水环热泵在夏热冬暖地区住宅建筑的应用

2013年04月02 00:00:00 来源:中国制冷空调技术网

O 引言

水环热泵具有回收建筑内部余热的作用,一般用在体型较大的建筑,冬季可以从核心区吸热来对周边区供暖,以节约能源。有文献认为:“水环热泵适应于适中气候,冬季不太冷又需要供暖的地区”,“南方一些城市不宜选用水环热泵空调系统”。但是,近些年来水环热泵也开始在南方地区应用,本文针对夏热冬暖地区的住宅建筑,探讨水环热泵的适用性。

1 水环热泵系统的气候适应性

水环热泵空调系统一般由室内水源热泵机组、水循环环路、辅助设备(冷却塔、加热设备、蓄热装置等)、新风与排风系统组成。它是以一个循环水环路作为加热源和排热源,通过开停冷却塔和加热设备来控制水环路温度在一定范围内,能够实现同时供冷供热。水环热泵节能的前提是建筑内部要同时存在需冷量和需热量。

夏热冬暖地区是指累年最热月平均温度为25~29℃,累年最冷月平均温度大于l0℃,累年日平均

温度大于等于25℃的天数为100-200 d的地区,属于亚热带海洋性湿润季风气候。该地区气候特征主要是闷热潮湿,而且夏热时间比较长,大部分地区从5月上旬到10月中旬近半年时间温度超过25℃,相对湿度在6O%以上。

根据夏热冬暖地区气候特点,其全年空调运行时间比较长,另外炎热的天气使人们对生活热水的需求量也增大,因此,在住宅建筑中设置水环热泵系统回收空调冷凝热来制取生活热水,能够实现同时供冷和供生活热水,提高能源综合利用效率。在冬季,夏热冬暖地区室外平均气温也有十几度,不需要供暖,冬季只要考虑供应生活热水,这时候采用空气源热泵作为辅助热源来加热也能获得较高的能效。

2 住宅水环热泵系统形式

根据热水供应方式的不同,住宅建筑水环热泵系统的形式有以下几种。

2.1 户式中央空调机组+家用热泵热水器

该系统在每户设置1台户式中央空调机组和1台热泵热水器,空调机组室内侧设置双管式水系统,连接到每个房间的风机盘管。每户空调机组的冷凝器侧和热泵热水器的蒸发器侧连接到循环水环路,空调机组运行时向循环水环路排热,而热泵热水器从循环水环路吸热。当排热量大于吸热量,使循环水环路温度高于设定值时,可开启冷却塔散热。在过渡季节或冬季,当排热量小于吸热量使循环水环路温度低于设定值时,可通过加热设备对循环水进行加热。为了提高设备的能效,辅助加热设备可选用空气源热泵(见图1)。

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