水源热泵节能技术的应用
摘 要：利用水源热泵技术来生产卫生热水和制冷，以满足生产生活需要，以达节能环保目的。
关键词：水源热泵 源侧水 节能 环保
Summary：Use of water source heat pump technology to produce sanitary hot water and cooling, in order to meet production needs, to achieve energy saving objectives.
Keywords： Water source heat pump Source side of the water Conserve energy Environmental protection.
解决环境污染和能源危机时当今全人类的共同课题。在发达国家中，供热和空调的能耗可占社会总能耗的25%-30%，我国的能源消耗因能源利用方式不同、利用效率水平低及节能建筑推广慢等因素，建筑能耗的比例则更高。 我国能源紧缺，为实现可持续发展目标，国家在能源发展战略规划中要求，调整能源结构，减少燃煤造成的污染，大力发展新能源、可再生能源的利用技术，其中提到要开发余热资源利用的水源热泵技术，以充分利用余热资源及有效的保护环境。水源热泵技术具有以下特点：
1、节能：水源热泵和风源热泵相比，因其工况改善和稳定，机组效率提高，运行稳定可靠，不存结霜问题，延长使用寿命，其效能比更是高达12，还具有热回收功能，水源热泵是解决城市建筑采暖空调最佳方案。
2、环保效益显著：水源热泵是利用了地表水为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统；供热时省去了燃煤、煤气、燃油的锅炉房系统，避免了排烟、排污等污染，使环境更优美。所以说，水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。
3、应用范围广：可广泛应用于宾馆、写字楼、学校、商场、别墅区、住宅小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造及室内种植和恒温养殖等行业上。
4、一机多用：利用一套设备既可供冷、又可供热、还可以提供生活热水。
5、自动化程度高：水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，自动控制程度高。
本文引用一工程实例来说明水源热泵的节能效果。
工程概述：项目所在地的地下水资源非常丰富，根据此情况，本工程采用CGWP空调热水机组。该水源热泵机组在夏季满足热水的同时可免费提供空调冷气的使用；冬季以高效节能的全热回收模式生产卫生热水。其系统控制示意图如下图所示。
生产热水方式：采用全热回收方式。利用水源热泵主机全热回收生产卫生热水的同时免费供应空调冷气给空调所需的区域，不需要空调制冷时启动水源热泵主机全热回收高效生产卫生热水，以满足卫生热水的需求。
空调形式为多台压缩机的模块式主机，既有良好的备用性，又能根据负荷需要启动等量的压缩机，科学合理运行，降低运行成本，系统需加大时可加装空调主机。
源侧水和热水供水泵均采用变频控制，可根据负荷大小自动调节，大大降低运行成本，整个热水系统属于全自动化控制，机房无需派人值守。
采用地下井水和游泳池水为源侧进水水源，环保、高效、节能。
夏季初始水温设计为25℃，供水水温设计为50℃。冬季初始水温设计为15℃，供水水温设计为50℃。
热水负荷计算
每日需用热水量为150T
夏天所需生活热水全热量
Q = C M △T
Q = 4.186×150×1000×（50－25）= 15697500 Kj/天= 4360KW/天
冬天所需生活热水全热量
Q = C M △T
Q = 4.186×150×1000×（50－15）= 21976500 Kj/天=6105KW/天
热水主机：选贰台CGWP090能满足每天卫生热水的需求。CGWP090在源侧进水水温为25℃，出水水温为7℃时的制冷参数如下：制冷量：283.05KW，电功率：51.92KW。
热水箱：选取安装1个150T的热水箱，当热水使用量超出水箱的容量时，水源热泵主机会根据用水量自动进行补水并加热生产卫生热水以满足热水使用需求，热水箱放置在水源热泵主机附近的位置。
源侧水：为了节省地下水资源及节约运行成本，源侧水采用地下水和游泳池的水通过电动三通阀和温控器控制后交替使用。夏天当游泳池水温高于24度时，采用游泳池的水与主机进行热交换，交换后排回游泳池；当游泳池水温低于23℃时采用地下井水与主机进行热交换，交换后排回游泳池，当游泳池水满后再经游泳池溢水口排至景观循环水系或其它用途所需水。游泳池的蓄水量有1500m3，贰台CGWP090同时满负荷运行制热水约3小时可将整个游泳池的水温降低1℃，如果夏天游泳池的水温高于28℃，游泳池的水温下降约2.5℃（不考虑能量损失）就可以将热水烧好，游泳池水温还会高于25℃，不会影响游泳(夏天北海市的室外泳池水温一般在25℃以上)。这样，夏天基本可以不用地下水仅利用游泳池的水就可以完全生产好热水。冬天如果游泳池不启用，只要游泳池水温不低于15℃可以继续利用游泳池的水与主机进行热交换，当游泳池的水温低于15℃时启动地下井水与主机进行热交换。
热水供应方式：系统可做到24小时随时供应热水或定时供应热水。CGWP090在夏季边全热回收生产卫生热水边制冷时的效能比为12。该机组在夏季生产卫生热水时，每小时可提供566.1KW的冷量使用。相当于可免费享用约3200m2左右的空调冷量。
节能效益：每天使用热水150T，每年仅利用热回收主机单一生产生卫生热水比用锅炉生产生卫生热水省人民币约100万元，减少了排放二氧化碳约500T。
结论：应用全热回收节能技术，使排废率降到最低，达到最高的空调能源利用率，顺应了国家节能减排的要求。节约能源是我国的一项基本国策，坚持节约和开发并举，把节约放在首位是我国节能工作的长期方针。大力推进节能技术进步，大幅度提高能源利用率，提高社会经济效益，是我们面临的促进国民经济向节能型转变的一项重要任务。
参考文献 ：
1. 孙晓光 地源热泵工程技术与管理 中国建筑工业出版社 2009-03
2. 赵军，戴传山 地源热泵技术与建筑节能应用 中国建筑工业出版 2007-09