高温水源热泵机组性能研究

【摘　要】通过热泵热水器和水源热泵机组两级加热水温，这样提高了机组的可靠性和经济性。

【关键词】热泵热水器；水源热泵机组；高温热水

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

展望空调技术的发展，节约能源、保护环境和获得趋于自然条件的舒适健康环境”必将是空调技术发展的目标和发展方向。

空气源热泵热水机是基于逆卡诺循环原理而开发的一种节能、环保热水机组。如对1000kg初始温度为15℃的生活热水进行加热，其温度上升40℃。所需制热量：

1000kg×40℃×1Kcal/kg·℃=40000 Kcal

两种加热方式的运行费用的比较：

为节约能源和保护环境，笔者对某小区的供热系统进行改造。原来的供热系统设计：采用电加热向用户提供65℃的热水经暖气片来采暖，每组电加热功率为1200KW,共计6组。但是电加热的运行费用相当高，极不节能。

由于是改造项目，受客观条件的限制因素较多，既不能打井采用地下水，也不能采用地埋管等地暖水源热泵机组。同时，考虑到本地区的冬季环境温度相对比较低，采用空气源热水机组是无法在-10℃下获得65℃的热水。

1.热水系统简介

笔者的改造方案为：采用水源热泵机组为用户提供65℃的热水进行采暖，制冷剂为R134a。空气源热泵热水机提供45℃的热水，制冷剂为R22。在水源热泵机组的热源侧水系统中设有混合水箱，该水箱的水温度控制在10～15℃，作为水源热泵的热源。

水源热泵机组选用两台半密闭双螺杆压缩机，机组根据使用侧的供水温度进行能量调节。制热量为1214 kW，机组消耗功率为402 kW，机组的热水出水温度65℃，回水温度55℃，热源侧的进水温度15℃，出水温度10℃。

由于水源热泵机组制热量为1214 kW，制冷量为812 kW。在与之匹配的空气源热水机组的制热量要满足水源热泵机组的制冷量，使系统能量平衡。

空气源热泵热水机组选用两台半密闭双螺杆压缩机，压缩机通过滑阀实现容量调节，以平滑适应用户侧负荷的变化而进行能量调节。机组制热量为820 kW，机组消耗功率为214 kW，机组的进水温度为15℃，出水温度为45℃。必须考虑环境温度在-10℃以下制冷量的衰减，同时还要考虑到机组除霜过程中的热量损失等因素。

2．方案的实用性及经济性比较

本供热系统工程改造后已经成功运行，不但满足用户的需要，而且节能效果显著。

水源热泵机组在设计工况下，制热量为1214 kW，机组消耗功率为402 kW，机组的能效比为3.01，相当于消耗1kW的电能而获得3倍电能的热量。

空气源热泵热水机在设计工况下，制热量设计为820 kW，机组消耗功率为214 kW，机组的进水温度为15℃，出水温度为45℃。机组在设计工况下的能效比为3.83。

根据机组能效比=有效功／消耗功率，总的机组系统能效比为1214/（402+214）=1.97，即消耗1kW的电能而获得近两倍电能的热量。

本供热系统工程改造后相对与原电加热系统来讲，消耗功率降低1200-402-214=584kW，即584kW/1200kW=48.67%。

3.热水系统特点：

3.1高效节能

运用节能、环保的空气源热泵热水技术，机组总的能效比高达1.97，大大提高了能源的利用率，运行经济可靠。

3.2绿色环保

与传统的锅炉、燃气、电热水器相比，无任何大气污染，能源消耗低，绝对的绿色环保。

3.3运行稳定、安全可靠

由于采用了空气作为热源，杜绝了各种泄露、火灾等安全隐患，同时机组内设各种保护装置，机组稳定可靠。

4.结束语

(1)热水系统改造方案祛除以往的传统思路，改变方法，通过采用两级加热方式成功的达到了改造系统的目的，节约能源。

(2)展望空调技术的发展，节约能源仍然将是保护环境、促进空调发展方向，我们的节能降耗的工作任重道远。　[科]

【参考文献】

［１］蒋能熊.空调用热泵技术及其应用[M].北京：机械工业出版社,1997.

［２］吴业正.制冷原理与设备[M].西安：西安交通大学出版社,1997.

［３］陆耀庆.实用供热空调设计手册.北京：中国建筑工业出版社,1993.

［４］GB 21362-2008商业或工业用及类似用途的热泵热水机.