热泵技术在湖南地区的应用分析.pdf

热泵技术在湖南地区的应用分析 长沙有色冶金设计研究院 廖义钊 傅佑仙 中南大学 丁力行 摘要 着重论述了热泵技术的特征，对空气源热泵和水源热泵的应用条件及 使用场合进行了分析，对产品和设计中的一些共性和个性问题进行了探讨。 关键词 空气源热泵水源热泵设计应用 分析探讨 热泵作为集供冷和供热功能为一体的空调系统冷热源装置，具有节能、环保等特点，对 其特性分析和应用分析是近年全国暖通学术年会的热门话题，推广热泵技术在我国的应用已 经成为共同关注的问题。而湖南地区属于典型的夏热冬冷地区，其夏热冬冷的气候特征要求 建筑夏季供冷、冬季供暖来满足人们的热舒适性要求。热泵具有夏季供冷、冬季供暖的双重 功能，是该地区建筑空调较为理想的冷热源。 尽管热泵技术具有广泛的应用潜力，但许多设计人员对热泵技术认识不足，以致选用时 带有盲目性，人们对其在该地区气候条件下的应用还仍存在一定的疑虑。本文主要通过对各 种类型热泵技术特征的分析，全面分析了各种热泵技术在该地区气候条件下的运行特性和设 计使用中注意的问题。 1热泵技术概述 1．1分类 目前国内外对于热泵的分类，处于一个模糊的概念，没有严格区分。同一热泵通常被人 们根据自己的习惯和认识程度来命名。按冷源和热源分类，热泵可分为风冷热泵(空气源热 泵)、水源热泵和地源热泵三大类。地源热泵又可以分为使用±壤、地下水和地表水作为热 源和冷源的热泵——即地下耦合热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统。根据《采暖 通风与空气调节设计规范》：“以水为低位热源的热泵称为水源热泵，有水／水热泵和水／空气 热泵等形式。”的规定，本文仅将地下耦合热泵系统列为地源热泵，其余形式为水源热泵。 1．2热泵技术在我省的应用现状 风冷热泵技术在我国的应用比较早，经过多年的发展，其技术已经比较成熟且应用范围 较广，而湖南地区的气候特征也适合该系统的应用。风冷热泵技术和产品经历了从国外引进 阶段到国内空调企业充分吸收国外的先进经验而不断研制国产设备阶段。塌前“国货”与 “洋货”相比，各项性能指标参数基本相当，甚至某些特性超过国外产品。目前已有几十家 生产厂生产风冷热泵机组，规格齐全，完全可以满足不同类型的建筑物使用要求。 然而，水源热泵技术和地源热泵技术在我国和我省均处于发展的初级阶段，对其的应用 和研究刚刚起步。国内相关的水源热泵机组制造厂家很少，均处于起步阶段，技术尚未成 熟。国内大部分采用水源热泵的工程均采用国外进口机组。目前，湖南已有两家企业正在开 315 发相关设备和产品；而省内的有关水源热泵的工程实例为数较少，有待同仁共同努力。 2风冷热泵(空气源热泵)在我省的应用 2．1风冷热泵的技术特点 风冷热泵机组是集供热和供冷于一体的机组，不需要专门的机房，一般将机组配置于屋 顶或室外地坪，不需专人管理。供热时，不需锅炉和高烟囱，没有燃烧煤、油、气所产生的 S02，CO，C02，N03的污染；供冷时，省去冷却塔，避免了冷却塔噪声以及霉菌的影响。 风冷热泵机组避免锅炉和冷水塔等辅助设备，省去了冷冻机房、锅炉房等建筑，特别适用城 市繁华地段的建筑或无条件设锅炉房的建筑。 风冷热泵以空气为冷热源，在使用过程中必然受到环境空气季节性温度变化的影响。风 冷热泵夏季的制冷量随室外气温的升高而下降；冬季的制热量随室外气温降低而下降。夏季 室外气温最高时，室内需要空调冷负荷达到最大，而机组出力最小；冬季室外气温最低即最 冷时刻，室内所需要的热负荷最大，而对应的机组出力最小。风冷热泵机组的实际出力与建 筑物所需求冷热量形成一对供需矛盾，这一特点决定了风冷热泵技术在方案技术经济性比较 时所存在的不足，在一定范围内才有较好的经济性。 2．2风冷热泵适用的条件 7～32。50 风冷热泵机组主要应用于东经105～125。，北纬27。507的长江中下游冬冷夏热 地区的写字楼、商住楼等以日间使用为主，而且对温湿度要求不十分严格的建筑。在冬季室 外大气温度低于一10℃的地区不宜采用，而且在室外温度低于风冷热泵机组的最佳平衡温 度(即机组的供热量等于建筑的耗热量所对应的室外计算温度)时，应设计辅助加热