高溫水源熱泵機組性能研究

【摘 要】通過熱泵熱水器和水源熱泵機組兩級加熱水溫，這樣提高了機組的可靠性和經濟性。

【關鍵詞】熱泵熱水器；水源熱泵機組；高溫熱水

Study on the Characteristics of the high temperature water-source heat pumps

QＵ Zhi

【Abstract】Adopting two step heated up water by heat pump water heater and water-source heat pumps， such has improved the reliability and economics of the water-source heat pumps.

【Key words】Heat pump water heater;Water-source heat pumps;High temperature water

0.引言

展望空調技術的發展，節約能源、保護環境和獲得趨于自然條件的舒適健康環境”必將是空調技術發展的目標和發展方向。

空氣源熱泵熱水機是基于逆卡諾循環原理而開發的一種節能、環保熱水機組。如對1000kg初始溫度為15℃的生活熱水進行加熱，其溫度上升40℃。所需制熱量：

1000kg×40℃×1Kcal/kg·℃=40000 Kcal

兩種加熱方式的運行費用的比較：

為節約能源和保護環境，筆者對某小區的供熱系統進行改造。原來的供熱系統設計：采用電加熱向用戶提供65℃的熱水經暖氣片來采暖，每組電加熱功率為1200KW，共計6組。但是電加熱的運行費用相當高，極不節能。

由于是改造項目，受客觀條件的限制因素較多，既不能打井采用地下水，也不能采用地埋管等地暖水源熱泵機組。同時，考慮到本地區的冬季環境溫度相對比較低，采用空氣源熱水機組是無法在-10℃下獲得65℃的熱水。

1.熱水系統簡介

筆者的改造方案為：采用水源熱泵機組為用戶提供65℃的熱水進行采暖，制冷劑為R134a。空氣源熱泵熱水機提供45℃的熱水，制冷劑為R22。在水源熱泵機組的熱源側水系統中設有混合水箱，該水箱的水溫度控制在10～15℃，作為水源熱泵的熱源。

水源熱泵機組選用兩臺半密閉雙螺桿壓縮機，機組根據使用側的供水溫度進行能量調節。制熱量為1214 kW，機組消耗功率為402 kW，機組的熱水出水溫度65℃，回水溫度55℃，熱源側的進水溫度15℃，出水溫度10℃。

由于水源熱泵機組制熱量為1214 kW，制冷量為812 kW。在與之匹配的空氣源熱水機組的制熱量要滿足水源熱泵機組的制冷量，使系統能量平衡。

空氣源熱泵熱水機組選用兩臺半密閉雙螺桿壓縮機，壓縮機通過滑閥實現容量調節，以平滑適應用戶側負荷的變化而進行能量調節。機組制熱量為820 kW，機組消耗功率為214 kW，機組的進水溫度為15℃，出水溫度為45℃。必須考慮環境溫度在-10℃以下制冷量的衰減，同時還要考慮到機組除霜過程中的熱量損失等因素。

2．方案的實用性及經濟性比較

本供熱系統工程改造后已經成功運行，不但滿足用戶的需要，而且節能效果顯著。

水源熱泵機組在設計工況下，制熱量為1214 kW，機組消耗功率為402 kW，機組的能效比為3.01，相當于消耗1kW的電能而獲得3倍電能的熱量。

空氣源熱泵熱水機在設計工況下，制熱量設計為820 kW，機組消耗功率為214 kW，機組的進水溫度為15℃，出水溫度為45℃。機組在設計工況下的能效比為3.83。

根據機組能效比=有效功／消耗功率，總的機組系統能效比為1214/（402+214）=1.97，即消耗1kW的電能而獲得近兩倍電能的熱量。

本供熱系統工程改造后相對與原電加熱系統來講，消耗功率降低1200-402-214=584kW，即584kW/1200kW=48.67%。

3.熱水系統特點：

3.1高效節能

運用節能、環保的空氣源熱泵熱水技術，機組總的能效比高達1.97，大大提高了能源的利用率，運行經濟可靠。

3.2綠色環保

與傳統的鍋爐、燃氣、電熱水器相比，無任何大氣污染，能源消耗低，絕對的綠色環保。

3.3運行穩定、安全可靠

由于采用了空氣作為熱源，杜絕了各種泄露、火災等安全隱患，同時機組內設各種保護裝置，機組穩定可靠。

4.結束語

(1)熱水系統改造方案祛除以往的傳統思路，改變方法，通過采用兩級加熱方式成功的達到了改造系統的目的，節約能源。

(2)展望空調技術的發展，節約能源仍然將是保護環境、促進空調發展方向，我們的節能降耗的工作任重道遠。 [科]

【參考文獻】

［１］蔣能熊.空調用熱泵技術及其應用[M].北京：機械工業出版社，1997.

［２］吳業正.制冷原理與設備[M].西安：西安交通大學出版社，1997.

［３］陸耀慶.實用供熱空調設計手冊.北京：中國建筑工業出版社，1993.

［４］GB 21362-2008商業或工業用及類似用途的熱泵熱水機.