水环热泵系统综述时间:2010-04-09 15:13来源:作者:小宇点击:539次水环热泵空调简介水环热泵系统是利用水源热泵机组进行供冷和供热的系统形式之一。
水环热泵空调是介于风冷分体空调与水冷整体空调之间的一种新型空调，是通过制冷剂作为制冷介质，水作为冷(热)源，其冷(热)源可以应用冷却塔冷却水、低品位热水、地下水、地表...水环热泵空调简介水环热泵系统是利用水源热泵机组进行供冷和供热的系统形式之一。
水环热泵空调是介于风冷分体空调与水冷整体空调之间的一种新型空调，是通过制冷剂作为制冷介质，水作为冷(热)源，其冷(热)源可以应用冷却塔冷却水、低品位热水、地下水、地表水、甚至地热(土壤热)。
此种连续循环系统的水温一般需维持在11~37℃之间，当循环水温低于11℃时，可借助于加热装置（低品位热水、地下水、地表水）加热，而当循环水温高于37℃时，则采用冷却塔（地下水、地表水）进行冷却，以维持正常运行。
室内送风既可侧出送风，也可采取风道系统，冷、热风通过独立的风道系统送到户内各房间，回风可经门下缝隙、辅助房间及走道返回机组；也可由回风管返回机组。
近年来受全球能源和环境问题影响，水环热泵由于具有良好的环保性和高能效成为行业新兴并大力推广的产品类型，特别是能耗大国中国，国家政府在多次重要会议中强调积极发展节能减排新技术，积极进行开发浅层地热源能源技术应用，利用热泵技术减少二氧化碳排放，并出台相关的财政补贴进行补助项目。
水源热泵近期国家政策：1)、随着节能减排政策的强力推进，全国都围绕公共节能出台相关的实施细则。
国务院办公厅2007.7.30正式颁布实施《关于建立政府强制采购节能产品制度》。
其中规定：“优先采购节能产品，对部分节能效果、性能等达到要求的产品，实行强制采购，建立节能产品政府采购清单管理制度，指导政府机构采购节能产品。
2)、2009年7月6日财政部、住房城乡建设部联合发布两项方案《可再生能源建筑应用城市示范实施方案》：开展国家可再生能源建筑应用示范城市创建工作，中央财政给予5000~8000万专项资金补助，主要用于工程项目及配套建设。
《加快推进农村地区可再生能源建筑应用的实施方案》：引导农村地区可再生能源建筑应用，农村可再生能源建筑应用补助标准为：地源热泵技术应用60元/平方米。
3)、财政部、住房和城乡建设部2009年7月18日联合宣布，在近年来实施可再生能源建筑应用示范工程的基础上，将组织开展可再生能源建筑应用城市示范工作。
实施方案提出，对纳入示范的城市，中央财政将予以专项补助。
资金补助基准为每个示范城市5000万元。
推广应用面积大，技术类型先进适用，能源替代效果好，能力建设突出，资金运用实现创新，将相应调增补助额度，每个示范城市资金补助最高不超过8000万元；相反，将相应调减补助额度。
实施方案确定了09年中央财政对农村地区可再生能源建筑应用的补助标准。
其中，地源热泵技术应用60元/平方米，一体化太阳能热利用15元/平方米，以分户为单位的太阳能浴室、太阳能房等按新增投入的60％予以补助。
以后年度补助标准将根据农村可再生能源建筑应用成本等因素予以适当调整。
每个示范县补助资金总额将根据上述补助标准、可再生能源推广应用面积等审核确定。
每个示范县补助资金总额最高不超过1800万元。
4)、全国各省及大城市相继出台可再生能源运用相关发展规划与鼓励办法，推动和促进可再生能源的运用。
北京：对北京地区建设使用地源热泵系统的单位和公司进行现金补贴（地源热泵补贴50元，水源热泵补贴35元，单位每平米）。
烟台：“对采用水地源热泵技术的房地产开发项目，其采用水地源热泵部分，免缴基础设施配套费供热外网部分收费”；对企业投资兴建大型地源热泵供热站的，按总投资的25%给予奖励，管网建设费用按辐射范围内项目的建筑面积，由财政部门从收取基础设施配套费中按52元/平方米给予补贴，但其所供热辐射区域内的建设项目不再享受免缴基础设施配套费中供热外网部分的收费减免政策。
重庆：出台了《重庆市可再生能源建筑应用示范工程专项补助资金管理暂行办法》。
《办法》规定，对利用可再生能源热泵机组的空调，按机组额定制冷量每千瓦补贴人民币800元，利用可再生能源提供生活热水的高温热泵机组，按机组额定制热量每千瓦补贴人民币900元。
江苏：《江苏省建筑节能管理办法》鼓励使用水源热泵系统，并按照有关规定减免水资源费。
天津：国土资源部将天津建设为浅层地热能资源开发利用示范城市，并向全国推广其经验。
郑州：《推动可再生能源建筑应用实施意见》设立专项资金用于可再生能源建筑应用示范工程补助。
烟台：《烟台市可再生能源建筑应用奖励办法》兴建大型地源热泵供热站按总投资25%给予奖励。
沈阳：已有地源热泵系统应用面积400万㎡以上，积极制定鼓励大面积应用的政策。
大连：全国唯一的水源热泵技术规模化应用示范城市。
宁波：中美地源热泵技术试点城市之一，对示范项目给予补助，政府对类似空气源热泵这样的节能项目，在接到用户申请并按程序验收后，可以享受工程造价20%的补贴。
在2008年度中宁波市政府对当地空气源热泵热水等节能环保工程项目的补贴达到4500多万元，2009年还会加大补贴的力度。
沈阳在推广热泵技术的同时政府对于采用地源热泵的相关单位也给予了扶持政策，包括：降低运营成本，给予资金支持，提供技术保证，加强政务服务，培育产业发展等相关利好政策。
鹤壁：率先在市政府办公楼节能改造项目中采用地源热泵系统。
大庆：研究利用油田采空区，应用地源热泵系统。
水环热泵系统的优点1、节能①通过系统中水的循环及热泵机组的工作，可以实现建筑物内热量的转移，达到了最大限度地减少外界供给能量；②水冷式热泵机组能效比高；③可以应用各种低品位能源作为辅助热源，如地热水、工业废水、太阳能等；④不使用的房间可以方便地关机；⑤部分负荷下仅开启冷却塔、辅助热源、循环泵等少数设备即可维持系统运行，当只有极少数用户短时间运行时，仅靠循环水的蓄热（冷）量，即可维持系统正常运转；⑥分户计量，易于使用户养成主动节约能源的习惯；⑦系统增加蓄水箱，可以利用夜间低谷电力，进一步节约运行费用，同时减少辅助热源的装机容量。
2、舒适水环热泵机组独立运行，用户可根据自己的需要任意设定房间温度，达到四管制风机盘管空调系统的效果。
3、可靠①水环热泵机组分散运行，某台机组发生故障，不影响其他用户正常使用；②机组自带控制装置，自动运行，简单可靠。
4、灵活①可先安装水源热泵的主管和支管，热泵机组则可在装修时按用户实际需要来配置；②不需建造主机房；③容易满足用户房间二次分隔要求。
5、节省投资①免去了集中的制冷、空调机房，降低了锅炉或加热设备的容量；②管内水温适中，不会产生冷凝水或散失大量热量，水管不必保温；③所需风管小，可降低楼层高度；④不需复杂的楼宇自控系统。
6、设计简单①全水系统设计，一般为定流量；②风系统小而独立；③分区容易；④控制系统简单。
7、施工容易①管道数量少，并不需保温；②无大型设备；③调试工作量小。
8、管理方便①操作人员数量少，技术要求低；②计费方便。
水环热泵系统经济性分析：以下，对几种主要的大型中央空调形式的初投资，长期运行费用，以及节能、适用等其他性能，进行一个简单的比较。
一、初投资费用比较：中央空调配置方案包括以下几种类型：（A）水冷冷水中央空调机组（B）风冷冷水中央空调机组（C）水环热泵空调机组二、运行能耗及长期运行费用分析大型中央空调能耗巨大一直是困扰厂家和用户的难题。
冷热源的能耗占中央空调系统能源消耗的绝大部分，大型集中冷热源中央空调只能依靠合理配置机组来尽量满足不同使用负荷条件下的节能需求，而当空调使用负荷波动范围较大或者与设计估算条件不符合时，节能效果不佳。
大型风冷、水冷中央空调机组如不采用其他节能手段，长期在满负荷状态下运行的电费极高，能量浪费很大。
各空调系统满负荷运行能耗估算比较水环热泵的能耗仅相当于水冷冷水能耗的7/10倍，相当于风冷热泵能耗6/10倍，制热时相当于电加热能耗的3/10倍2)初始投入即工程造价，包括设备成本和工程安装费用主要设备包括空调主机、末端设备、冷却水塔、冷却水泵、冷冻水泵等；工程安装包括冷却水、冷冻水输送管路、设备、相关配件安装费用、施工人工费用等。
3)为便于比较，以上数据均为最大使用负荷情况下的耗电，未考虑水环热泵空调在不满负荷运行情况下的节能能力。
4)大型中央空调机组未考虑管损和空耗。
实际使用中由于长距离冷却水管路输送损失能量，且在使用中负荷变化导致的主机功率过剩引起的空耗较大，管损和空耗一般可占全负荷的15%以上。
三、水环热泵机组与其他中央空调形式相比，具有更多的运行灵活性：1) 运行模式灵活，可在过渡季节实现不同空间机组制冷与制热同时进行，节省过渡季节能耗；2) 水环热泵机组将空调冷热源分散到各个房间，使空调总运行功率与实际需求的冷量负荷完全匹配，避免了大型集中冷热源中央空调普遍存在的空耗浪费。
冷却水输送管路不需要保温，不但降低初始投资，更消除了冷冻水输送过程中的“管损”，减少能源浪费。
（根据深圳建筑科学研究院的实验，冷冻水输送过程中每千米的冷量损失约为10%）3) 水环热泵机组与风冷机组相比，采用水冷方式，提高机组能效比，降低实际运行能耗；4) 便于与地温、蓄冷等节能手段结合，进一步减少能耗，降低运行费用；5) 可进行智能远程控制。
计费方便，方便进行分户独立控制、单独计费，不需要安装昂贵的热计量表；6) 各空调机组独立，维护或检修时不影响其他机组的正常运行；7) 可分期投资购买设备，可以先期只安装冷却水系统，空调机组根据需要在后期购买安装，降低一次性投资压力；8) 冷却水系统简单可靠，维护管理技术要求低，只需一般技术人员进行维护，降低人员管理维护费用；总结经过各中央空调主要系统初始投资和长期运行费用的比较，我们可以得到以下结论：1）水环热泵空调初投资略高于水冷集中式中央空调机组（增加约3%~6%），低于风冷冷水中央空调；2）但水环热泵空调相较于集中式中央空调机组节能约10~30%，如考虑到在不满负荷运行情况下节省的空耗和管损，以及在过渡季节节省的能耗，节省长期运行费用的效果更加显著。
3）水环热泵空调机组效率提升，导致成本略有增加，但从能效比提升带来的节能效果看，节电收益将超过成本增加值，并减少了电力需求量，节约电力资源，得大于失，利大于弊。
各种空调形式比较。
