水环热泵空调系统[业界荟萃]

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。 3行业知识 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：4行业知识 （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。5行业知识 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。 6行业知识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。7行业知识 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。8行业知识（1-水/空气热泵机组；2-闭式冷却塔；3-加热设备；4-蓄热容器；5-水环路的循环水泵；6-水处理装置；7-补给水箱；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）美国几种空调系统的相对造价可再生能源水环热泵空调系统 众所周知，只有建筑内有大量余热时，通过水环热泵空调系统将建筑物内的余热转移到需要热量的区域，才能收到良好的节能效果，目前，我国各类建筑物内部负荷不大，建筑物的内区面积小，而且常规空调热源又常用燃煤锅炉。由于这两种情况，制约了传统的水环热泵空调系统在我国的应用。解决这个问题的途径，就是由建筑物外部引进可再生能源，以补充冬季建筑物内的不足余热量。 几种形式： 太阳能水环热泵空调系统 土壤源水环热泵空调系统 井水源水环热泵空调系统 双级耦合水环热泵空调系统23行业知识太阳能水环热泵空调系统7643215闭式太阳能水环热泵空调系统原理（1-小型水/空气热泵机组；2-闭式冷却塔；3-太阳能集热器；4-太阳能加热器；5-太阳能热水循环泵；6-辅助加热器；7-水环路循环水泵）24行业知识土壤源水环热泵空调系统7653421T土壤源水环热泵空调系统图示（1-小型水/空气热泵机组；2-环路的循环水泵；3-定压装置；4-补水系统；5-蓄水罐；6-地下埋管环路循环泵；7-地下埋管换热器）25行业知识井水源水环热泵空调系统井水源水环热泵空调系统7654321井水源水环热泵空调系统闭式图示（1-小型水/空气热泵机组；2-水环路循环水泵；3-定压装置；4-补水系统；5-板式换热器；6-抽水井群；7-回灌井群）26行业知识双级耦合水环热泵空调系统双级耦合水环热泵空调系统985764321双极耦合水环热泵空调系统图示（1-小型水/空气热泵机组；2-补给水泵；3-定压装置；4-补水系统；5-电动三通调节阀；6-蓄热水箱；7-空气/水热泵机组；8-冷却塔；9板式换热器）27行业知识集成创新水环多联机热泵系统集成创新水环多联机热泵系统v 因为在大型建筑、高层建筑应用多联机系统时，会因制冷剂管路配管过长，高差太大，变制冷剂流量等因素而限制其使用，为保持多联机系统优点的前提下解决掉上述问题，通过系统的集成创新，提出供大型建筑、高层建筑应用的新型多联机系统形式。 v系统组成系统组成v水环多联机热泵空调系统中采用小型水冷变频变容热泵式多联机（水/空气热泵中的一种）替代传统水环热泵空调系统中的室内小型水/空气热泵机组。其它设备同传统水环热泵。28行业知识54321水环多联机热泵空调系统图示内区外区（1-水环多联机主机；2-室内机；3-水环路循环水泵；4-空气/水热泵；5-冷却塔）29行业知识水环多联机系统的特点：水环多联机系统的特点：v水环路的引入使水冷热泵多联机的制冷剂管路由庞大而复杂变得简单而短小。v建筑物内多套多联机系统规模变小，从而解决了传统多联机系统制冷剂管路的配管过长，高差太大，回油困难等问题。v为大型公共建筑、高层建筑空调工程设计、系统布置等带来方便。v水环路可使用大量的钢管或塑料管，从而节省传统多联机系统中的部分制冷剂铜管管路。v由于水冷热泵式多联机并联在水环路上，而水环路的大小可根据建筑规模设置，因此，其系统规模不再受传统多联机系统的制冷剂管路的配管要求的限制，而能更适于大型公共建筑、高层建筑。v该系统的主机可设在小型独立机房内，而室内机设在室内，解决了传统水环热泵设在室内而引起噪声大的问题。30行业知识