开式地表水源热泵动态取水温度限值|地表水源热泵

　　作者简介：王勇(1971)，男，博士，副教授，主要从事通风与空调工程、建筑节能技术及新能源开发与利用研究，(Email)wyfrecl@126.com。摘要：对于开式地表水源热泵，取水能耗是决定系统节能性的关键因素。在水源热泵机组能耗模型、取水能耗模型等的基础上建立了开式地表水水源热泵系统的能效耦合模型。基于节能率及水泵能耗的规律特点计算得到了不同的冷却塔出水温度下,不同水泵扬程下的动态取水温度限值，建立了开式地表水水源热泵动态取水温度限值的计算方法。并计算得到不同工况条件下的地表水源热泵系统相对传统空调的节能率。
　　关键词：开式地表水源热泵；取水温度限值；动态；节能率
　　中图分类号：TU831文献标志码：A文章编号：16744764（2012）03010307
　　Analysis of the Temperature Limit of Dynamic Water Intake
　　of Openloop Surface Water Source Heat Pump Systems
　　WANG Yong1, LUO Min1, HAN Chuanpu2
　　(1.Key Laboratory of the Three Gorges Reservior Regions EcoEnvironment, Ministry of Education, Chongqing University,
　　Chongqing 40045, P.R.China;2.China Aerospace Institute of Architectural Design(Group), Beijing 100071, P.R.China)
　　Abstract:Energy consumption of water intake is one of the key factors for energy saving in the application of the openloop surface water heat pump system. An energy efficiency ratio coupling model for openloop surface water source heat pump systems was established on the basis of the energy consumption model for the water intake and the heat pump units. According to energy saving rate and regulation of energy consumption of water intake, dynamic temperature limits of water intake in different water supply temperature of cooling tower and different pump head were proposed so as to find a calculation method of temperature limits of water intake of openloop surface water heat pumps. Moreover, the energy saving rate of surface water source heat pump systems compared with traditional airconditioning systems under various condition was also calculated.
　　Key words:openloop surface water source heat pumps; temperature limit of water intake; dynamic; energy saving rate
　　地表水源热泵发展较早，20世纪70年代，欧洲国家开始大力推广地表水源热泵系统［1］。近些年国外在地表水源热泵方面的研究主要针对水源热泵系统的设计优化及地表水体的水温特征对系统的影响等［25］。其中，Kavanaugh等［2］对地表水源热泵系统进行了研究，提出地表水源热泵空调系统具有较好的性能特征；同时对提高单元式水—空气热泵系统性能的可行方案进行了讨论，也提出了地表水源热泵的局限性［23］。近些年地表水源热泵在中国发展迅速，并且开式地表水水源热泵应用工程实例明显多于闭式水源热泵的实例，因此，中国目前对于地表水水源热泵的研究也主要针对开式地表水源热系统［69］。
　　地表水源热泵相对于传统空调的优势是具备节能性和环境友好性［10］。但地表水源热泵使用不当也会带来环境的影响［1115］，同时也可能影响地表水源热泵的节能率［16］。本文的重点以开式地表水源热泵相对传统空调的节能性为基础作为研究内容。
　　开式地表水源热泵系统节能性的因素除取水温度和取水水量外，另一个关键因素是取水能耗［1721］。夏季取水温度越低，机组的效率越高，所允许的取水能耗也就越高；而取水温度越高，机组的效率越降，所允许的取水能耗也就越小。只有用取水温度和取水能耗的最优耦合值才能正确评估系统的节能性［2224］。在一定的取水能耗下，夏季随着水源热泵系统的运行，系统向水体排放的热量累积，水体水温逐渐上升［2526］，从而使机组运行能效降低。当取水水温上升到一定温度后会导致系统的相对传统空调的节能率降低，达到一定程度时系统能耗就会高于传统空调的能耗，导致系统不节能。因此，有必要对基于取水能耗的系统取水温度限值进行研究，以保证系统的节能运行。
　　本文以取水水温的变化过程为基础，分析系统在动态负荷变化过程中取水温度和系统能耗的耦合变化。当取水温度升高到使地表水源热泵系统和常规空调系统具有相同的能耗时，地表水源热泵相对传统空调的节能率为零。此时，对应的取水温度为该取水能耗基础上的地表水源热泵的取水温度限值。当系统取水温度低于此温度值时，才具备节能性。研究地表水源热泵系统的节能性，取水温度限值是基础。因此，有必要对地表水源热泵系统的取水温度限值计算方法作研究。〖=D(〗王勇，等：开式地表水源热泵动态取水温度限值〖=〗1模型建立及计算方法简介