【水(shui)環(huan)熱(re)泵空(kong)調(diao)系統(tong)】水(shui)環(huan)熱(re)泵空(kong)調(diao)系統(tong)原理 水(shui)環(huan)熱(re)泵空(kong)調(diao)系統(tong)的優缺(que)點(dian)

水環熱泵空調系統

水(shui)環熱泵(beng)(beng)空(kong)調(diao)系統是(shi)指(zhi)小型(xing)的(de)水(shui)/空(kong)氣(qi)熱泵(beng)(beng)機組的(de)一種(zhong)應用(yong)方式(shi)，典型(xing)的(de)水(shui)環熱泵(beng)(beng)空(kong)調(diao)系統由(you)三部分(fen)組成：室內的(de)小型(xing)水(shui)/空(kong)氣(qi)熱泵(beng)(beng)機組；水(shui)循環環路；輔助設備(bei)。

水環熱(re)泵系統的(de)出(chu)現、存(cun)在(zai)、發(fa)展，其生命力在(zai)于(yu)具有(you)熱(re)回收功(gong)能(neng)，其最主要、最本質(zhi)的(de)優點是可以利用制(zhi)冷(leng)空(kong)調(diao)房間排放(fang)的(de)冷(leng)凝熱(re)來加(jia)熱(re)供熱(re)空(kong)調(diao)房間，從而提高了(le)建筑(zhu)物內部的(de)能(neng)源(yuan)利用系數。

概述

水(shui)環(huan)(huan)(huan)熱(re)泵空(kong)(kong)調(diao)系統是指小型的(de)水(shui)/空(kong)(kong)氣熱(re)泵機組(zu)的(de)一種應用(yong)(yong)方式，即用(yong)(yong)水(shui)環(huan)(huan)(huan)路(lu)將小型的(de)水(shui)/熱(re)泵機組(zu)并聯在(zai)一起，形成(cheng)一個封閉環(huan)(huan)(huan)路(lu)，構(gou)成(cheng)一套回收建筑物內部余熱(re)作為其低位熱(re)源(yuan)的(de)熱(re)泵供暖、供冷的(de)空(kong)(kong)調(diao)系統。典型的(de)水(shui)環(huan)(huan)(huan)熱(re)泵空(kong)(kong)調(diao)系統由(you)三部分(fen)組(zu)成(cheng)：

（1）室內(nei)的小(xiao)型(xing)水/空氣熱泵機組(zu)；

（2）水循環環路；

（3）輔助設備（如(ru)冷卻塔、加熱(re)(re)設備、蓄熱(re)(re)裝置(zhi)等）。

發展歷史

1、水(shui)環熱泵系統(tong)早(zao)在1955年就在美國(guo)申請了(le)專利，并(bing)于20世紀60年代(dai)在美國(guo)加(jia)(jia)尼(ni)利福(fu)亞州出現，故(gu)也被稱為“加(jia)(jia)利福(fu)尼(ni)亞系統(tong)”；該系統(tong)在20世紀70年代(dai)進(jin)入日本，并(bing)有很(hen)多工程實(shi)例的應用；80年代(dai)以(yi)來進(jin)入我國(guo)，早(zao)期(qi)在深圳、上海、北京等城市有一些(xie)工程實(shi)例。

2、1990年，美國的(de)Zaidi,J.H.和Howell,R.H.兩(liang)位學(xue)者就水環熱(re)泵(beng)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)統(tong)（WLHP）、變(bian)風(feng)量(liang)空(kong)調(diao)(diao)（VAV）、定(ding)風(feng)量(liang)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)統(tong)（SZR）和風(feng)機(ji)盤管空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)統(tong)（FCU）四種空(kong)調(diao)(diao)系(xi)(xi)統(tong)在美國5個(ge)不同城市、不同類型建筑(zhu)應用時(shi)的(de)節能性(xing)進行了(le)模擬研(yan)究，并得出了(le)如(ru)下(xia)結論：

（1）總的(de)來說，水環熱泵空(kong)調(diao)系(xi)統(tong)(tong)的(de)全(quan)年(nian)能耗最(zui)低，與其它幾種空(kong)調(diao)系(xi)統(tong)(tong)相(xiang)比，全(quan)年(nian)運行節電(dian)率在28%以上，最(zui)高可達76%；

（2）在(zai)溫(wen)暖氣(qi)候條件下(xia)，水環(huan)熱泵空調(diao)系統(tong)與其它形式的空調(diao)系統(tong)相比，節能率更高(gao)；

（3）對于大型的建筑物，內區負荷(he)與外區負荷(he)比值越大，使用水環(huan)熱泵空調系統的節能率越高；

（4）當圍(wei)護結構得熱引起的(de)冷負荷(he)越小，內熱源越大時，使用水環熱泵空調系統的(de)節能率越高。

3、McQuay和TRANE等(deng)美國公(gong)司也對(dui)水環熱(re)泵空調系統(tong)的性能進行(xing)了(le)研究，并(bing)分別編寫了(le)《水環熱(re)泵空調系統(tong)設計手冊》，給水環熱(re)泵空調系統(tong)在(zai)實際工程(cheng)中的應用提供(gong)了(le)參(can)考(kao)。

工作原理

在(zai)水/空(kong)氣熱(re)(re)(re)(re)泵機(ji)組制熱(re)(re)(re)(re)時(shi)(shi)(shi)，以水循環(huan)(huan)環(huan)(huan)路(lu)(lu)中(zhong)的水為加(jia)熱(re)(re)(re)(re)源；機(ji)組制冷(leng)時(shi)(shi)(shi)，則以水為排熱(re)(re)(re)(re)源。當(dang)水環(huan)(huan)熱(re)(re)(re)(re)泵空(kong)調系統(tong)制熱(re)(re)(re)(re)運(yun)行的吸熱(re)(re)(re)(re)量(liang)小于制冷(leng)運(yun)行的放(fang)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)時(shi)(shi)(shi)，循環(huan)(huan)環(huan)(huan)路(lu)(lu)中(zhong)的水溫度(du)(du)升高，到(dao)一(yi)定程度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)利用冷(leng)卻塔放(fang)出熱(re)(re)(re)(re)量(liang)；反(fan)之循環(huan)(huan)環(huan)(huan)路(lu)(lu)中(zhong)的水溫度(du)(du)降低(di)，到(dao)一(yi)定程度(du)(du)時(shi)(shi)(shi)通過(guo)輔助加(jia)熱(re)(re)(re)(re)設備吸收熱(re)(re)(re)(re)量(liang)。只有(you)當(dang)水/空(kong)氣熱(re)(re)(re)(re)泵機(ji)組制熱(re)(re)(re)(re)運(yun)行的吸熱(re)(re)(re)(re)量(liang)和制冷(leng)運(yun)行的放(fang)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)基(ji)本相等(deng)時(shi)(shi)(shi)，循環(huan)(huan)環(huan)(huan)路(lu)(lu)中(zhong)的水才能維持在(zai)一(yi)定溫度(du)(du)范圍內，此時(shi)(shi)(shi)系統(tong)高效運(yun)行。

優缺點

上世(shi)紀80年代(dai)初期在(zai)我國應(ying)用的(de)(de)一(yi)(yi)些水環(huan)熱泵(beng)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統顯(xian)示出了許多(duo)的(de)(de)優點：如回收(shou)建(jian)筑物余熱的(de)(de)特有(you)功(gong)能；不像傳(chuan)統鍋爐那樣會對環(huan)境產生污染(ran)；省掉或(huo)減(jian)少常規空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統的(de)(de)冷熱源設(she)備和機(ji)房(fang)；便于(yu)分戶計量與記(ji)費；便于(yu)安裝、管理等。據有(you)關文(wen)獻(xian)的(de)(de)預測(ce)分析，水環(huan)熱泵(beng)空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統上一(yi)(yi)種很有(you)前途的(de)(de)節能型空(kong)調(diao)(diao)系(xi)統。

水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)空(kong)調(diao)系(xi)統(tong)的(de)發展主要面(mian)臨來(lai)自兩個(ge)(ge)方(fang)面(mian)的(de)問題：其(qi)一是從系(xi)統(tong)這(zhe)個(ge)(ge)方(fang)面(mian)來(lai)看(kan)(kan)，國(guo)內的(de)一些建筑物內余(yu)熱(re)(re)(re)小或無預熱(re)(re)(re)，尚需補充(chong)(chong)加熱(re)(re)(re)設(she)備(bei)(bei)，致使其(qi)不(bu)能充(chong)(chong)分發揮原有的(de)一些優(you)點(dian)；其(qi)二是從設(she)備(bei)(bei)這(zhe)個(ge)(ge)方(fang)面(mian)來(lai)看(kan)(kan)，水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)空(kong)調(diao)系(xi)統(tong)中(zhong)采(cai)用的(de)小型水(shui)/空(kong)氣熱(re)(re)(re)泵(beng)機組所存在(zai)的(de)一些固(gu)有問題也(ye)限制了其(qi)更廣(guang)泛(fan)的(de)應用。目前，針對上述的(de)兩個(ge)(ge)缺點(dian)，也(ye)出現了許多的(de)解決(jue)辦法，以期推廣(guang)水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)空(kong)調(diao)系(xi)統(tong)的(de)應用。

使用情況

水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)空調(diao)系(xi)(xi)(xi)統(tong)是一(yi)種熱(re)(re)(re)回(hui)收系(xi)(xi)(xi)統(tong)，當建(jian)筑物內(nei)有大(da)量(liang)(liang)余熱(re)(re)(re)，而部分空調(diao)區(qu)域(yu)需(xu)要供熱(re)(re)(re)時(shi)，通過水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)空調(diao)系(xi)(xi)(xi)統(tong)可將(jiang)建(jian)筑物內(nei)余熱(re)(re)(re)轉移到需(xu)要熱(re)(re)(re)量(liang)(liang)的(de)(de)區(qu)域(yu)，水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)空調(diao)系(xi)(xi)(xi)統(tong)可取得良好的(de)(de)節能(neng)效果。由于我國幅員遼闊，地區(qu)差異較大(da)，具體應用時(shi)應根據當地氣象條(tiao)件、建(jian)筑形式、內(nei)部負荷(he)等因素作具體的(de)(de)經濟分析與比(bi)較，才(cai)能(neng)確定有效方案，以發(fa)揮水(shui)環熱(re)(re)(re)泵(beng)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)節能(neng)效果。

（1）從地理位置看(kan)，水環(huan)熱泵系統最適(shi)用于適(shi)中的(de)氣候，冬季不太冷(leng)而又需要供(gong)暖(nuan)的(de)地區，在溫暖(nuan)的(de)冬季白天，往往向(xiang)陽房間需供(gong)冷(leng)，背(bei)陽房間卻需供(gong)暖(nuan)的(de)地方。

（2）從(cong)建(jian)筑規模看，建(jian)筑規模宜大些，核心區(qu)面積要(yao)大于周邊區(qu)，或相(xiang)當；核心區(qu)的總(zong)冷負(fu)荷(he)最好(hao)與周邊區(qu)熱負(fu)荷(he)相(xiang)當，且這種冷熱負(fu)荷(he)平衡的時間越長越好(hao)。

（3）從建筑(zhu)負(fu)(fu)荷(he)(he)特點(dian)與建筑(zhu)類型看，水環熱泵系統最適用于冬(dong)季核心區內熱負(fu)(fu)荷(he)(he)較大(da)的商場與辦(ban)公樓，可利(li)用內熱負(fu)(fu)荷(he)(he)來抵消周邊區熱損失(shi)的時間越(yue)長，數(shu)量(liang)越(yue)大(da)，則越(yue)經濟。

（4）對于(yu)全(quan)年只(zhi)有冷(leng)負(fu)(fu)荷(he)沒有熱(re)負(fu)(fu)荷(he)的(de)南方(fang)濕熱(re)地區的(de)空(kong)調建筑，和全(quan)年只(zhi)有熱(re)負(fu)(fu)荷(he)沒有冷(leng)負(fu)(fu)荷(he)的(de)北方(fang)嚴寒(han)地區的(de)空(kong)調建筑，采(cai)用(yong)水環熱(re)泵系統進行空(kong)調，在技術(shu)上雖是可行的(de)，但從經濟上分析(xi)，是極(ji)不合理的(de)，故應(ying)列為不適用(yong)的(de)范(fan)圍之內。