水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)

1、 定義： 水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)是指小型的水/空氣熱泵機(jī)組的一種應(yīng)用方式，即用水環(huán)路將小型的水/空氣熱泵機(jī)組（水源熱泵機(jī)組）并聯(lián)在一起，構(gòu)成一個(gè)以回收建筑物內(nèi)部余熱為主要特征的熱泵供暖、供冷的空調(diào)系統(tǒng)。 水環(huán)熱泵系統(tǒng)的出現(xiàn)、存在、發(fā)展，其生命力在于具有熱回收功能，其最主要、最本質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是可以利用制冷空調(diào)房間排放的冷凝熱來加熱供熱空調(diào)房間，從而提高了建筑物內(nèi)部的能源利用系數(shù)。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 水環(huán)熱泵系統(tǒng)早在1955年就在美國申請了專利，并于20世紀(jì)60年代在美國加尼利福亞州出現(xiàn)，故也被稱為“加利福尼亞系統(tǒng)”；該系統(tǒng)在20世紀(jì)70年代進(jìn)入日本，并有很多工程實(shí)例的應(yīng)用；80年代以來進(jìn)入我國，

2、早期在深圳、上海、北京等城市有一些工程實(shí)例。 1990年，美國的Zaidi,J.H.和Howell,R.H.兩位學(xué)者就水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)（WLHP）、變風(fēng)量空調(diào)（VAV）、定風(fēng)量空調(diào)系統(tǒng)（SZR）和風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)（FCU）四種空調(diào)系統(tǒng)在美國5個(gè)不同城市、不同類型建筑應(yīng)用時(shí)的節(jié)能性進(jìn)行了模擬研究，并得出了如下結(jié)論： （1）總的來說，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的全年能耗最低，與其它幾種空調(diào)系統(tǒng)相比，全年運(yùn)行節(jié)電率在28%以上，最高可達(dá)76%； （2）在溫暖氣候條件下，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)與其它形式的空調(diào)系統(tǒng)相比，節(jié)能率更高； （3）對于大型的建筑物，內(nèi)區(qū)負(fù)荷與外區(qū)負(fù)荷比值越大，使用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能率越高；

3、 （4）當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱引起的冷負(fù)荷越小，內(nèi)熱源越大時(shí)，使用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能率越高。 McQuay和TRANE等美國公司也對水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了研究，并分別編寫了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊，給水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際工程中的應(yīng)用提供了參考。 國內(nèi)對水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的研究相對來說起步比較晚，但也取得了一定的成果 哈爾濱工業(yè)大學(xué)的馬最良教授等通過對水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的靜態(tài)分析和動態(tài)模擬，并綜合分析了建筑所處地理位置、建筑類型、加熱器型式等對水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效果的影響，得出了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)適合使用的條件。 同濟(jì)大學(xué)的于航教授對水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中的問題進(jìn)行了探討，并給出了設(shè)計(jì)方法

4、和工程實(shí)例。 重慶大學(xué)的劉憲英教授通過對水環(huán)熱泵空調(diào)機(jī)組的實(shí)測，對水環(huán)熱泵機(jī)組的安裝位置、噪音和水系統(tǒng)型式等問題進(jìn)行了分析 。 天津大學(xué)的李新國學(xué)者分析了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的熱學(xué)特性及其節(jié)能效果，提出了優(yōu)化方法。 中國建筑科學(xué)研究院空調(diào)研究所的汪訓(xùn)昌教授從工程設(shè)計(jì)角度，對水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的熱回收特性及其使用場合作了全面闡述，并對設(shè)計(jì)中常遇到的一些問題進(jìn)行了討論。（1-水/空氣熱泵機(jī)組；2-閉式冷卻塔；3-加熱設(shè)備；4-蓄熱容器；5-水環(huán)路的循環(huán)水泵；6-水處理裝置；7-補(bǔ)給水箱；8-補(bǔ)給水泵；9-定壓裝置；10-新風(fēng)機(jī)組；11-排風(fēng)機(jī)組；12-熱回收裝置）美國幾種空調(diào)系統(tǒng)的相對造價(jià)可再生能源水環(huán)

5、熱泵空調(diào)系統(tǒng) 眾所周知，只有建筑內(nèi)有大量余熱時(shí)，通過水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)將建筑物內(nèi)的余熱轉(zhuǎn)移到需要熱量的區(qū)域，才能收到良好的節(jié)能效果，目前，我國各類建筑物內(nèi)部負(fù)荷不大，建筑物的內(nèi)區(qū)面積小，而且常規(guī)空調(diào)熱源又常用燃煤鍋爐。由于這兩種情況，制約了傳統(tǒng)的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國的應(yīng)用。解決這個(gè)問題的途徑，就是由建筑物外部引進(jìn)可再生能源，以補(bǔ)充冬季建筑物內(nèi)的不足余熱量。 幾種形式： 太陽能水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng) 土壤源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng) 井水源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng) 雙級耦合水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)太陽能水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)7643215閉式太陽能水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)原理（1-小型水/空氣熱泵機(jī)組；2-閉式冷卻塔；3-太陽能集熱器；4-

6、太陽能加熱器；5-太陽能熱水循環(huán)泵；6-輔助加熱器；7-水環(huán)路循環(huán)水泵）土壤源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)7653421T土壤源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)圖示（1-小型水/空氣熱泵機(jī)組；2-環(huán)路的循環(huán)水泵；3-定壓裝置；4-補(bǔ)水系統(tǒng)；5-蓄水罐；6-地下埋管環(huán)路循環(huán)泵；7-地下埋管換熱器）井水源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)井水源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)7654321井水源水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)閉式圖示（1-小型水/空氣熱泵機(jī)組；2-水環(huán)路循環(huán)水泵；3-定壓裝置；4-補(bǔ)水系統(tǒng)；5-板式換熱器；6-抽水井群；7-回灌井群）雙級耦合水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)雙級耦合水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)985764321雙極耦合水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)圖示（1-小型水/空氣熱泵機(jī)組；2

7、-補(bǔ)給水泵；3-定壓裝置；4-補(bǔ)水系統(tǒng)；5-電動三通調(diào)節(jié)閥；6-蓄熱水箱；7-空氣/水熱泵機(jī)組；8-冷卻塔；9板式換熱器）集成創(chuàng)新水環(huán)多聯(lián)機(jī)熱泵系統(tǒng)集成創(chuàng)新水環(huán)多聯(lián)機(jī)熱泵系統(tǒng)v 因?yàn)樵诖笮徒ㄖ?、高層建筑?yīng)用多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)時(shí)，會因制冷劑管路配管過長，高差太大，變制冷劑流量等因素而限制其使用，為保持多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)的前提下解決掉上述問題，通過系統(tǒng)的集成創(chuàng)新，提出供大型建筑、高層建筑應(yīng)用的新型多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)形式。 v系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成v水環(huán)多聯(lián)機(jī)熱泵空調(diào)系統(tǒng)中采用小型水冷變頻變?nèi)轃岜檬蕉嗦?lián)機(jī)（水/空氣熱泵中的一種）替代傳統(tǒng)水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)中的室內(nèi)小型水/空氣熱泵機(jī)組。其它設(shè)備同傳統(tǒng)水環(huán)熱泵。54321水環(huán)多聯(lián)機(jī)熱泵空調(diào)系統(tǒng)圖示內(nèi)區(qū)外區(qū)（1-水環(huán)多聯(lián)機(jī)主機(jī)；2-室內(nèi)機(jī)；3-水環(huán)路循環(huán)水泵；4-空氣/水熱泵；5-冷卻塔）水環(huán)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：水環(huán)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：v水環(huán)路的引入使水冷熱泵多聯(lián)機(jī)的制冷劑管路由龐大而復(fù)雜變得簡單而短小。v建筑物內(nèi)多套多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)規(guī)模變小，從而解決了傳統(tǒng)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)制冷劑管路的配管過長，高差太大，回油困難等問題。v為大型公共建筑、高層建筑空調(diào)工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)布置等帶來方便。v水環(huán)路可使用大量的鋼管或塑料管，從而節(jié)省傳統(tǒng)多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)中的部分制冷劑銅管管路。v由于水冷熱泵式多聯(lián)機(jī)并聯(lián)