全的。

发展历史

十九世纪早期法国科学家萨迪.卡诺（Sadi karnot）在 1824年以论文提出“卡诺循环”理论，这成为热泵技术的起源。1852年英国科学家开尔文（L.Kelvin）提出，冷冻装置可以用于加热，将逆卡诺循环用于加热的热泵设想。他*个提出了一个正式的热泵系统，当时称为“热量倍增器”。之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之久。

1912年瑞士的苏黎世成功安装一套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖，这是早期的水源热泵系统，也是世界上*套热泵系统。热泵工业在20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，家用热泵和工业建筑用的热泵开始进入市场，热泵进入了早期发展阶段。

20世纪70年代以来，热泵工业进入了黄金时期，世界各国对热泵的研究工作都十分重视，诸如能源机构和欧洲共同体，都制定了大型热泵发展计划，热泵新技术层出不穷，热泵的用途也在不断的开拓，广泛应用于空调和工业领域，在能源的节约和环境保护方面起着重大的作用。

21 世纪，随着“能源危机 ”出现，燃油价格忽升，经过改进发展成熟的热泵以其回收低温环境热能，节能环保的特点，重新登上历史舞台，成为当前zui有价值的新能源科技。

前热能署专门成立热泵中心，设立热泵推广工程（Heat Pump Programme），向世界上各国推广协调热泵技术的应用和发展。美、加、瑞典、德、日、韩等国政府均发出专门指引，促进热泵技术的社会应用。

相对世界热泵的发展，中国热泵的研究工作起步约晚20-30年左右。新中国成立后，随着工业建设新高潮的到来，热泵技术才开始引入中国。进入21世纪后，由于中国沿海地区的快速城市化、人均GDP的增长、2008年北京会和2010年上海世博会等因素拉动了中国空调市场的发展，促进了热泵在中国的应用越来越广泛，热泵的发展十分迅速，热泵技术的研究不断创新。

从2001年热泵起步开始，经过5年的培育，中国热泵行业开始从导入期转入成*。热泵行业快速发展，一方面得益于能源紧张使得热泵节能优势越来越明显，另一方面与多方力量的加入推动行业技术创新有很大关系。水源热泵工作原理

地球表面浅层水源(如深度在1000米以内的地下水、地表的河流、湖泊和海洋)吸收了太阳进入地球的辐射能量,这些水源的温度一般都十分稳定.水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中,由于水源温度低,所以可以地带走热量,而冬季,则从水源中提取能量,由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中.通常水源热泵水泵消耗1kW的能量,用户可以得到4kW以上的热量或冷量.水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种.闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热盘管,该组盘管一般水平或垂直埋于湖水或海水中,通过与湖水或海水换热来实现能量转移(该组盘管直接埋于土壤中的系统称为土壤源热泵,也是地源热泵的一种)；开式系统是指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统.水源热泵无论是在制热还是制冷过程中均以水为热源和冷却介质,即用切换工质回路来实现制热和制冷的运行.然而,更为方便的是由水回路中的三通阀来完成.虽然在水源热泵系统图中表示了水源直接进入蒸发器(制冷时为冷凝器),在某些场合,为避免污染封闭的冷水系统(通常是处理过的),需间接地用一个换热器来供水；另一种方法是利用封闭回路的冷凝器水系统.水作为热泵制热、制冷过程的介质,满足以下两个条件即可利用-一是水的温度在7℃~30℃之间,二是水量要充足.水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等,甚至是各种工业余热.提取水中的热(冷)量比较简单易行的方式是打井,利用井泵提取地下水作为循环介质.

由于水源热泵技术利用地表水作为空调机组的冷热源,所以其具有以下

优点:

环保效益显著水源热泵是利用了地表水作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统.供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统,没有燃烧过程,避免了排烟、排污等污染；供冷时省去了冷却水塔,避免了冷却塔的噪音、霉菌污染及水耗.所以说,水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术.

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12~22℃,水体温度比环境空气温度高,所以热泵循环的蒸发温度提高,能效比也提高.而夏季水体为18~35℃,水体温度比环境空气温度低,所以制冷的冷凝温度降低,使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式,机组效率提高.据美国环保署EPA估计,设计安装良好的水源热泵,平均来说可以节约用户30~40%的供热制冷空调的运行费用.

节能水源热泵使用的电能本身为一种清洁的能源,但在发电时,消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放.设计良好的水源热泵机组,与空气源热泵相比,相当于减少30%以上的电力消耗,与电供暖相比,相当于减少70%以上的电力消耗.所以,水源热泵在节能的同时还减少和降低了发电时一次能源消耗过程中产生的污染排放和温室效应.

应用范围广可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商尝别墅区、住宅小区的集中供热制冷,以及其它商业和工业建筑空调,并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上.

一机多用利用一套设备即可供冷,又可供热,还可提供生活热水.对空调系统来说,一台热泵提供两种热源,可节省一次性投资,其总投资额仅为传统空调系统的60%,并且安装容易,安装工作量比其他空调系统少,安装工期短,更改安装也容易.

水源热泵技术的工作原理：

通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。

水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）zui高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。

系统参数：

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18～35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3～5.0kW.h的热量或5.4～6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出20～60％，运行费用仅为普通*空调的40～60％。水源热泵技术的工作原理就是：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低品味热能向高品味转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。

水源热泵机组分类:

一、‍根据使用侧换热设备的不同，水源热泵机组分为冷热风型水源热泵机组和冷热水型水源热泵机组。

1、冷热风型水源热泵机组的分类

根据使用功能不同分为冷风型、热泵型（冷风和热风型）；

根据机组结构形式分为整体型、分体型；

根据送风形式可分为直接吹风型、接出风管型；

2、冷热水型水源热泵机组的分类

根据使用功能分为冷水型、热泵型；

根据机组结构形式分为整体型、分体型；

二、使用冷热源不同

根据使用冷热源不同分为水环式、地下水式、地下环路水源热泵机组。水源热泵系统节能性

以采暖运行为例,目前采暖方式有集中锅炉房供热方式、热电厂供热方式、分户燃气采暖方式,水源热泵方式有利用井水、江、河、湖泊水及工业余热形式；也有利用自来水冬季要辅助加热方式.它们耗能量见表1.

耗能量比较 表1 采暖方式 现有住宅建筑节能建筑

耗能量 折算至标准煤 耗能量 折算至标准煤

集中锅炉房 25.08Kg/m2.年 25.08Kg/m2.年 12.41Kg/m2.年 12.41Kg/m 2.年

热电厂 13.96Kg/m2.年 13.96Kg/m2.年 9.03Kg/m2.年 9.03Kg/m 2.年

分户燃气采暖 10.6Nm3/m2.年 13.02Km3/m2.年 6.86Nm3/m2 .年 8.43Kg/m2.年

水源热泵(井水、河、湖水) 22.46kwh/m2.年 9.16Kg/m2 .年 14.54kwh/m2.年 5.93Kg/m2.年

水源热泵(加辅助热源) 22.46kwh/m2.年4.34Kg/m2.年 13.5Kg/m2 .年 14.54kwh/m2.年2.81Kg/m2.年 8.74Kg/m2.年

表1计算依据：

① 住宅建筑为北京市多层住宅,现有建筑耗热量指标qH为31.82W/m2,设计热负荷指标为q为43.82W/m2,节能建筑qH为20.6W/m2,q为28.37W/m2.采暖全年需热量：现有建筑为95.46kwh/m2年,节能建筑为61.80kwh/m2年.

② 集中锅炉房：现有供热系统热网输配效率η1为0.85,锅炉效率η2为0.55,节能供热系统η1为0.9,η2为0.68,

③ 热电厂供电标准煤耗为0.408Kg/kwh,供热标准煤耗为40.7Kg/GJ.

④ 水源热泵采暖COP=4.25.

从表1可知,水源热泵采暖方式全年耗能量均低于集中锅炉房和热电厂,节能效益比较明显.

利用井水、江、河水或工业余热为热源水源热泵节能性十分明显,当水源热泵能效系 数4.0时,与热电联产供热方式比,采暖节能性率约为40%. 当采用辅助加热热源时,水源热泵节能性是有条件,主要影响因素是：水源热泵能效系数；辅助热源加热容量.

① 水源热泵能效系数影响(见表2)

制热容量为4KW时能耗* 表2 / COP=4 COP=4.5 节能率

(%)

辅助加热量

耗能(kg标煤) 3×860/7000×0.9=0.409 3×860/7000×0.9=0.409 /

压缩机耗能

(kg标煤) 1×0.408=0.408 0.88×0.408=0.363 /

合计 0.817 0.771 5.6

*辅助加热容量为总供热量75%.

从表2可知,COP从4提高到4.5后,节能率约为5.6%,相当于减少加热容量0.3296KW,即约相当于减少热负荷10%.

② 辅助加热器加热容量影响(见表3)

制热容量为4KW时能耗* 表3 / 辅助加热容量/总供热量0.75 辅助加热容量/总供热量0.5 节能率(%)

辅助加热量耗能(kg标煤) 0.409 2×860/7000×0.9=0.273 /

压缩机耗能(kg标煤) 0.408 1×0.408=0.408 /

合计 0.817 0.681 16.6

*COP=4

从表3可知,当辅助加热容量为总供热量比从0.75降到0.5时,节能率约为16.6%.

③ 节能条件

制热容量为4KW热电联产能耗为：

(4×860)/( 7000×0.83×0.85) =0.697kg/4kwh

由此可知：

当COP=4.0,辅助加热容量为总供热量0.5时,与热电联产供热方式比,它节能率约为2%.

当COP=4.5,辅助加热容量为总供热量0.5时,与热电联产供热方式比,水源热泵节能率约为8%.

但当COP=4.0,辅助加热容量为0.75总供热量时,热电联产将比水源热泵节能,节能效率约 为15%.当COP=4.5时,其节能率约为10%.

节能主要因素如下：

① 水源热泵机组直接安放户内,热网输配损失可忽略不计.

② 水源热泵机组采暖能效系数COP大于4,部分负荷时,COP值仍很稳定.

③ 以井水,江、河、湖水及工业余热低温热作为热泵热源水源热泵系统,采暖耗热量仅 为全年需热量1/4.

④ 以自来水为热源冬季需加辅助热源水源热泵系统,考虑压缩机发热量,住宅同 时使用系数及夜间调节温度等措施后辅助加热容量约为热负荷1/2～1/3,加热量约为全年 需热量1/2～1/3.

水源热泵系统经济性

经济性指是各种空调采暖方式初投资、运行费和热价.

目前国内外已采用采暖空调联供方案有：

① 热电冷三联供： 夏季,热电厂抽汽+蒸汽吸收式制冷

冬季,热电厂抽汽+汽水换热器供热

② 热电冷三联供： 夏季,热电厂热水+热水吸收式制冷

冬季,热电厂热水+汽水换热器供热

③ 直燃式冷热水机组：夏季、冬季,直燃式冷热水机组制冷、供热

④ 燃气-蒸汽联合循不

⑤ 电制冷+燃气(油)锅炉采暖

⑥ 电动水源热泵.这类机组运行性能稳定,性能系数COP值较高,理论计算可达7,实际运 行时约为5,且可充分利用江河、湖、海水等自然能源,冬季供暖耗能少,是一种节能性好冷热源设备.

⑦ 空气源热泵.冷热源兼用,整体性好,安装方便,可露天安装,采用风冷,省却了冷却 塔及冷却水系统,缺点是当室外温度较低时,需增加辅助热源.各种方案投资和成本(不包括户内系统)见表4.

各方案投资和成本比较* 表4 项目 热电冷

(蒸汽) 热电冷(热水) 直燃式 电制冷锅炉供热 集中式电动水源热泵 分体式空气源热泵 燃气-蒸汽联合循环

投资(万元/KW) 0.197

/0.223

(含源网) 0.275

/0.302

(含源网) 0.207 0.206 0.335 0.199 0.436

成本(元/KWH) 0.139 0.151 0.214 0.207 0.167 0.220 0.081

*为《住宅区三联供系统研究》中提供数据,成本为年运行成本.

下面以兴降矿十八层单身职工宿舍为例,说明水源热泵采暖空调联供方案经济性.

十八层单身宿舍建筑形状为Y形,总采暖空调建筑面积为9564m2,2～18层为标准层,标准层面积为562.6m2,设计冷热负荷为573.84KW.表5为采暖空调联供方案,表6为各方案初 投资比,表7为各方案运行费比较,表8为各方案综合比较.

采暖空调方案 表5 序号 方案 采暖空调方式备 注

方案1 以下水为冷热源水源热 泵(水-空气) 冬天：热泵产生热风送至户内夏天：热泵产生冷风送至户内每户设 热泵一台将风送至各房间

方案2 以下水为冷热源水源热泵(水-水) 冬天：热泵产生热水送至风机盘管夏天：热泵产生冷水送至风机盘管 热(冷)源集中、每户设风机盘管

方案3 电制冷+热电厂采暖 冬天：热电厂蒸气+汽水换热器夏天：*空调 机送冷水至风机盘管热(冷)源集中、每户设风机盘管

对比方案 分体空调+锅炉房采暖 冬天：锅炉房(热电厂)供热,户内 散热器夏天：每户安装分体空调机 热源集中、冷源分散空调品质较差

各方案初投资比较 表6

方案1(进口) 方案2 方案3 对比方案

进口 国产

初投资*(万元) 237.4 305.8 238.2 236.6 267.15

单位建筑面积投资(元/m2) 248 319.7 249.1 247.4 279

*计算时包括安装费15%,运行调试费5%,税及管理5%,设计费2%和利润10%.

各方案运行费比较(元/m2) 表7

方案1 方案2 方案3 对比方案

采暖 空调 采暖 空调 采暖 空调 采暖 空调

不考虑同时使用系数,热回收系数 19.25 19.25 9.5 6.2 9.5 7.2

合计 19.25 19.25 15.7 16.7

考虑修正系数 10.78 10.78 9.5 4.34 9.5 7.2

合计 10.78 10.78 13.84 16.7

〖BG)F〗 兴隆矿处兖州市,兖州市气象资料,该区冬季采暖期天数106天,延时小时数2 544小时,zui大负荷小时数2544*(20-0.4)/〔20-(17)〕=1847小时.夏季空调期天数90天, 延时小时数2160小时,济南、淄博三联供实际测试资料,取夏季zui大负荷小时数为720 小时.则单位建筑面积,采暖期需供热量60W/m2*1847=110.5kwh,空调期需冷量60W/m2* 720=43.2kwh.

各方案综合比较 表8 方案 单位供热(冷)量能耗(kg标煤/kwh) 单位供热(冷)量系统投资(万 元/KW) 单位供热(冷)量设备全年运行费(元/kwh)

方案1 0.057 0.414(进口) 0.07

方案2 0.057 0.533(进口)/0.415(国产) 0.07

方案3 0.133 0.412 0.12

对比方案 0.148 0.465 0.11

从表6、表7、表8对比可知,兴隆矿实施采暖空调,以方案1为佳.

前面提到方案1水源热泵(水-空气),方案2水源热泵(水-水)技术与经济上都是可采用 方案.但方案2中大型水源热泵是一种集中冷(热)源方式,目前,国内尚无大型水源热泵 厂家,进口设备较贵,而国产水源热泵系列不全,单台容量较小,将多台设备集中放置机房时,才能形成集中冷(热)源形式,投资较大,安装运行维护不便.

是从单位供热(冷)量所需能耗,从投资和运行费上看方案1都具有明显*性. 其中进口热泵机组价格与方案2中国产设备投资相近,但比方案2进口设备价格低多, 且不要另建机房.,十八层楼单身宿舍拟采用方案1为实施方案.

水源热泵采暖空调联供方案投资偏低主要原因：

① 不设机房.*空调机房面积(包括空调装置、电气及其它)约为空调建筑面积5 ～8%,其中空调装置约占4～5%,以10层建筑物为例,其中机房约占一层.水源热泵将空调 装置分散设每户,减少了机房建设费用,区,增加办公面积,营业面积作用就更大了.

② 封闭水管不要保温,对竖井没有特殊要求.*空调系统竖井占有较多建筑物有效 面积,全空气系统竖井面积更大.竖井布置是否恰当,会影响空调系统效率,对空调投资有较大影响.

③ 不占有房间有效面积,*空调系统户内装置风机盘管放置窗户下,对住宅 影响较大.

水源热泵联供方案运行费偏低原因：

① 水源热泵采暖运行时,约占总供热量3/4吸收热来自井水,江、河低温热或工业余热 ；空调运行时,约为总制冷量1.2倍总散热量由低温热或工业余热分摊,较多降 低了采暖、空调系统运行费.

② 水源热泵机组直接设置用户房间内,减少了输配损失.

③ 水源热泵机组能效系数较高,且性能系数稳定性较好.

④ 水源热泵系统具有热回收性能.当同一建筑中有房间需供热,有房间需空调时,往 往无需冷却及辅助加热.

水源热泵系统可靠性

采暖、空调系统运行可靠性指是系统稳定性好,调节灵活.所谓稳定性好指 是采暖空调房间温度、湿度、气流速度等热舒适性参数不受外界影响,保持设计范围内,即当系统某一部分发生事故,或某用户设备发生故障时,对另外房间没有影响或 影响较少.水源热泵系统热泵机组设置每个房间内,当某一台发生故障后,将联接该设备供、回水阀关断,就不会对相邻用户产生任何影响.说,水源热泵稳定性非常好.

水源热泵温度自控装置组合热泵机组中,无需另设控制中心或控制室,用户自己 愿望,可灵活控制室温和风机转速.这种方式适合于公共建筑,对不同年龄、不同职业和不同生活要求居住住宅建筑来说,这就显更为重要了.

除此之外,水源热泵系统便于进行热计量,物业公司用户耗电量就可向用户收费,是 解决当前采暖、空调收费难一项重要举措.

设计是水源热泵实现可靠性、经济性、节能性保证条件之一

水源热泵机组为水源热泵空调采暖系统创造了关键性条件,没有这种机组,就不 存这种系统.但机组运行好坏与源、网、机组系统组合方式密节相关.即与系统设计密切相关.

水源热泵采暖空调系统设计特点见表9

水源热泵系统设计特点 表9 项目 水源热泵*空调

水系统 水温(℃) 15℃/35℃ 空调7℃/12 ℃采暖60℃/50℃

水量(m3/h)流速(m3/s) 每冷吨0.191/s0.684m3/hV≯0.83m /sG≮1GPM=0.0631/s 空调制冷量/5℃ 采暖 制热量/10℃

风系统) 风量(l/s)送风温差(△t)风速(m/s) 每冷吨142～248l/s(高、中、低三档)511～893m3/h=约10℃～15 ℃主干管2～3支干管2～2.5m/s 用户要求、要求高、△t小、风量大.主干管3-4m/s、主干管2.5-3m/s

补助加热量(KW) 按吸热量计算、考虑同时使用系数或夜间改变设计参数后,补助加热量约为设计热负荷1/2～1/3 按设计热负荷计算

冷却塔 按总散热量0.6～0.8选择冷却塔 按总散热量计算

自动控制 热泵控制；恒温调节器、自动转换开关、水温控制器、机 组安全控制、风速三档控制户内：风机盘管三速控制*控制室温度、压力、流量 控制

运行参数* 表10 参数 空调运行 采暖运行

zui低 标准 zui高 zui低 标准 zui高

运行 进风 干球 温球 21 14 24 18 29 26 13 - 20 - 21 -

水 进水 出水 7 12 33 38 59 54 -4*2-6*2 18 14 29 26

极限 进风 干球 温球 18 12 - - 35 26 5 - - - 27 -

水 进水 出水 7 12 - - 49 54 - 4*2-6*2  - - 29*326*3

〖BG)F〗

注：[WB]*1机组送风量为每冷吨0.16m3/s,水流量为每冷吨0.16升/s至0.19升/s.

[DW]*2此时为乙稀乙二醇溶液.

[DW]*3短时间内可以为35/28℃.

水源热泵系统设计时要注意以下几个问题.

① 水源热泵机组容量不要过大.*空调冷热源设备选型时,设备制冷(热)量约为设计冷( 热)负荷1.05～1.10.水源热泵机组选型时,应尽量接近设计冷(热)负荷.若机组偏大时 ,运行时间短,启动频繁.机组容量合适,运行时间长,有利于除湿.

② 封闭水系统水温选择,夏季要求水温低些,目是提高能效,降低耗电功率.冬季水温不要太高,水温高时,制冷量高了,但耗电功率也高了,能效系数变化不大.

③ 设计时要考虑采暖空调对象建筑物同时使用系数.同时使用系数取值与建筑物类型有关,与建筑物数量有关,需理论计算和实测确定.《住宅建筑空调负荷计算中同时使用系数确定》列出数据是：当住户<100户时,该系数为0.7；当户数为100～150户时, 为0.65～0.7；当户数为150～200户时为0.6.水源热泵技术的工作原理：

通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。

水源热泵是目前空调系统中能效比（COP值）zui高的制冷、制热方式，理论计算可达到7，实际运行为4～6。

系统参数：

水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12～22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度为18～35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，从而提高机组运行效率。水源热泵消耗1kW.h的电量，用户可以得到4.3～5.0kW.h的热量或5.4～6.2kW.h的冷量。与空气源热泵相比，其运行效率要高出20～60％，运行费用仅为普通*空调的40～60％。

保养

系统是否允许取水井与回灌井之间的切换，避免局部水位下降，导致水井塌陷。

②，地下水输送系统的排气，防止水锤发生，消除氧气腐蚀，避免水井间的虹吸作用等。

③，在进行定期的维护避免出现堵塞现象的条件下，确定回灌井的回灌量