水环热泵循环水温范围


水环热泵空调系统的节能效果受到各种因 素的影响，包括建筑所处的气候类型、建 筑形式、建筑内部负荷以及环路循环水温。 在其他条件不变的情况之下，循环水温是 水环热泵机组运行能耗的决定性因素。 循环水温升高，制热工况下运行的水环热 泵机组的蒸发温度升高，其制热性能系数 （COP）增大。而此时，制冷工况下运行的 水环热泵机组的冷凝温度升高，其制冷能 效比（EER）减小。
水环热泵空调系统及其评价





水环热泵空调系统的组成 1、室内水源热泵机组（水/空气热泵机组） 2、水循环环路（定压装置、排水放气装 置、补水及水处理装置、水泵及附件等 3、辅助设备（冷却塔、加热设备、蓄热 装置等） 4、新风与排风系统（通常采用独立新风）Biblioteka 典型的水环热泵空调系统原理图
（1-水/空气热泵机组；2-闭式冷却塔；3-加热设备；4-蓄热容器；5-水 环路的循环水泵；6-水处理装置；7-补给水箱；8-补给水泵；9-定压装置； 10-新风机组；11-排风机组；12-热回收装置）
水环热泵空调系统 Water-Loop Heat Pump System
• 定义： • 水环热泵空调系统是指小型的水/空气热 泵机组的一种应用方式，即用水环路将小 型的水/空气热泵机组（水源热泵机组）并 联在一起，构成一个以回收建筑物内部余 热为主要特征的热泵供暖、供冷的空调系 统。
水环热泵的本质
• 水环热泵系统的出现、存在、发展，其生 命力在于具有热回收功能，其最主要、最 本质的优点是可以利用制冷空调房间排放 的冷凝热来加热供热空调房间，从而提高 了建筑物内部的能源利用系数。
国内外研究现状
• 水环热泵系统早在1955年就在美国申请 了专利，并于20世纪60年代在美国加尼 利福亚州出现，故也被称为“加利福尼 亚系统”；该系统在20世纪70年代进入 日本，并有很多工程实例的应用；80年 代以来进入我国，早期在深圳、上海、 北京等城市有一些工程实例。
• McQuay和TRANE等美国公司也对水 环热泵空调系统的性能进行了研究，并 分别编写了《水环热泵空调系统设计手 册》，给水环热泵空调系统在实际工程 中的应用提供了参考。
国内对水环热泵空调系统的研究 相对来说起步比较晚，但也取得 了一定的成果
• 哈尔滨工业大学的马最良教授等通过对水环热 泵空调系统的静态分析和动态模拟，并综合分 析了建筑所处地理位置、建筑类型、加热器型 式等对水环热泵空调系统节能效果的影响，得 出了水环热泵空调系统适合使用的条件。 • 同济大学的于航教授对水环热泵空调系统设计 和应用中的问题进行了探讨，并给出了设计方 法和工程实例。
• 重庆大学的刘宪英教授通过对水环热泵空调机 组的实测，对水环热泵机组的安装位置、噪音 和水系统型式等问题进行了分析 。 • 天津大学的李新国学者分析了水环热泵空调系 统的热学特性及其节能效果，提出了优化方法。 • 中国建筑科学研究院空调研究所的汪训昌教授 从工程设计角度，对水环热泵空调系统的热回 收特性及其使用场合作了全面阐述，并对设计 中常遇到的一些问题进行了讨论。
水环热泵空调系统的特点
水环热泵空调系统具有回收建筑内余热的 功能。 水环热泵空调系统具有灵活性： (1)室内水/空气热泵机组独立运行的灵活性 (2)系统的灵活扩展能力 (3)系统布置紧凑，简洁灵活 (4)运行管理的方便与灵活性 (5)调节的灵活性




水环热泵空调系统中虽然水环路是双管系 统，但与四管制风机盘管系统一样，可达 到同时供冷与供热的效果。 设计简单，安装方便 小型的水/空气热泵机组的性能系数不如大 型冷水机组（小型：EER:2.76～ 4.16,COP:3.3～5.0;螺杆式冷水机组： EER:4.88～5.25） 由于水环热泵空调系统采用单元式水/空气 热泵机组，小型制冷压缩机设置在室内 （除屋顶机组外），其噪声一般来说会高 于风机盘管机组。
运行特点（5种运行工况）




（1）所有热泵机组都处于制冷工况，向环路中释 放热量，冷却塔全部运行，将冷凝热释放到大气 中，使水温下降到35℃以下。 （2）大部分热泵机组制冷，使循环水温度上升， 达到32℃时，部分冷却塔运行。 （3）当周边区的热负荷与内区的冷负荷比例适当 时，排入水环路中的热量与从水环路中提取的热 量相当，水温维持在13℃～32℃范围内，冷却塔 和辅助加热装置停止运行，考虑到从内区转移到 周边区的热量不可能每时每刻都平衡，因此，在 系统中设有蓄热容器，暂存多余热量。 （4）大部分机组制热，循环水温度下降，达到 13℃时，投入部分辅助加热器。 （5）所有热泵机组都处于制热工况，从水环路中 提取热量，这时，全部辅助加热器投入使用，使 循环水温度不低于13℃。
几种空调系统技术经济指标值的比较


投资费用：一般来说， 1.6 水环热泵空调系统的 1.4 1.2 整体屋顶冷风机组 投资费用既低于四管 1 水环热泵系统 制风机盘管系统，又 0.8 末端整体空调器 二管制风机盘管 低于双风道中央空调 0.6 双管制变风量 （供冷供热）系统。 0.4 四管制风机盘管 0.2 运行费用：取决于当 0 地气象条件，建筑物 相对造价 内外区面积大小，建 美国几种空调系统的相对造价 筑物功能等因素。
• 1990年，美国的Zaidi,J.H.和 Howell,R.H.两位学者就水环热泵空调 系统（WLHP）、变风量空调（VAV）、 定风量空调系统（SZR）和风机盘管空 调系统（FCU）四种空调系统在美国5 个不同城市、不同类型建筑应用时的节 能性进行了模拟研究，并得出了如下结 论：
• （1）总的来说，水环热泵空调系统的全年能 耗最低，与其它几种空调系统相比，全年运行 节电率在28%以上，最高可达76%； • （2）在温暖气候条件下，水环热泵空调系统 与其它形式的空调系统相比，节能率更高； • （3）对于大型的建筑物，内区负荷与外区负 荷比值越大，使用水环热泵空调系统的节能率 越高； • （4）当围护结构得热引起的冷负荷越小，内 热源越大时，使用水环热泵空调系统的节能率 越高。