关于水源热泵（WLHP）系统

关于水源热泵(WLHP)系统

笔者曾于近期协助北京地区某建设单位，对其将完工的空调工程使用功能进行评估，发现了一系列问题，引起了对水源热泵 系统的适应范围和如何通盘解决好设计中好方面问题的思考。

该工程是由商业和写字楼组合而成的综合楼，总建筑面积8000m2，有少量的建筑热工内区房间，全部采用水源 热泵系统，由房间的水源热泵空调机和各层的水源热泵新风空调机组成。冬夏兼用，由冷却塔和城市热网热源通过各自的板式换热 器对集中循环水冷却或加热，包括卫生间、楼梯间等在内未设置散热器供暖系统。

水源热泵系统在应用适当时，是一种很有特点的系统，具有下列优点：

(1)具有热回收功能，节能效果主要在冬季和过渡季显著，可以将“内区”的余热，通过循环水系统向“外区”转移，供 给“外区”供暖，特别适用于冬季有大量稳定热回收的建筑。

(2)系统简单，只有一套集中循环水系统，以及循环水的冷却和加热设备，可节省机房占用的面积和空间。

(3)循环水系统的管道无需保温和保冷。

(4)运行灵活，能源消耗便于分别计量。

但是，在该工程的具体条件下应用，就显出它的一些缺陷和局限性：

①在冬季供暖期间使用时，因不存在明显的“内区”，总能耗要大于一般散热器或空调供暖系统，除需提供数量略少的外部 热源外，水源热泵机且的压缩机和循环水系统仍需进行，用电量在全负荷时约为240kW，如按平均负荷计约为100kW，而北京地区的 供暖期长达5个月。

②该工程使用性质为商场和办公等，属于每天间断使用的建筑，但总要有少量值班房间需昼夜使用，无论是夏季或冬季，集 中的循环水系统需不间断运行。

③需设置散热器值班供暖系统,以保证各种水管道在冬季夜间或假日不被冻坏。如果设置了散热器值班供暖系统，就提出了 可否扩大散热器供暖系统的问题，即在冬季空调系统不运行?经计算是可行的。

④水源热泵机组进风温度，一般不应低于130，极限最低温度为50，冬季用作新风机组时，需解决 水源热泵新风机组进风的预热处理，并设置水预热排管的可靠防冻设施。水源热泵新风机组最好能增设加湿装置，以保证冬季空调 的舒适标准。

⑤由于压缩机在机内，相对于集中冷源的空调机组，噪声偏大。

⑥造价偏高，仅水源热泵机组价格，不计附加的厂家调试费用，已约折合人民币625元/m2。

根据以上情况，该工程又不得不对原有的水源热泵空调系统，进行了完善和改善，增设了散热器供暖系统和新风机组进风的 预热装置，投资又增加了约60元/m2。最终达到的空调综合效果，同如此昂贵的造价难以相称，不得不使建设单位产生 了对采用该种系统合理性的怀疑。

3 关于散热器恒温阀

近年以来，作为供暖系统节能的一种重要手段，散热器恒温阀受到广为关注并被大力进行推广。国内研制并应用始于70年代， 北京建筑五金水暖器材工业公司科研室就曾推出过第一代7902型“采暖恒温阀”。至80年代，开始引进国外应用甚广的如德国、丹 麦等产品。按照国外产品样机，苏州市电器元件厂和北京市门头沟节能设备厂也分别研制开发出同类产品。国外和国内产品，都曾 在北京地区的一些工程中应用过。

在适当的条件下应用，散热器恒温阀确是一种能改善房间热舒适度和节约能源的构件。但其合理应用应考虑以下因素：

3.1 高阻力特性的恒温阀仅适合于双管式系统恒温阀的作用原理，是通过温控器波纹管内热敏介质的受热膨胀，驱使阀杆 位移使阀锥趋向关闭位置，最大位移量约为7mm，决定了它的高阻力特性。早期开发的7902型“采暖恒温阀”，局部阻力系数值为18， 略大于普通截止阀;苏州WKQ1028型恒温闪的局部阻力系数值，DN15为56，DN20为102;DANFOSS公司恒温闪的局部阻力系数值，DNG15 型约为48.6，DN20约为97.7，DN25约为142.2。

双管式系统每一组散热器都是相互并联的环路，如能在每组散热器均设置阻力相对较高的恒温阀，可增大散热器组的阻力， 抵消并联环路之间的水力失调因素，有助于各组散热器之间的水力平衡。但是恒温阀在单管式系统中勉强应用则是不适当的，原因是：

(1)《采暖通风与空气调节设计规范》规定，单管系统应采用低阻力阀门。

(2)单管式系统设置恒温阀和跨越管后，由于分流作用散热器的散热量会有所减少，要增加散热器数量，与此种阀门昂贵 的价格结合，经济上是不合算的。

(3)恒温阀与跨越管段的阻力匹配及合理的分流比，虽从理论上可以有所假设，但设计计算过程较为复杂，还由于难以避 免的运行因素，例如泥渣等造成的堵塞，在实际工程中常会发生。