摘要：经济的发展，促进建筑工程项目逐渐增多。水源热泵在建筑供热空调系统中应用十分广泛，它既可以冬季供热也可以夏季空调供冷，同时还可以兼顾为建筑供应热水之用。本文就水源热泵在供热空调系统中的应用 展开探讨。
关键词：水源热泵；供热；空调；节能；应用
引言
对于建筑物内部的空调系统来说，水源热泵的应用率越来越高，不仅能够在冬季进行供热，而且能在夏季进行制冷。为此，相关人员便需要认真展开研究，对系统进行优化，以此确保其环保作用发挥出来，同时能够减少能源消耗。
1当前我国建筑能源利用情况
随着我国近年来改革开放的不断深入进行和人民生活水平的显著提高，夏季空调的拥有率快速的增加，根据有关资料统计:全国城镇空调的拥有率已达20%，北京、上海、广州等一线城市空调的拥有率已高达70%，因此生活用能耗正以惊人的速度在增长。随着时代不断进步发展必然导致各类一次性常规能源的大量消耗，环境污染和能源利用已经成为了全世界各国共同面临的主要社会问题。其中用于发电和冬季供热而消耗的一次性化石类燃料越来越多，在日本、欧美等经济发达国家中用于建筑供热和空调能耗约占社会总能耗的1/3以上。当今在我国建筑能源结构中煤炭消耗量仍占有很大比重，燃煤发电量约占全国总发电量的一半以上，况且每年供热用煤CO2排放量多达1．9亿m3，SO2排放量达到300t以上，可以看出供热空调消耗了巨大的矿产资源而且会对环境造成严重的污染与破坏。因为煤炭为代表的非可再生常规能源贮存量非常有限终会枯竭，在过去几十年我国工业化、城镇化进程中由于人们毫无限制地使用大量传统常规能源，势必造成不可再生资源的巨大浪费和城镇人们生活居住环境逐渐恶化。尤其是在我国三北地区民用建筑冬季采暖期漫长，供热工程通常是以燃煤大区域锅炉房为主、燃油、燃气小型锅炉换热装置为辅，致使北方冬季雾霾天气越来越多，同时二氧化硫、氮氧化物产生的酸雨破坏人们居住和自然生态环境，因此常规矿石燃料产生的温室效应是导致环境污染和自然灾害的原因之一。
2水源热泵技术的工作原理
水源热泵技术是利用地球表面浅层水,并利用热泵原理,通过少量的电能输入,实现低位热能向高位热能转移的一种技术。水源热泵技术在空调系统中的应用,主要是利用水源热泵机组代替传统的制冷机组和锅炉,以水为储存和提取能量的基本介质,借助压缩机系统,消耗少量电能,在夏季将建筑物中的热量转移到水源中,冬季则从水源中提取热量,以达到调节室内温度的目的。
3水源热泵机组系统的运行特点的基础优势
对于水源热泵来说，主要通过地表水和土层内部热量交换的方式，以此完成供热工作。正是基于这一特点，水源热泵自身的环保效果极为明显，不会有任何烟尘污染的情况存在。在实际应用的时候，还会存在一机多用的情况。除了可以在冬季供暖之外，夏季还能够制冷，而在进入过度季节的时候，还可以提供充足的热水。再者，实际操作极为灵活，同时可以维修，进而保证整个系统运行足够稳定。
4水源热泵的节能分析
水源热泵使用时节能与否主要与冷却水(供冷时)或热源水(供热时)进水温度有关,以下就从这一方面分析水源热泵的节能条件。为了能用一个普遍的公式来近似地表达机组性能与冷却水(或热源水)进水温度的关系,国外有关专家在总结了水源热泵各生产厂家给出的产品性能参数表的基础上,结合美国ARI320标准的有关规定得出以下关系式
式中QC为供冷量;QCARI为ARI320标准规定供冷量;COPC为供冷性能系数;COPCARI为ARI320规定的供冷性能系数;QH为供热量;COPH为供热性能系数;COPHARI为ARI320规定的供热性能系数;TL为冷却水进水温度。由上述关系式表达出的机组性能变化趋势可以绘制出水源热泵机组冷却水进水水温与机组相对性能之间的关系曲线,见图1、图2。图1表明,当水源水进水温度上升时,机组的供冷性能不断下降,当水温上升到35℃时机组性能便下降为ARI320标准性能的10%,这时为了维持机组的性能要开动水系统中的冷却装置,将热量排入大气。图2表明,当水源水进水温度下降时,机组的供热性能不断下降,当水温下降到15℃时机组性能便下降为ARI320标准性能的10%,这时为了维持机组的性能必须将加热装置投入使用,加热冷却高温水,以补充热量由此可见,虽说水源热泵有很多优点,但为了节能,使用它也有一些限制条件,这就是水源热泵水源水的温度必须维持在15～35℃。因为当水温<15℃供热运行或当水温>35℃供冷运行都将使水源热泵的初投资运行费用大大升高,很难达到节能的目的。因此水源热泵最优的节能条件是水源温度为15～35℃。
5水源热泵机组系统的经济性分析
（1）直接经济效益。为了保证调峰供热的实际效果可以达到早期锅炉供热的水平，理应不断提升产生效益。例如，如果供水的温暖是50度，回水的温度是35度，供热面积能够达到5万立方米时，锅炉的供热资金是13.66元/m2，而调峰供热的资金投入是15.42元/m2，整体高出了将近13.12%。而如果从直接经济效益来说，调峰供热所带来的经济利润会有所下降。然而，如果选择从能源利用的角度展开分析，锅炉供热往往需要投入大量的地热资源，同时经常会有二次燃料消耗的情况存在，还很容易产生环境问题。而对于调峰供热来说，其主要是通过回收废水热量，以此促使供热的整体面积有所扩大。如此一来，地热的利用率将会提升35%左右。单从系统本身来说，对环境不会造成特别严重的影响，不仅起到了环保效果，而且节省资源。（2）间接经济效益。相比于锅炉，水源热泵有大量间接效益产生。通过进行效益分析可知，由于锅炉设备占用土地面积大，加上运输、出渣以及灰尘处理都会受到多方面因素的影响，因此往往很难对其展开衡量。这一方面产生的效益便可以称作是间接效益。相比于调峰供热，锅炉内部需要有充足的煤炭储备，通过大致计算可以发现，其整体占有面积将会达整个地热站的五倍上下。此外，锅炉还需要配置大量储油罐，从而占据过大的空间面积，同时也会提升管理难度。（3）环境效益。通过应用水源热泵，可以促使灰、渣以及二氧化硫的整体排放量大幅度下降。不仅如此，城市内部的运输量会有所减少。由此可以看出，环境效益和社会效益非常好。
结语
从现阶段发展而言，在我国普遍建筑物之中，水源热泵技术的应用率越来越高，使得建筑物内部能源消耗量大幅度减少。为此，相关人员便需要认真进行研究，以此将其作用全部发挥出来，进而提升建筑物的整体质量。
参考文献
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[2]马成岭.浅谈地下水式水源热泵技术在暖通空调工程中的设计分析与应用[J].科技创新与应用,2015(3).
论文作者:孙亚明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签：水源论文; 热泵论文; 性能论文; 机组论文; 锅炉论文; 空调论文; 温度论文; 《基层建设》2019年第23期论文;