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1、制冷空调RefrigerationAirConditioning技术交流与电力机械&ElectricPowerMachinery水源热泵在空调系统中的应用分析韩宇涛(西南科技大学,四川绵阳621010)摘要:通过对水源热泵空调系统工作过程的分析,结合具体工程,阐述了水源热泵空调系统运行中的节能优势以及水源热泵的优缺点;结合我国现阶段水源热泵的具体情况,对其前景进行了分析。关键词:水源热泵;节能;适用范围;应用前景中图分类号:TU831.4文献标识码:B文章编号:1006-8449(2007)05-0064-030
2、引言随着城市建设的发展,中央空调的能耗占整个城2水源热泵的节能分析市能源消耗的比例不断增加。地源热泵作为一种高效水源热泵使用时节能与否主要与冷却水(供冷时)节能的绿色空调已经在我国开始运用。它是利用地下或热源水(供热时)进水温度有关,以下就从这一方面浅层地热资源(包括地下水、土壤、地表水),通过输入分析水源热泵的节能条件。少量的高品位能源(如电能),实现低位热能向高位转为了能用一个普遍的公式来近似地表达机组性能移。可以实现冬季供暖和夏季制冷。地源热泵按室外与冷却水(或热源水)进水温度的关系,国外有关专家换热方式不
3、同可分为:土壤埋管系统、地下水系统和地在总结了水源热泵各生产厂家给出的产品性能参数表表水系统。现着重对地下水系统(水源热泵)进行详述。的基础上,结合美国ARl320标准的有关规定得出以下关系式:1水源热泵技术的工作流程QC=(1.21-0.0072×TL)×QCARI(1)工作流程如图1:工质1为热源水,工质2为热泵COPC=(1.64-0.0216×TL)×COPCARI(2)中的介质(如R22),工质3为循环水,工质1流经热泵QH=(0.92+0.018×TL)×QCARI(3)时,与蒸发器中的工质2进行热交
4、换,工质2吸收热量COPH=(0.85+0.0072×TL)×COPHARI(4)后,蒸发成低压蒸汽,经压缩机提高压力和温度后,进式中QC—供冷量,W;入冷凝器凝结成液体并向工质3放出热量,这热量实QCARI—ARI320标准规定供冷量,W;际上包括来COPC—供冷性能系数;工质2冷凝器COP—ARI320标准规定供冷性能系数;循环泵蒸发器自低位热源CARI膨胀阀热量和压缩QH—供热量,W;热量机的功耗,COPH—供热性能系数;接收工质3的热COPHARI—ARI320标准规定供热性能系数;工质1工质3热能提供(
5、埋干量即可供建TL—冷却水进水温度,℃。压缩机循环泵地下成下水道)筑物取暖所由上述关系式表达出的机组性能变化趋势可以绘图1水源热泵制热过程的工作原理需,工质2制出水源热泵机组冷却水进水水温与机组相对性能之从冷凝器的间的关系曲线,如图2。图中相对性能含义是指实际性高压下膨胀而进入蒸发器,再开始新的工作循环。制冷能与ARI标准性能之商。图2表明,对制冷工况,当冷工作流程与此相反。却水进水温度上升时,机组的供冷性能不断地下降,当No.5/2007总第117期第28卷64RefrigerationAirCondition
6、ing制冷空调技术交流&ElectricPowerMachinery与电力机械1.6水温上升到3.2运行经济分析1.541.4135℃时机组该水源热泵系统从2004年11月开始运行,运行1.3性能便下降能1.2效果良好,达到了最初的设计目的。性21.1为ARI320标对3统计取冬季共54d的耗电量(机组在这期间基本1.0相0.9准性能的未停机),压缩机的工作时间共为1080h;单台压缩机0.890%,这时为0.7的制热时功率为62.3kW,压缩机在54d内总耗电量:了维持机组0102030401080h×62.3
7、kW=67284kWh。用户水泵耗电:1080h×冷却水进水温度TL/℃的性能,要开15kW=16200kWh;循环水泵耗电:1080h×7.5kW=图2水源热泵相对性能与进水温度的关系动水系统中1-供冷性能系数2-制冷量8100kWh;潜水泵耗电:110h×18.5kW=2035kWh;水泵的冷却装置,3-供热性能系数4-制热量耗电总计:26335kWh。将热量排入风机盘管装置中风机功率为10.8kW,其耗电量大气。为:10.8kW×1080h×0.7=8164.8kWh,其中0.7为同时对制热工况,当热源水进
8、水温度下降时,机组的供使用系数。在54d工作日内,利用水源热泵供暖所消耗热性能不断下降,当水温下降到10℃时机组性能便下的总电能为101783.8kWh。降为ARI320标准性能的90%,这时为了维持机组的电费按4个月(120d)的法定供暖期计算,该办公性能必须将加热装置投入,以补充热量而使水温升高。楼单位面积的供暖费用(电费按0.5元/kWh计)为:可见,水源热泵在使用
