水源热泵.docx

水源热泵摘要近几年来，水源热泵得以发展的主要推动力是它能够以量大面广的低位热能，如井水、地下水、江、河、湖水、电厂冷却循环水、矿井水及工业余热等为能源，而且具有热回收功能，即可利用供冷空调房间排放的冷凝热来加热供热空调房间，从而提高了建筑物内部的能源利用系数。关键词水源热泵节能水源热泵是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式，它具有中央空调合理利用能源，设备能效系数高，运行成本低和安全、可靠等优点。又具有分散空调调节灵活、方便，便于管理和收费等优点。因此，从我国南方的深圳、广州到过渡地区的上海、南京直到北方采暖地区的北京、大连等城市的公共建筑(办公楼、商住楼、商场等)，住宅建筑上得到了广泛的应用。近几年来，水源热泵得以发展的主要推动力是它能够以量大面广的低位热能，如井水、地下水、江、河、湖水、电厂冷却循环水、矿井水及工业余热等为能源，而且具有热回收功能，即可利用供冷空调房间排放的冷凝热来加热供热空调房间，从而提高了建筑物内部的能源利用系数。一、水源热泵系统的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、湖泊水及工业余热的形式；也有利用自来水的冬季要辅助加热的方式。它们的耗能量见表1。耗能量的比较表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/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年热电厂/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年分户燃气采暖/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年水源热泵(井水、河、湖水)/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年水源热泵(加辅助热源)/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年/m2.年表1的计算依据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/m2，设计热负荷指标为q为/m2，节能建筑qH为/m2，q为/m2。采暖全年需热量：现有建筑为/m2年，节能建筑为/m2年。②集中锅炉房：现有供热系统热网输配效率η1为，锅炉效率η2为，节能供热系统η1为，η2为，③热电厂供电标准煤耗为/kwh，供热标准煤耗为/GJ。④水源热泵采暖COP=。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的水源热泵的节能性十分明显，当水源热泵的能效系数时，与热电联产供热方式比，采暖的节能性率约为40%。当采用辅助加热热源时，水源热泵的节能性是有条件的，主要的影响因素是：水源热泵的能效系数；辅助热源的加热容量。①水源热泵能效系数的影响(见表2)制热容量为4KW时的能耗*表2/COP=4COP=节能率(%)辅助加热量耗能(kg标煤)3×860/7000×=3×860/7000×=/压缩机耗能(kg标煤)1×=×=/合计*辅助加热容量为总供热量的75%。从表2可知，COP从4提高到后，节能率约为%，相当于减少加热容量，即约相当于减少热负荷10%。②辅助加热器加热容量的影响(见表3)制热容量为4KW时的能耗*表3/辅助加热容量/总供热量辅助加热容量/总供热量节能率(%)辅助加热量耗能(kg标煤)2×860/7000×=/压缩机耗能(kg标煤)1×=/合计*COP=4从表3可知，当辅助加热容量为总供热量的比从降到时，节能率约为%。③节能的条件制热容量为4KW的热电联产的能耗为(4×860)/(7000××)=/4kwh由此可知当COP=，辅助加热容量为总供热量的时，与热电联产供热方式比，它的节能率约为2%。当COP=，辅助加热容量为总供热量的时，与热电联产供热方式比，水源热泵的节能率约为8%。但当COP=，辅助加热容量为总供热量时，热电联产将比水源热泵节能，节能效率约为15%。当COP=时，其节能率约为10%。节能的主要因素①水源热泵机组直接安放在户内，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、湖水及工业余热的低温热作为热泵热源的水源热泵系统，采暖耗热量仅为全年需热量的1/4。④以自来水为热源的冬季需加辅助热源的水源热泵系统，由于考虑压缩机发热量，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的1/2～1/3，加热量约为全年需热量的1/2～1/3。二、水源热泵系统的经济性经济性指的是各种空调采暖方式的初投资、运行费和热价。目前国内外已采用的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