地源水环热泵设计初探.pdf

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1、浙江建筑，第28卷，第1期，2011年1月ZhejiangConstruction，Vo1．28，No．1，Jan．2011地源水环热泵设计初探PreIjminaExplorationonDesignofGroundSourceWaterLoopHeatPump王建奎，陆麟’，徐坚，林奕WANGJian—kui，LULin，XUJian，LINYi(1．浙江省建筑科学设计研究院有限公司，浙江杭州310012；2．陆特能源。浙江杭州31O012)摘要：在介绍地源水环热泵技术产生的背景及其技术特点的基础上，着重对地源水环热泵设

2、计及变流量控制中的关键技术进行了探讨，提出了目前地源水环热泵空调系统设计中需注意的问题，为此项技术的推广应用提供了有益的借鉴。关键词：地源热泵；水环热泵；变流量；设计中图分类号：TU831．3文献标识码：A文章编号：1008—3707(2011)OI一0059—04目前地源热泵空调系统一般采用集中冷热源的利用、冷热源形式与分布、能量输配系统的能耗以及部方式，集中热泵机组制备出的冷水和热水通过水输分负荷下系统效率的变化与系统的可调节性等问题，送系统分配到各用户。由于地源水的温度特性优于从而为该类空调系统的设计应用提供了有益的

3、借鉴。空气源，正常负荷运行时系统能效比优于空气源系1地源水环热泵概述统。但当系统中只有个别用户、部分时段使用时，集1．1地源水环热泵概念及系统形式中热泵机组和水系统输送泵都需要在低负荷状态下地源水环热泵空调系统是将浅表层地热能利用开启，能源效率低，系统不节能。同时，集中式冷热技术与水环热泵空调技术结合起来的系统。常规水源不方便对系统内的用户使用进行计费管理。环热泵为调节水环内循环水的温度需增加辅助冷源分散式水环热泵空调系统用水环路将小型的水和热源，如冷却塔、锅炉等，见图1。地源水环热泵环热泵机组并联在一起，构成一套以回收建

4、筑物内则是用可再生的浅层地热能替代了常规的辅助冷源部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的空调系统。和热源，水环热泵机组供冷时需排除的热量通过地水环热泵空调系统具有回收建筑物内余热、省掉或下环路排走，供热时需补充的热量通过地下环路补减少常规空调系统的冷热源设备和机房、便于分户充，具有节能、环保的独特优势，见图2。计量和计费，便于安装、管理等优点。但其使用的冷热源仍为常规的冷热源，效率不高、环保性差。为解决上述现有技术存在的缺陷，行业中出现了一种分散水环式地源热泵空调系统，不仅能使用浅层地热的可再生能源，而且能方便地由用户决定使用

5、时问，无论使用者数量多少，均能保持较高的效率，同时方便各用户的计费管理。新型空调系统在带给我们节能、环保、方便的同时，也带来了其特殊的设计问题，本文通过对该空调形式的深入剖析，讨论了可再生能源图1常规水环热泵收稿日期：2010—11—15基金项目：受2009年浙江省建设厅建筑节能专项课题资助作者简介：王建奎(1966一)，男，河北蠡县人，高级工程师，从事暖通空调设计和建筑节能研究工作。60浙江建筑2011年第28卷土壤源水环热泵空调运行可靠，效率较高，但地下埋管投资较大，见图3(a)。地表水水环热泵空调系统利用海水、江河等

6、地表水及污废水等作为低位热源，采用开式直接取水和闭式抛管换热系统排热和吸热，投资较土壤源水环热泵可减少，效率较之下降，见图3(b)。地下水水环热泵利用地下水作为系统冷热源，其方式与地表水类似，但由于地下水资源开采受到限制，且回灌技术手段复杂，在浙江省采用受到一定限制，原理见图图2地源水环热泵3(C)。1．2地源水环热泵系统特点根据低位热源的不同又可分为土壤源水环热泵作为一种新型的空调系统型式，地源水环热泵空调系统、地表水水源水环热泵空调系统及地下水水环热泵系统三大类。空调系统有着其固有的特点：《a)土壤源水环热泵空调系统(

7、b)地表水7．~-f热泵空调系统(c)地下水水环热泵空调系统图3地源水环热泵系统形式(1)高效、节能，余热可直接回收：地源热泵冷关系试验，同时查取相应比摩阻。本次试验控制机热源温度较为恒定，较之其他形式的空调系统可节组出水温度为17oC(上下浮动不超过1℃)，共取一能25％～30％，水环热泵系统具有热回收的功能，组管，7根竖直埋管，集水管管径为DN32，竖直埋管能充分利用建筑物内区的余热，节约了能源。为单u，管径为DN25，通过阀门调节管内流速，同时(2)设计、施工方便，水环路系统无需保温，无观察流量计与温度测试探头温度，

8、得到换热量，试验需集中机房，特别适合于旧建筑暖通空调系统的结果见图4。改造。(3)水环热泵机组还具有负荷调节能力强，使I8016O用灵活、能满足用户的局部空间、局部时段不同的使l40用要求的优势。l2O100圆(4)水环热泵空调系统可采取计量末端机组的80登耗电量，循环水系统运行费用分摊的办法来达到单6