水环热泵空调系统.ppt

水环热泵空调系统Water-Loop Heat Pump System 定义： 水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水/空气热泵机组（水源热泵机组）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。 水环热泵的本质 水环热泵系统的出现、存在、发展，其生命力在于具有热回收功能，其最主要、最本质的优点是可以利用制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。 国内外研究现状 水环热泵系统早在1955年就在美国申请了专利，并于20世纪60年代在美国加尼利福亚州出现，故也被称为“加利福尼亚系统”；该系统在20世纪70年代进入日本，并有很多工程实例的应用；80年代以来进入我国，早期在深圳、上海、北京等城市有一些工程实例。 1990年，美国的Zaidi,J.H.和Howell,R.H.两位学者就水环热泵空调系统（WLHP）、变风量空调（VAV）、定风量空调系统（SZR）和风机盘管空调系统（FCU）四种空调系统在美国5个不同城市、不同类型建筑应用时的节能性进行了模拟研究，并得出了如下结论： （1）总的来说，水环热泵空调系统的全年能耗最低，与其它几种空调系统相比，全年运行节电率在28%以上，最高可达76%； （2）在温暖气候条件下，水环热泵空调系统与其它形式的空调系统相比，节能率更高； （3）对于大型的建筑物，内区负荷与外区负荷比值越大，使用水环热泵空调系统的节能率越高； （4）当围护结构得热引起的冷负荷越小，内热源越大时，使用水环热泵空调系统的节能率越高。 McQuay和TRANE等美国公司也对水环热泵空调系统的性能进行了研究，并分别编写了《水环热泵空调系统设计手册》，给水环热泵空调系统在实际工程中的应用提供了参考。 国内对水环热泵空调系统的研究相对来说起步比较晚，但也取得了一定的成果 哈尔滨工业大学的马最良教授等通过对水环热泵空调系统的静态分析和动态模拟，并综合分析了建筑所处地理位置、建筑类型、加热器型式等对水环热泵空调系统节能效果的影响，得出了水环热泵空调系统适合使用的条件。 同济大学的于航教授对水环热泵空调系统设计和应用中的问题进行了探讨，并给出了设计方法和工程实例。 重庆大学的刘宪英教授通过对水环热泵空调机组的实测，对水环热泵机组的安装位置、噪音和水系统型式等问题进行了分析 。 天津大学的李新国学者分析了水环热泵空调系统的热学特性及其节能效果，提出了优化方法。 中国建筑科学研究院空调研究所的汪训昌教授从工程设计角度，对水环热泵空调系统的热回收特性及其使用场合作了全面阐述，并对设计中常遇到的一些问题进行了讨论。 水环热泵空调系统及其评价 水环热泵空调系统的组成 1、室内水源热泵机组（水/空气热泵机组） 2、水循环环路（定压装置、排水放气装置、补水及水处理装置、水泵及附件等 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（通常采用独立新风） 典型的水环热泵空调系统原理图 运行特点（5种运行工况） （1）所有热泵机组都处于制冷工况，向环路中释放热量，冷却塔全部运行，将冷凝热释放到大气中，使水温下降到35℃以下。 （2）大部分热泵机组制冷，使循环水温度上升，达到32℃时，部分冷却塔运行。 （3）当周边区的热负荷与内区的冷负荷比例适当时，排入水环路中的热量与从水环路中提取的热量相当，水温维持在13℃～32℃范围内，冷却塔和辅助加热装置停止运行，考虑到从内区转移到周边区的热量不可能每时每刻都平衡，因此，在系统中设有蓄热容器，暂存多余热量。 （4）大部分机组制热，循环水温度下降，达到13℃时，投入部分辅助加热器。 （5）所有热泵机组都处于制热工况，从水环路中提取热量，这时，全部辅助加热器投入使用，使循环水温度不低于13℃。 水环热泵空调系统的特点 水环热泵空调系统具有回收建筑内余热的功能。 水环热泵空调系统具有灵活性： (1)室内水/空气热泵机组独立运行的灵活性 (2)系统的灵活扩展能力 (3)系统布置紧凑，简洁灵活 (4)运行管理的方便与灵活性 (5)调节的灵活性 水环热泵空调系统中虽然水环路是双管系统，但与四管制风机盘管系统一样，可达到同时供冷与供热的效果。 设计简单，安装方便 小型的水/空气热泵机组的性能系数不如大型冷水机组（小型：EER:2.76～4.16,COP:3.3～5.0;螺杆式冷水机组：EER:4.88～5.25） 由于水环热泵空调系统采用单元式水/空气热泵机组，小型制冷压缩机设置在室内（除屋顶机组外），其噪声一般来说会高于风机盘管机组。 几种空调系统技术经济指标值的比较 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系统，又低于双风道中央空调（供冷供热）系统