1、 分体式水源热泵空调机分析及应用 摘要： 能源和环境是当今世界的两大社会问题，能源的重要性尤为突出。在当今社会，如何利用好清洁环保的可再生能源显得尤为重要。 水源热泵是一种利用地下浅层地热资源 (包括地下水 )既可供热又可制冷的有效节能空调系统。 它 通过输入少量的高品位能源（如电能） ， 实现低温位热能向高温位转移 ，具有一定的优越性。而 分体式空调器就是把空调器分成室内机组和室外机组两部分 ， 把噪声比较大的压缩机、轴流风扇等 ， 安放在室外机中；把电气控制电路部件和室内换热器等室内不可缺少的 部分安装在室内机组中 ，这在我们生活中十分常见。本文将主要从分体式水源热泵空调的优缺点，应用与发
2、展，重要性，所面临的问题等方面加以分析。 0 引言 随着国民经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，我国能源消耗也在不断增加，进入二十一世纪之后我国的建筑能耗已占社会总能耗的近三分之一。如何合理地利用不同形式的能源，特别是可再生能源，以满足日益增长的建筑耗能需求，成为摆在我们面前亟待解决的问题。水源热泵是一种利用地下浅 层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调系统 1。这符合当今社会节能环保的要求，提高能源利用率，最大限度的利用有限的能源创造更大的价值是当前研究的热点。把握好分体式水源热泵空调机组的优缺点及发展前景也是尤为重要的。 1 分体式空调实用性
3、的探讨 1.1 分体式空调的简单定义 分体式空调：即“一拖一”，由一台室外机加一台室内机组成，室外机一般置于设备阳台上 2。分体式空调室内机有壁挂式、立柜式、吊顶式、嵌入式、落地式 3。家庭用分体式空调较多。 分体式水源热泵空调分析及应用 1 1.2 分体式空调的优 缺点 (1)分体式空调运行管理灵活方便。集中式中央空调只要有 1 个末端在用，空调主机必须开启。而分体空调如果只想开一个房间的话，只要开启相应房间的空调设备，其运行电费就小于集中式中央空调。 (2)分体式空调由于主机是通过不断的开启与关闭来实现调温的，故空调效果较差。 (3)分体式空调只能夏季供冷，而冬季供暖则须另外设置供暖系统。
4、 (4)分体式空调不能确保每个房间均能装上空调机，因分体式空调机的室内机与室外机的连管一般为长为 3 米，最长为 5 米 ，有些房间由于条件所限，室内外机安装距离难以确保。 (5)分体式空调无法 送入新风，故难以确保空调房间空气的新鲜度。而如果通过开门、窗通风换气，则冷量就会大量损失，这不仅影响房间温度，而且浪费了能源。 (6)分体式空调的凝结水不易处理好 4。 1.3 分体式空调的国际市场 在这里我们主要以印度市场近十年的市场变化为例：五年前，窗式空调占印度空调市场 70的份额，分体式空调占 30，而目前情况却发生了逆转。外观时尚、噪声低且性能更高的分体式空调越来越受到印度消费者的认可。从全
5、球家用空调的使用情况来看，美国和日本的使用率 90，中国城区为 80，泰国 70，而印度只有 35。但印 度有 2 亿人口 ,目前，印度正转型成为世界上最有潜力的空调市场之一，持续吸引着越来越多的外国空调制造商。日本的大金、 Panasonic、三菱电子、东芝开利、中国的格力、美的，美国的开利特灵，欧洲的丹佛斯和 Clim aveneta 等品牌均有突出表现。 因此我们可以看出，虽然分体式空调与中央空调相比有有着噪音大，易出故障，难以送入新风，凝结水不好处理等缺点，但却仍拥有着很高的市场占有率，其发展前景在一些地区和国家尤为良好。 2 水源热泵系统的应用与发展分析 2.1 水源热泵的特点及分类
6、 热泵系统以花费一部分高质能为代价 6。从自然环境中获取能量井连同所花费分体式水源热泵空调分析及应用 2 的高质能一起向用户供热，从而有效地利用了低水平的热能，是一种高教、节能、节资、冷暖两用、运行灵活且无污染的新型空调系统 7。 据科学的分类将地热能资源按温度范围不同分为三类，其中地源热泵应用类包括了水源热泵的两种方式：地下水源和地表水源热泵 8。 水源热泵技术通过消耗部分电能，采集来自湖水、河水、地下水及地热尾水，甚至工业废水、污水的低品位热能作为空调机组的冷、热源，具有以下很多优点：高效节能、保效益显著、行稳定可靠、机多用，应用范围广 9 2.2 水源热泵系 统的工程应用实例 2.2.1
7、 城市污水源利用介绍 我国早在 80 年代末就开始关注国外污水源热泵技术的研究与应用进展。首例城市污水源热泵系统到 2000 年才在北京高碑店污水处理厂成功示范。此后，北京、秦皇岛、石家庄等地相继建成污水源热泵系统，但上述程均采用污水厂二级污水 (水质好、污杂物含量低 )为低位热源，没有解决污水取水过程中的污杂物堵塞问题 10。真正对我国城市污水源热泵空调技术的应用和发展起到重大推动作用的研究，是哈尔滨工业大学完成的城市原生污水热能资源化工艺与技术，该技术于 2003 年 9 月份开始应用于哈尔滨望 江宾馆 11。 2007 年，在山东诸城华元大厦开发应用的太阳能辅助污水源热泵供热空调技术与节
8、能建筑一体有机结合，更是对太阳能技术、污水源热泵空调技术和建筑节能技术综合应用的成功探索。 2.2.2 水源热泵在水厂中的应用 该自来水厂厂区有大量的水资源，原水取自大型水库，夏季设计水温取 18 度 （这是可能达到的最高温度） ,冬季极端水温约为 5 度 （当发生冰冻时）。厂区办公综合楼建筑面积 1500 平方米 ，夏季设计总冷负荷约为 135 千瓦 ，冬季设计总热负荷 105 千瓦 ，选用 1 台 135 千瓦 的水源热泵机组，既能保证机组高效运行，又能满 足办公综合楼冷热需求。其中，夏季冷冻水供回水温度为 7/12 度 ，冬季供热水温度为 45/40 度，水系统采用双管同程式系统 12。
9、 2.3 水源热泵系统在节能环保中的运用 水源热泵使用的是电能，电能本身为一种清洁的能源，但在发电时，消耗一次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放 13-17。所以节能的设备本身的污染就小。分体式水源热泵空调分析及应用 3 设计良好的水源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比，相当于减少 30%以上，与电供暖相比，相当于减少 70%以上 18。 源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。其中已有的应用实例为重庆建筑节 能工程，长沙市酒店等 19-21。当然不同地区有不同的需求，水源的基本条件也有不同，但是总体来说，水源热泵的运行效率较高、费用较低，还是拥有很好的发展前景。 2.4 水源热泵系
10、统所存在的问题 通过查阅文献资料及自己的理解，目前水源热泵系统的空调机组主要存在着以下几个方面的不足： (1) 受可利用的水源温度，水量，清洁度等条件的限制。 (2) 有着水层地理结构复杂而带来的水源的探测开采技术和费用的制约。 (3) 系统设计或控制不当会降低系统节能效果或增加初投资。 (4) 在水源热泵机组的推广方面存在着地域的差异与不平衡性 22-27。 与 其他热源相比，水源热泵系统中防堵塞、防腐蚀、防污染等技术问题才是真正影响系统是否能够正常运行的关键，由于原生污水中含有大量的 (塑料袋、树叶等 )杂物的存在，很容易造成设备与管路的堵塞与污染，利用传统的过滤手段与机械格栅尽管能够处理
11、这些杂物，但涉及到占地，清理、杂物运输及周边的环境污染问题，造成实际无法操作 28。并且其处理成本也要远高于热泵从水中取热与取冷的价值，这无疑给城市原生污水源热泵系统在规模的运用上加大了困难。 并且 由于地下水质的不稳定 ， 比如含沙量过高 ， 或沙质过细 ， 对机组组有极大的破坏作用 ， 甚至出现 安装后无法正使用而更换主机 29。水源热泵还要用螺杆压缩机电制冷 ， 用电量本来就是理论上相对较低 ， 但厂家从来不说水源热泵还须要把地下水抽到地表 ， 使用高达 80-120 米的扬程泵耗电量从来不在其宣传中 ， 其节能性根本体现不出来 ， 甚至用电量更大 30。使用地区的地下水位过低 ， 其用
12、电量会更大。深水泵常年泡在井下 ,生锈损坏是家常便饭 ,一旦损坏 ,就须要架起井架 ,把管道一节节抽出 ,再抽出泵 ,一次损坏就须要十多天的维修 ， 地下水位过高的地区 (距大型湖泊河流近 )其地下水回灌是个更大的问题 。 3 总结 能源与能源的可持续发展相关的 领域已成为多个国家的研究热点，而分体式水源热泵空调机组是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换，其分体式水源热泵空调分析及应用 4 中可利用的水体包括地下水，河流，地表湖泊等均属于清洁的可再生能源。而分体式的空调应用范围广，有着不可替代的优点。当然任何事物都不可能尽善尽美，但我们要正视其中的优缺点，以辨证的思维看待事
13、物的相对性，既不盲目跟风也不绝对否定。 由于水源热泵技术利用地表水作为制冷制热源，所以其具有以下优点 :属可再生能源利用技术；高效节能、运行稳定；环境效益显著；一机多用、应用范围广。水源热泵技术的应用已相当成熟， 而且作为一种节能手段，在我国有广阔的应用前景。但要因地制宜，只有在合适的场合、合适的条件下应用才会有良好的经济效益和可观的节能效果。在热泵技术的开发应用上，务必要考虑降低成本，在初级能源紧张的情况下，通过热泵的批量生产和技术改进，设法降低投资费用，热泵技术应用的优越性才会越来越突出。我国有着丰富的低温环境资源 (地下热水等 )，而且我国的气候条件是冬寒夏炎，需要较多的供热和空调装置，
14、使水源热泵技术具有广阔的应用前景。加速研究、大力发展水源热泵节能技术，必将促进自然资源的合理利用 目前针对分体式水源热泵空调的发展 还有待完善，如何处理好水源热泵系统中的回灌技术、提高分体式空调房间内空气的新鲜度，凝结水的处理、针对不同地区国家的需求调整能源结构都是我们未来要考虑的问题。 分体式水源热泵空调分析及应用 5 参考文献 1 徐伟等 .地源热泵工程技术指南 .北京 :中国建筑工业出版社 ,2001. 2 Zhang Xin;Liu Xuan;Zhou Zhaomao.Application and development of groundwater heat pump techno
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