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小型水/空气热泵机组

深州的水源热泵品牌，*的是小型水/空气热泵机组的的制冷性能系数COP远小于大型冷水机组，而且在相同制冷量条件下价格就其它型式的主机来讲也偏高。另外一个重要的问题，就是小型水/空气热泵机组安装在室内，热泵机组内部的压缩机和风机将会成为一个很大的噪声源，无法足室内环境的噪声标准要求。

深州的水源热泵品牌，针对如何提高水环热泵空调系统在供冷中的经济性这个问题，我们可以通过在空调系统设计中采用混合系统的形式加以解决。混合系统是指水/空气热泵机组同其它空调设备（如冷水机组、单元柜式空调机等）共同组合而成为全新的空调系统。同样，为了提高系统运行的经济性，在建筑物内区设置单元式空调机组（水冷），向内区供冷，而周边区设置水/空气热泵机组，向周边区供冷或供热，也是一种值得注意的混合系统形式

，而在控制房间内的小型水/空气热泵机组噪声问题方面，文献[8]给出了详尽的阐述。其控制噪声的措施包括控制噪声源、合理设计、正确安装、认真调试和维护等四个方面，每个方面又各有许多具体的实施措施。实践表明，如果在工程建设中能够正确对待噪声问题，采取合理措施，*可以满足室内环境噪声标准要求。

热泵空调系统的原理及主要特点

系统组成及主要型式

（一） 系统组成 地源热泵空调系统一般由三个必需的环路组成，必要时可增加第四个预热生活热水环路。如图1所示。 1．地热换热器环路 由高强度塑料管组成的在地下循环的封闭环路，循环介质为水或防冻液。冬季从周围土壤（地层）吸收热量，夏季向土壤（地层）释放热量，其循环有一台低功率的循环泵来实现。 2．制冷剂环路 即在热泵机组内部的制冷循环，与空气源热泵相比，只是将空气－制冷剂换热器换成水－制冷剂换热器，其它结构基本相同。 3．室内环路 室内环路在建筑物内和热泵机组之间传递热量，传递热量的介质有空气、水或制冷剂等，因而相应的热泵机组分别应为水—空气热泵机组、水—水热泵机组或水—制冷剂热泵机组。 4．生活热水环路 将水从生活热水箱送到冷凝器去进行循环的封闭加热环路，是一个可供选择的环路。对于夏季工况，该循环可充分利用冷凝器排放的热量，不消耗额外的能量而得到热水供应；在冬季或过渡季，其耗能也大大低于电热水器。供热循环和制冷循环可通过热泵机组的四通换向阀，使制冷剂的流向改变而实现冷热工况的转换，即内部转换。也可通过互换冷却水和冷冻水的热泵进出口而实现，即外部转换。

（二） 主要型式 地源热泵的地下环路中的介质是水或防冻液溶液，根据其供热（冷）介质（承担室内负荷的介质）的组合方式不同，地源热泵主机可分为：水－水系统、水－冷剂系统、水－空气系统热泵。

水源热泵原理：

水源热泵工作原理是：冬季，热泵机组从水源（浅层水体或岩土体）中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到水源中，实现建筑物空调制冷。根据水热交换系统形式的不同，水源热泵系统分为水下水水源热泵系统和水表水水源热泵系统和水埋管水源热泵系统。

水源热泵制冷原理：

水源热泵系统在制冷状态下，水源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环。通过冷媒/空气热交换器内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/水热交换器内冷媒的冷凝，由循环水路将冷媒中所携带的热量吸收，zui终通过室外水能换热系统转移至水下水或土壤里。在室内热量通过室内采暖空调末端系统、水源热泵机组系统和室外水能换热系统不断转移至水下的过程中，通过冷媒-空气热交换器（风机盘管），以13℃以下的冷风的形式为房供冷。

水源热泵制热原理：

水源热泵系统在制热状态下，水源热泵机组内的压缩机对冷媒做功，并通过四通阀将冷媒流动方向换向。由室外水能换热系统吸收水下水或土壤里的热量，通过水源热泵机组系统内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过冷媒/空气热交换器内冷媒的冷凝，由空气循环将冷媒所携带的热量吸收。在水下的热量不断转移至室内的过程中，以室内采暖空调末端系统向室内供暖。

与此相应的空调系统型式主要有三种：

1．水－水系统 水－水系统热泵主机的制冷工况与普通冷水机组的功能相同，即它是空调系统的冷源，为各种空调系统的末端装置提供冷冻水（二次冷媒）。不同的是它所具有的供热工况－热泵运行方式，能够为空调系统提供45～550C的热水。在选用该型主机时，应着重注意两点：一是空调系统供热工况或供暖方式末端装置的选择、设计应与热媒参数相匹配；二是该型主机制冷与供热工况间的转换一般是通过机外二次冷媒水与地热换热器循环水流道切换实现的。因此水系统的设计应满足这一要求。

2．水－冷剂系 水－冷剂系统热泵主机与冷、热两用的家用分体式空调的工作原理基本相同。不同的是它利用地热换热器循环水作为热泵制冷工况的冷却水和供热工况的低温热源。家用分体空调中体积庞大、噪声污染严重的室外机被两根循环水管所取代。由该型热泵主机组成的空调系统与风机盘管系统基本相同。只是前者承担室内负荷的是制冷剂，而后者是冷冻（热）水。因此，该型热泵主机的选择、设计、安装与控制可参照风机盘管系统进行。

3．水－空气系统 水－空气系统热泵主机与全空气系统中空调机组的作用相同。不同的是前者自身具备冷热源，其蒸发器（或冷凝器）相当于空调机组的表冷器（或加热器）。因此，该型热泵主机的热效率高于水－水系统热泵主机。在不需要二次冷（热）媒的情况下，宜优先考虑选用这种主机。该机组的选择设计方法与空调机组的基本相同。应注意的是二者的热媒参数有所不同，在确定加热器（冷凝器）面积时应区别对待。

水源热泵行业分类

1.水平式水源热泵

通过水平埋置于水表面2～4M以下的闭合换热系统，它与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较小的建筑物，如别墅和小型单体楼。该系统初投资和施工难度相对较小，但占水面积较大。

2.垂直式水源热泵

通过垂直钻孔将闭合换热系统埋置在50M～400M深的岩土体与土壤进行冷热交换。此种系统适合于制冷供暖面积较大的建筑物，周围有一定的空水，如别墅和写字楼等。该系统初投资较高，施工难度相对较大，但占水面积较小。

3.水表水式水源热泵

水源热泵机组通过布置在水底的闭合换热系统与江河、湖泊、海水等进行冷热交换。此种系统适合于中小制冷供暖面积，临近水边的建筑物。它利用池水或湖水下稳定的温度和显著的散热性，不需钻井挖沟，初投资zui小。但需要建筑物周围有较深、较大的河流或水域。

4.水下水式水源热泵

水源热泵机组通过机组内闭式循环系统经过换热器与由水泵抽取的深层水下水进行冷热交换。水下水排回或通过加压式泵注入水下水层中。此系统适合建筑面积大，周围空水面积有限的大型单体建筑和小型建筑群落

水源热泵的分类及其各自特点

水源热泵根据利用浅层水热能的种类和方式不同，可以分为以下三类：土壤源热泵（GCHP），水下水热泵（GWHP），水表水热泵（SWHP）。

1. 土壤源热泵

土壤源热泵以大水作为热源和热汇，热泵的换热器埋于水下，与大水进行冷热交换。根据水下热交换器的布置形式，主要分为垂直埋管、水平埋管和蛇行埋管三类。

2. 水下水热泵系统

在土壤源热泵得到发展以前，欧美国家zui常用的水源热泵系统是水下水热泵系统。水下水热泵系统的优势是造价要比土壤源热泵系统低；其劣势在于：有些水方法规禁止抽取或回灌水下水；可供使用的水下水有限；如水质不好或打井不合格要进行水处理；如泵选择过大、控制不良或水井与建筑偏远，泵耗能就会过大。

3. 水表水热泵系统

水表水热泵系统主要有开路和闭路系统，包括使用江、河、湖中的水表水，也包括使用市政污水、厂矿废水、冷却水等。水表水热泵系统具有相对造价低廉、泵耗能低、维修率低以及运行费用少等优点，但是，要有足够的水量及水体深度，否则水体的温度会随着室外气候发生较大的变化，可能造成热泵效率降低，制冷或供热能力降低的后果。

水源热泵技术优势

水源热泵空调系统是利用低温热源进行供热制冷的新型能源利用方式，与使用煤、气、油等常规能源供热制冷方式相比，具有清洁、高效、经济、节能、环保的特点，且操控容易、安全性好。因水制宜发展热泵系统，有利于优化能源结构，促进多能互补，提高能源利用效率。传统的*空调有空气源热泵（风冷机组）+辅助电加热和水冷冷水机组+锅炉两种形式。空气源热泵（风冷机组）和水冷冷水机组在制冷时都是把房间的热量向室外空气排放，受室外气温因素的*影响，其制冷量随室外空气温度的升高而降低，尤其在高温、高湿水区，机组制冷性能极不稳定，且效率低下。在制热时，空气源热泵当室外温度降到零度以下时需增加辅助电加热装置，否则机组不能正常工作，这时空气源热泵耗电量大，效率很低。而水冷冷水机组+锅炉这种空调形式，在供热时需用电锅炉或燃煤、燃油锅炉，污染严重，运行费用昂贵且操控复杂，还存在一定的安全隐患。相比较而言，水源热泵空调系统目前技术成熟，工艺，系统操控简单，并且其仅和水下土壤进行热量交换，不受室外空气温度的影响，也没有锅炉等设备使用上的安全环保等问题。

从经济角度分析，有试验数据表明，水源热泵与传统空调采暖方式相比，初期投资方面，水源热泵系统约450元/m2, 传统空调系统约350-400元/m2；但全年运行费用方面，水源热泵系统46.76元/m2, 传统空调系统可达72.39元//m2, 明显低于后者，从而使用水源热泵能在4年内基本收回投资，传统空调寿命仅10年但水源热泵空调系统的寿命一般可在20年以上，以此计算，水源热泵空调系统在全寿命周期内使用成本小于传统空调系统，经济效益十分明显。