文档介绍：地表水源热泵空调系统节能特性研究
东南大学吴东升张建忠陈振乾
摘要以一工程案例来分析分别采用空气源热泵与开式地表水源热泵时,冷热源部分的能耗情况,详细探讨了冬季水源热泵系统随江水温度的变化不同运行方式的能耗情况,比较得在江水温度过低时江水侧采用小温差大流量的运行方式较为节能。
关键词负荷率,能耗,节能率
1 工程概述
南京位于夏热冬冷地区,该地区夏季闷热,冬季寒冷,室内热环境较差。随着经济发展和人民生活水平快速提高,空调设备也得到普及使用,但同时空调能耗也随之大幅增加,如何降低建筑空调能耗成为急需研究的课题,地表水源热泵属可再生能源,有着广泛的应用前景。
本文以一公共建筑为例,分别计算在采用水源热泵及风冷热泵时源侧的耗能情况,该建筑面积40000m2,经负荷计算得建筑夏季冷负荷为4000 kW,冬季热负荷为2800 kW,则冷负荷指标为100W/m2,热负荷指标为70W/m2,机房设备选型见表1。,;,。
表1:水源热泵系统和风冷热泵系统的设备选型表:
水源热泵系统
风冷热泵系统
热泵选型
PSRHH5403
30AQA240
台数
2
7
制冷量(kW/台)
620
制冷输入功率(kW/台)
407
221
制冷水流量(m3/h/台)
蒸发器|
108
冷凝器|
制热量(kW/台)
2252
680
制热输入功率(kW/台)
340
制热水流量(m3/h/台)
蒸发器|
冷凝器|
冷冻水泵选型
NB 125-200/196-188
NB 65-160/173
台数
2
7
流量(m3/h/台)
363
110
扬程(m)
37
输入功率(kW/台)
冷却水泵选型
NB 125-200/196-188
---
台数
2
---
流量(m3/h/台)
442
---
扬程(m)
---
输入功率(kW/台)
---
2 能耗分析
计算条件及公式
主机运行时段:夏季制冷天数按120天计算(从6月15日至10月15日),每天运行10小时;冬季制热天数按90天(从11月15至2月15日),每天运行10小时。
机组耗电量计算:
水泵耗电量计算:[1]
表2:能耗初步计算表
水源热泵系统
风冷热泵系统
夏季机组耗电(kWh)
夏季水泵耗电(kWh)
244080
108360
冬季机组耗电(kWh)
考虑的水源热泵运行
特殊性具体计算如下
705600
冬季水泵耗电(kWh)
水源热泵冬季能耗计算
根据北河口八年的水温统计数据,可得冬季供暖季90天的水温温频:
图1:冬季江水温频图
由于江水冬季温度可能出现低于6℃,水源热泵可采用以下三种运行模式:1、江水温度过低时,不运行热泵机组,直接电加热的方式进行供暖;2、江水温度过低时,江水经电预热后再进机组;3、江水温度过低时,江水侧采用大流量小温差