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黄浦江水温变化规律与上海地区 江水源热泵节能潜力研究 EVALUATION ON ENERGY EFFICIENCY FOR COLD TUBE OF A/C SYSTEM 同济大学 谭洪卫 城脉建筑设计(深圳)有限公司上海分公司 李潇潇 上海现代建筑设计(集团)有限公司 朱金鸣 杨晓敏 摘要：本文以全年连续实测的黄浦江水温、空气干球温度及湿球温度数据为依据，探讨以黄浦江江水为排热汇或吸热源的江水源热泵系统的节能潜力。 关键词：黄浦江；实测；江水温度; 江水源热泵 0 引言 近来作为地表水源热泵的江水源热泵受到建筑节能研究领域及工程应用的热切关注，对其节能效果和环保优势寄予较大期待，并且在一部分地区得到积极推广应用。不言而喻，江水源热泵系统能否实现预期的节能效果在很大程度上取决于江水的温度特性，然而，对于江水温度的变化规律和特性，国内几乎还没有系统的进行研究，缺乏相应的基础设计参数及运行参考数据。目前大多数系统设计都依据当地水文部门提供的水温数据，但这些数据都并非取自实际取水口位置及实际水深处，这些数据的测试方法、位置相异而且是非连续测定值，对江水源热泵系统设计及运行工况分析不具备直接参考意义，甚至可能对其推广应用造成误区。 因此，需要实施对江水水温的连续实测研究，积累基础数据，以便能客观地分析全年变化规律和节能应用潜力。本文通过对上海黄浦江水温实施连续实测（2006年6月-2007年7月），初探上海地区的江水源热泵节能潜力。 1测试概况 测试地点位于上海市黄浦江十六铺段，测试时间从2006年6月至2007年7月，对江水温度及室外空气干、湿球温度进行连续同步测试。测试时间间隔为1分钟。 考虑到实际工程取水口的位置以及现场测试条件，选择江边浮码头水域并确定水温测试的测点为水下2m左右。空气干湿球温度测点布置在附近通风条件较好且遮荫处，避免阳光直射。测点布置示意图如图1所示： 图１测点布置示意图 2主要测试结果及分析 2.1 水温随水深的变化 图2 江水水温与气温日较差（2006.8～2007.72.2 水温逐时、日、月变化 2.3 水温与气温的关系 2.4 水温实测数据与水文资料的对比 图4 测定参数日平均值比较（2006.8～2007.72006.8～2007.7 图6 逐时江水温度与气温关系（2006.8~2007.7期间） 图7日平均江水温度与气温关系（ 2006.8~2007.7期间） 图8 月平均江水温度与气温关系（2006.8~2007.7期间） 图9 实测江水温度与水文站水温数据对比 对比数据中水文数据来自黄浦公园水文站1959～1993历年各月平均水温。图9可以看出，实测水温高于水文站水温（包括夏季），其中一个原因是由于气温日较差大所致，例如虽然夏季昼间气温高，但夜间降低，而江水温度随夏季时间推移，呈缓慢上升趋势。另一方面，受近年来气温上升的影响，江水温度也有所提高。此外，水文站提供的水温数据其测试方法，测试期间都与本测试相异： 测试方法不同。1959～19938点测试的水温作为该日水温，以此为基础计算月平均水温。而本文的实测为全年连续计测（采用T型热电偶），更能反映水温的变化规律。 测点位置不同，水文站测试的是水下0.5m深的水温，而本文实测位置是水下2m，而在不同季节，两深度的江水温度是否一致有待进一步的研究。 因此，在有条件测试的情况下，应尽量实施实测来获得所需基础数据。 3 江水温度与传统冷却塔出水温的对比 利用江水作为热泵系统冷却水与与传统的冷却塔方式相比，最重要的对比要素是所提供冷却水温度的差异，这直接影响系统的能效比。据资料测算，冷却水温度每降低1℃，可以提高机组制冷系数2%-3%左右[2]。为此，下文中对其进行对比分析. 3.1 冷却塔方式的冷却水温度的实测 8：00～17：007月26～318月份气温的下降，冷却水温也下降，而江水温度相对较恒定，因此此时江水温度高于冷却水温（图10）。 图11 中，空气湿球温度是在该综合楼冷却塔附近测试所得。该期间冷却水温和湿球温度的差值在5℃左右，其平均值为5℃，因此本文将湿球温度加5℃来推算冷却塔出水温度。 图10实测逐时冷却水塔出水温度与江水温度对比 （2007.7.26～8.1711逐时冷却塔出水温度与空气湿球温度比（2007.7.27～8.14 图12 夏季根据湿球温度推算的冷却塔出水温与江水温度 3.2根据空气湿球温度推算的冷却塔出水温度与江水温度 5℃约作为当地的冷却塔出水温度与江水温度实测值进行对比分析（取6月15日至9月15日78%的时间冷却水温高于江水温度，仅有22%的时间内冷却水温低于江水温度（图12）