關于水源熱泵(WLHP)系統

　　筆者曾于近期協助北京地區某建設單位，對其將完工的空調工程使用功能進行評估，發現了一系列問題，引起了對水源熱泵 系統的適應范圍和如何通盤解決好設計中好方面問題的思考。

　　該工程是由商業和寫字樓組合而成的綜合樓，總建筑面積8000m2，有少量的建筑熱工內區房間，全部采用水源 熱泵系統，由房間的水源熱泵空調機和各層的水源熱泵新風空調機組成。冬夏兼用，由冷卻塔和城市熱網熱源通過各自的板式換熱 器對集中循環水冷卻或加熱，包括衛生間、樓梯間等在內未設置散熱器供暖系統。

　　水源熱泵系統在應用適當時，是一種很有特點的系統，具有下列優點：

　　(1)具有熱回收功能，節能效果主要在冬季和過渡季顯著，可以將“內區”的余熱，通過循環水系統向“外區”轉移，供 給“外區”供暖，特別適用于冬季有大量穩定熱回收的建筑。

　　(2)系統簡單，只有一套集中循環水系統，以及循環水的冷卻和加熱設備，可節省機房占用的面積和空間。

　　(3)循環水系統的管道無需保溫和保冷。

　　(4)運行靈活，能源消耗便于分別計量。

　　但是，在該工程的具體條件下應用，就顯出它的一些缺陷和局限性：

　　①在冬季供暖期間使用時，因不存在明顯的“內區”，總能耗要大于一般散熱器或空調供暖系統，除需提供數量略少的外部 熱源外，水源熱泵機且的壓縮機和循環水系統仍需進行，用電量在全負荷時約為240kW，如按平均負荷計約為100kW，而北京地區的 供暖期長達5個月。

　　②該工程使用性質為商場和辦公等，屬于每天間斷使用的建筑，但總要有少量值班房間需晝夜使用，無論是夏季或冬季，集 中的循環水系統需不間斷運行。

　　③需設置散熱器值班供暖系統,以保證各種水管道在冬季夜間或假日不被凍壞。如果設置了散熱器值班供暖系統，就提出了 可否擴大散熱器供暖系統的問題，即在冬季空調系統不運行?經計算是可行的。

　　④水源熱泵機組進風溫度，一般不應低于130，極限z*低溫度為50，冬季用作新風機組時，需解決 水源熱泵新風機組進風的預熱處理，并設置水預熱排管的可靠防凍設施。水源熱泵新風機組z*好能增設加濕裝置，以保證冬季空調 的舒適標準。

　　⑤由于壓縮機在機內，相對于集中冷源的空調機組，噪聲偏大。

　　⑥造價偏高，僅水源熱泵機組價格，不計附加的廠家調試費用，已約折合人民幣625元/m2。

　　根據以上情況，該工程又不得不對原有的水源熱泵空調系統，進行了完善和改善，增設了散熱器供暖系統和新風機組進風的 預熱裝置，投資又增加了約60元/m2。z*終達到的空調綜合效果，同如此昂貴的造價難以相稱，不得不使建設單位產生 了對采用該種系統合理性的懷疑。

　　3 關于散熱器恒溫閥

　　近年以來，作為供暖系統節能的一種重要手段，散熱器恒溫閥受到廣為關注并被大力進行推廣。國內研制并應用始于70年代， 北京建筑五金水暖器材工業公司科研室就曾推出過第一代7902型“采暖恒溫閥”。至80年代，開始引進國外應用甚廣的如德國、丹 麥等產品。按照國外產品樣機，蘇州市電器元件廠和北京市門頭溝節能設備廠也分別研制開發出同類產品。國外和國內產品，都曾 在北京地區的一些工程中應用過。

　　在適當的條件下應用，散熱器恒溫閥確是一種能改善房間熱舒適度和節約能源的構件。但其合理應用應考慮以下因素：

　　3.1 高阻力特性的恒溫閥僅適合于雙管式系統恒溫閥的作用原理，是通過溫控器波紋管內熱敏介質的受熱膨脹，驅使閥桿 位移使閥錐趨向關閉位置，z*大位移量約為7mm，決定了它的高阻力特性。早期開發的7902型“采暖恒溫閥”，局部阻力系數值為18， 略大于普通截止閥;蘇州WKQ1028型恒溫閃的局部阻力系數值，DN15為56，DN20為102;DANFOSS公司恒溫閃的局部阻力系數值，DNG15 型約為48.6，DN20約為97.7，DN25約為142.2。

　　雙管式系統每一組散熱器都是相互并聯的環路，如能在每組散熱器均設置阻力相對較高的恒溫閥，可增大散熱器組的阻力， 抵消并聯環路之間的水力失調因素，有助于各組散熱器之間的水力平衡。但是恒溫閥在單管式系統中勉強應用則是不適當的，原因是：

　　(1)《采暖通風與空氣調節設計規范》規定，單管系統應采用低阻力閥門。

　　(2)單管式系統設置恒溫閥和跨越管后，由于分流作用散熱器的散熱量會有所減少，要增加散熱器數量，與此種閥門昂貴 的價格結合，經濟上是不合算的。

　　(3)恒溫閥與跨越管段的阻力匹配及合理的分流比，雖從理論上可以有所假設，但設計計算過程較為復雜，還由于難以避 免的運行因素，例如泥渣等造成的堵塞，在實際工程中常會發生。