关于水环热泵空调系统探讨分析

摘要：介绍了水环热泵空调系统的原理及特点，适用工程类型，介绍了典型工程应用实例，分析了水环热泵的优势，提出设计与工程应用中需要注意的问题。
　　水环热泵空调系统是水源热泵空调系统的一种特殊的应用方式,即用双管封闭式循环水环路将 小型的水/空气热泵机组并联在一起，构成一个以回收建筑物内部余热为主要特征的热泵供暖、供冷 的空调系统。该系统二十世纪在美国加利福尼亚州出现并很快发展应用，七十年代进入日本，我国 八十年代开始有工程应用，在九十年代以后发展起来。
　　1 系统及特点
　　1.1 系统组成 水环热泵空调系统由四部分组成(1)室内水源热泵机组(水/空气热泵机组)(2)水循环环路(3)辅助设备(冷却塔，加热设备，蓄热装置等)(4)新风与排风系统。其原理如图 1 所示。


　　1—水/空气热泵机组;2—闭式冷却塔;3—加热设备(如燃油、气、电锅炉);4—蓄热容器;5—水环路的循环水泵;6—水处理装置;7—补给水水箱;8—补给水泵;9—定压装置;10—新风机 组;11—排风机组;12—热回收装置
　　1.2 运行工况
　　水环热泵空调系统在不同季节中按不同的工况运行。
　　1.2.1 夏季运行工况
　　所有房间均需制冷，当水温超过 35 ℃时开启辅助散热设备，由水/空气热泵空调机组放给循环 水的热量由冷却塔散出，使水环路的水温保持在 35 ℃ 以下。散热设备可为开式冷却塔加水/水板 式热交换器或密闭式冷却塔。
　　1.2.2 冬季运行工况
　　分散安装于各房间的水/空气热泵空调机组从循环水中吸收热量，当系统水温低于 13℃时启动 辅助加热设备，使水温不低于 13℃。加热设备。
　　1.2.3 过渡季节运行工况 春、秋季时运行情况，水循环系统接近于热平衡，无需开动加热设备或冷却设备，系统水温保
　　持在 13℃ -35 ℃ 之间。 建筑物内区全年需要制冷，周边的房间在冬季时需要制热的情况，此时可利用内区房间放出的
　　热量加热循环水，再由循环水加热周边房间，其不足部分可启动加热设备补充。
　　这种运行工况是水环热泵空调系统较经济的较理想的运行方式，达到最大节能效果。
　　1.3 水环热泵空调系统的特点
　　⑴ 具有回收建筑内余热的功能，节省能耗，减少环境污染。
　　⑵ 水环热泵系统具有灵活性，可同时实现不同用户的要求,分户计量,根据需要分期安装,节省 一次投资，节约建筑空间，运营管理费用低。
　　⑶ 设计方案简单，安装方便，缩短工程时间。
　　⑷ 水环路是双管系统但同四管制风机盘管系统一样可同时供冷供热
　　⑸ 小型的水/空气热泵机组的性能系数低于大型的冷水机组。一般小型的水空气热泵机组制冷 能效比 EER 在 2.76～4.16 之间，供热性能系数 COP 值在 3.3～5.0 之间。而螺杆式冷水机组制冷系 数一般为了 4.88～5.25，有的可高达 5.45～5.74。离心式冷水机组一般为 5.00～5.88，有的可高达 6.67 [7] 。
　　⑹ 水环热泵的运行噪声较高。采用旋转式压缩机的水空气热泵机组一般在 40～42dB(A)，全封 闭活塞式压缩机的水空气热泵机组一般在 45～47dB(A)，若采用分体式水空气热泵机组并采用有效 的消声减震技术措施时其噪声可控制在 35dB(A)以内 [7] 。
　　1.4 系统经济评价：
　　投资费用：一般来说水环热泵空调系统的投资费用既低于四管制风机盘管也低于双风道中央空 调(供冷供热)系统的投资费用。
　　运行费用：运行费用的大小应取决于当地气象条件建筑内外区面积大小建筑功能等因素是个有争议的问题，但一般来说运行费用低是水环热泵空调系统的优点之一。 耗电量:经调查比较水环热泵系统是耗电量最少的系统.
　　2 水环热泵空调系统适用工程类型
　　2.1 超级市场:超级市场使用制冷设备贮存和展示冷藏食品用冷库制冰机展示柜等设备只制冷排 出的热量可应用热回收装置回收用于超市的空调采暖。由于上述热回收装置很好的解决了制冷设备 在冬季室外机由于环境温度低造成冷凝压力低制冷不稳定的问题。
　　2.2 写字楼：此类建筑物每个租户自行安装电表发生故障时不影响其他租户。不会因少数几户开机而使中央主机开机。由于没有制冷机房，节省建筑面积。可先安装水系统待房屋出租后再安装主机，可分别计费并节省一次投资。
　　2.3 宾馆的饭店：机组可由旅客个人进行控制，避免中央主机全部开机，初投资运行费用和维 修费用均较低。
　　2.4 医院：不同病人不同的环境温度要求，