水源热泵中央空调-水源热泵技术在供热中央空调中的应用
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【摘要】：针对传统空调系统制热效率低、能耗高的缺点,水源热泵空调技术得到迅速发展和广泛应用。 本文在介绍水源热泵技术特点及应用前景的基础上,给出了水源热泵中央空调系统的设计方案,完成了水源热泵空调系统的总体设计,并对存在的问题进行了探讨。对设计中的研究和探讨进行了分析和讨论，对进一步推广应用水源热泵空调系统具有一定的参考意义。
关键词：水源热泵技术采暖系统空调系统设计
CLC 编号：TU83 文档代码：A 文章编号：1672-3791(2011)04(c)-0044-01
1 水源热泵发展背景
随着科学技术的进步和国民经济的快速发展，人们对生活质量的要求越来越高。 为满足人们的舒适性要求而使用的空调系统，近年来不仅在工业和商业建筑中得到广泛应用，而且在住宅建筑中也得到广泛应用。 建筑中的应用也越来越普遍。 由于建筑能耗的很大一部分是供暖和空调系统消耗的，空调系统的广泛应用大大增加了建筑能耗。
在此背景下，一种以节能环保为特点的空调系统——水源热泵空调系统应运而生。 电能）实现低温热能向高温热能的转换。 地表土壤和水体不仅汇集了47%的太阳辐射能量，还是一个庞大的动态能量平衡系统。 因此水源热泵中央空调，利用地下水的热泵空调系统是一种可再生能源利用技术。 另一方面，热泵系统运行效率高，性能系数可达3.0以上。 由于系统只需输入少量高品位电能，不会产生有害气体，对大气无污染。 是真正的环保节能空调系统。
2 水源热泵中央空调设计
2.1 水源热泵空调系统设计
(1)总体方案设计。
本系统利用地下水循环中的热量作为水源热泵系统的低温热源，循环方案选择水-水热泵系统。
对于该系统，由于夏季工况下蒸发器和冷凝器的负荷一般略大于冬季工况，可见夏季工况下选择的换热面积也略大于冬季工况。的冬季工作条件。 因此，根据夏季工况选择换热器，不仅可以满足冬季工况的要求，而且可以使系统在冬季工况下运行时具有较高的能效比。
在所设计的水源热泵空调系统中水源热泵中央空调，通过四通换向阀改变热泵工质的流向，实现制热和制冷循环的切换。 供热期间，部分加热后的循环水直接进入换热器。 这时，换热器就是热泵系统中的蒸发器。 蒸发器中循环水的热量被热泵工质吸收，排入循环水池。 热泵的工质吸热后蒸发，经压缩机升温升压后，在冷凝器中，从蒸发器吸收的热量和压缩机耗电产生的热量被排出，放出的热量是调入空调水。 ，使其温度升高可加热，降低其温度可制冷。
(2)系统端设备分析。
就系统终端设备形式而言，水源热泵空调系统分为集中式大型水-水式水源热泵机组+风机盘管机组和分散式水-空气式水源热泵机组形式。 根据水源热泵技术的上述特点，结合本方案的具体设计情况，确定采用集中式大型水源热泵机组+风机盘管机组的形式。 原因如下。
①这种形式的水源热泵系统所采用的设备在国内已有成熟的产品水源热泵中央空调-水源热泵技术在供热中央空调中的应用，在价格和售后服务方面更容易得到保障。
②由于末端水-空气水源热泵机组有压缩机，在噪声控制方面不利。 考虑到噪声控制，采用只有风机而没有压缩机的风机盘管作为末端设备更为有利。
③特别是北方，冬天空调的计算温度低至-12℃。 由于水风机组对进风温度有要求（一般不低于5℃，否则低温保护启动），冬季新风处理必须采用电加热预热，当地表水充足，免费的地热资源无法得到有效利用，本方案可有效避免上述问题，更合理、高效地利用热能，满足采暖供暖需求。
2.2 水源热泵空调在采暖中的应用及经济性分析
(1)供热应用分析。
利用水源热泵空调供暖，在设计中首先要对供暖热量进行计算验证，为设计合适的水源热泵空调功率奠定基础，其次要选择合适的元器件保证热交换、散热、冷凝等过程的顺利进行，第三，要为水源热泵空调系统选择合适的冷源和热源。 水热源是以水作为热泵机组的冷（热）源，以水为传热介质，可大大提高空调系统的传热性能。 尤其是采暖采暖方面，可以利用江河、湖泊、海水、地下水、废水等。
实际上，水源热泵空调系统是双管闭式循环系统。 以采暖热泵空调系统为例，循环系统与住宅楼内的每台水源热泵机组并联，每户配备一台水源热泵机组。 制热时，制冷剂从循环水中带走热量，室内空气流过机组的室内热交换器，再通过风管系统送至主房间进行空调和采暖。
(2)经济分析。
①直接经济效益：水源热泵调峰供暖能否与传统锅炉供暖相抗衡，主要看产生效益的高低。 以供回水温度50℃/35℃，供热面积为例，燃煤锅炉单位供热成本为13.65元/m2，单位供热成本地热水源热泵调峰供热方案15.41元/m2。 高出 13%。 从直接经济效益来看，水源热泵调峰供暖的利润会低于锅炉调峰供暖； 但从能源合理利用的角度来看，锅炉调峰并没有解决地热资源的合理利用问题，而且通过二次燃料的消耗，或多或少会造成环境问题。 水源热泵系统通过从废地热水中提取热量，扩大供热面积，地热利用率可提高30%左右。 就供暖系统本身而言，不会对环境造成危害，既保护了环境，又节约了地热资源。 传统供暖方式采用燃油燃气锅炉，从环保角度看优于燃煤锅炉，但由于价格差异巨大，必须考虑经济性。
②间接经济效益：与锅炉供暖相比，水源热泵产生的间接效益的差异不容忽视。 在效益分析中，由于锅炉及配套设备占地、运输、排渣、烟气排放、粉尘处理等在计算成本时受到各种主客观因素的限制，难以统一衡量。 间接利益。 与热泵调峰供暖相比，燃煤锅炉需要预留储煤库、储渣场和运输通道。 粗略估计其占地面积相当于水源地热站的5倍。 如果是燃油锅炉，则必须有配套的储油罐。 除了占用一部分空间外，还增加了管理难度。 燃气锅炉虽然清洁、占地面积小，但运行成本高，难以在供热市场全面推广。
③环境效益分析：利用水源热泵调峰供暖，可有效减少对常规燃料的需求和灰渣、炉渣、二氧化硫、氮氧化物的排放，相应减少城市交通，具有明显的环境和社会效益。好处。
3 水源热泵技术特点及应用前景
与传统的空调采暖技术相比，水源热泵技术在实际应用中具有诸多突出优势，具体如下。
（一）是可再生清洁能源利用技术； (2)高效节能； (3)一机多用，应用广泛； (4)节水节地。
水源热泵技术目前主要集中在商场、大厦等建筑，多使用地下水和污水源。 随着热泵技术的发展，未来水源热泵技术可进一步应用于家庭住宅、别墅、车库等中小型建筑。 其中，其绿色清洁的能源利用方式、能源利用效率高、投入成本低，将迅速占领供热供暖市场，取代传统的采暖、采暖、空调系统。
参考
[1] 赵力, 屠光北, 张琪． 地源热泵系统混合工质试验研究[J]. 太阳能学报, 2001,22(3):241～245.
[2] 陆灿仁． 热泵与节能[J]． 自然杂志, 1981(4): 426～429.