熱泵從本質(zhì)上來說是一種熱回收裝置，它從低溫?zé)嵩刺幬崃坎⑻岣咂肺缓?，再在高溫?zé)嵩刺幏艧幔鸬焦?jié)省高位能的租用。自1989年以來，熱泵技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展進(jìn)入了興旺期。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1996年我國(guó)空調(diào)設(shè)備（指電動(dòng)冷熱水機(jī)組、吸收式冷熱水機(jī)組、房間空調(diào)器以及單元空調(diào)機(jī)組，但不包括進(jìn)口機(jī)組）的總制冷能力約為2000萬(wàn)kW，其中熱泵型機(jī)組的制冷能力約占60%[1]。
20世紀(jì)80年代初，我國(guó)在一些外商投資的建筑中采用了水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)[2]。時(shí)至今日，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用已經(jīng)有了不小的普及。90年代水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)便在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1997年國(guó)內(nèi)采用的工程共52項(xiàng)[2]。不僅在北京、上海、廣州、深圳、天津等大城市中一些工程采用它，而且如佛山、紹興、惠州、泉州等中小城市也開始采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)。此外，有關(guān)水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的研究也卓有成效。
水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的概況
水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)是指小型的水/空氣熱泵機(jī)組的一種應(yīng)用方式，即用水環(huán)路將小型的水/熱泵機(jī)組并聯(lián)在一起，形成一個(gè)封閉環(huán)路，構(gòu)成一套回收建筑物內(nèi)部余熱作為其低位熱源的熱泵供暖、供冷的空調(diào)系統(tǒng)。典型的水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)由三部分組成：（1）室內(nèi)的小型水/空氣熱泵機(jī)組；（2）水循環(huán)環(huán)路；（3）輔助設(shè)備（如冷卻塔、加熱設(shè)備、蓄熱裝置等）。
水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的基本工作原理是：在水/空氣熱泵機(jī)組制熱時(shí)，以水循環(huán)環(huán)路中的水為加熱源；機(jī)組制冷時(shí)，則以水為排熱源。當(dāng)水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)制熱運(yùn)行的吸熱量小于制熱運(yùn)行的放熱量時(shí)，循環(huán)環(huán)路中的水溫度升高，到一定程度時(shí)利用冷卻塔放出熱量；反之循環(huán)環(huán)路中的水溫度降低，到一定程度時(shí)通過輔助加熱設(shè)備吸收熱量。只有當(dāng)水/空氣熱泵機(jī)組制熱運(yùn)行的吸熱量和制冷運(yùn)行的放熱量基本相等時(shí)，循環(huán)環(huán)路中的水才能維持在一定溫度范圍內(nèi)，此時(shí)系統(tǒng)高效運(yùn)行。
水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
上世紀(jì)80年代初期在我國(guó)應(yīng)用的一些水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)顯示出了許多的優(yōu)點(diǎn)：如回收建筑物余熱的特有功能；不像傳統(tǒng)鍋爐那樣會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染；省掉或減少常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源設(shè)備和機(jī)房；便于分戶計(jì)量與記費(fèi)；便于安裝、管理等。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)的預(yù)測(cè)分析，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)上一種很有前途的節(jié)能型空調(diào)系統(tǒng)。
首先，按水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)在建筑物中的用途，它屬于熱回收式熱泵系統(tǒng)。在室外空氣溫度較低的情況下，建筑物的周邊區(qū)需要額外的熱量來維持室內(nèi)溫度的穩(wěn)定舒適；與此同時(shí)，建筑物的內(nèi)區(qū)則因?yàn)榇嬖谑覂?nèi)熱源（如照明、設(shè)備、人體等散熱），而需要降低室內(nèi)的溫度。
水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)通過同時(shí)連通建筑物周邊區(qū)和內(nèi)區(qū)的水循環(huán)環(huán)路，可以將內(nèi)區(qū)產(chǎn)生的余熱轉(zhuǎn)移到周邊區(qū)，在對(duì)內(nèi)區(qū)供冷的同時(shí)對(duì)周邊區(qū)供熱，而不存在或者少量存在常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)在同種情況下的冷熱量抵消所造成的能量浪費(fèi)。因此，該系統(tǒng)的建筑物熱回收效果好，在充分利用余熱的同時(shí)節(jié)約了能源。當(dāng)建筑物內(nèi)部同時(shí)由供熱工況機(jī)組和供冷工況機(jī)組模式同時(shí)運(yùn)行時(shí)，采用水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用最多可降低至50％左右。
第二，與上類似，為了達(dá)到同時(shí)供冷供暖的效果，相對(duì)于常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)必須采用造價(jià)昂貴的四管制風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)而言，水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的水循環(huán)環(huán)路仍然采用兩管制。如此，就不會(huì)存在或者減少常規(guī)的四管制的風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)對(duì)各個(gè)條件要求不同的房間空調(diào)時(shí)所出現(xiàn)的冷熱量抵消，避免了由此造成的能量的無謂消耗，更節(jié)省了管道系統(tǒng)的初投資費(fèi)用。
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