热泵热水器系统的方案比较与分析

： 较差。本文为热泵热水器系统的选择 、 设计和优化提供 了参考 ， 且指 出了地源热泵热水器系统广 ：
： 阔的应 用前景 。 ：
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关 键词 ：地 源热 泵热 水器 ； 空 气源热 泵热水 器 ； 容 积式 ； 直流式 ； 经 济性 ； 设 计
的设计 与计算 为例 ， 对容 积式地 源热 泵热水 器 、 流式 直
地源 热泵热 水器 和容积式 空气 源热泵 热水器 系统方 案
在性 能系数 、 初投 资和运行 费用 方面 进行 了对 比 ， 体 具 阐述 了三种 热水器 的利 弊 ，以利于地 源热泵 热水器 的
选择 、 计 、 设 优化 和 具竞争力 的新 一代 热水器 产
品 目前 ， 。 国内学 者对 于热泵 热水 器的理论 研究 主要 集 中在 太 阳能热泵 热水器 和空气 源热泵 热水 器方 面 ，
般分 为容积 式地源 热泵热 水器 （ 以下 统称容 积式热 水
器 ）和直流 式地源 热泵热 水器 （ 以下 统称直 流式热 水
研究 已迫在 眉睫 。地源 热泵热 水器 正 以其 高效节 能 、
安全 环保 、 天候运 行 、 行费用低 廉及 性能稳 定等 优 全 运 点 出现在我 国市场 上 ，是 一项极具 开发 和应 用潜力 的
１ 地 源 热 泵 热 水 器 系统 的 工作 原 理 及 特点
地源热 泵热水 器是通 过热 力循环 把土壤 中贮存 的 能量 提升 品位来利 用 ， 于生产 热水 的系统装 置 。 一 用 其
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摘 要 ：介 绍 了直 流式地 源热 泵热水 器 系统和 容积 式地 源热泵 热水 器 系统 的工作原 理及优 缺 ：
： 点； 以天津 某别墅 热泵热 水器 系统的设 计计 算为例 ， 两者以及容 积 式空 气源热泵 热水 器 系统 在 ： 对 ： 性 能 系数 、 初投 资和 运行 费用等 方 面进行 了比较 。 比较 结果说 明 了， 相 同工况 下 ， 流式地 源热 ： 在 直
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中图分 类号 ：Ｔ ８ ３． Ｕ ３ １
文 献标 识 码 ： Ｂ
文章 编 号 ：０ ６ ８ ４ （ ０ ８）６ ０ ４ — ７ １０— ４ ９２ ０ ０ — ００ ０
０ 引言
随着人类 生产 生活水 平 的提 高 ，越 来越 多 的地 方
需要热 水供应 ， 热水 能耗 已是建筑 物 中排 在供 暖 、 调 空 和照 明之后 的第 四大能耗 。 在能 源紧 缺 、 电价 和天然 气 价格 高涨 、 环境 污染 日益严 重 的今 天 ， 强对 热水器 的 加
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泵热 水器 系统相 比于容积 式地 源热 泵热 水 器 系统 来说 ， 能 系数 较 大 、 电量较低 ， 其 运行 费 ： 性 耗 但
： 用和初投 资较 高； 同时满足 户主热 水需求 条件 下 ， 在 容积 式空 气源热 泵热水 器 系统相 比于容积 式 ：
： 地 源热泵 热水 器 系统来说 ， 初投 资较 低 ， 其 能效 系数 也较低 ， 能较 多 ， 行 费用较 多 ， 济性 ： 但 耗 运 经
工 程 设 计
热泵热 水器系统 的方案比较与分析
李 明霞 ， 张 宝 怀
（ 南 大 学 动 力 工程 系 ， 苏 南 京 ２ ０ ９ 东 江 １ ０ ６）
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及两者 的优缺 点 ，且 以天 津某别 墅地 源热泵 热水 系统
容积式 热水器 是利用 土壤 中贮存 的能量 把热水 缓 慢加 热贮存 后 ， 再供 人们使 用 的系统装 置 。优 点 为 ： 可
充分利用低价电进行热水贮存而避免高峰用电 ， 从而 降低了运行费用 ； 其可建立 中央热水供应系统 ， 能为用 户大量 提供 热水 ，尤其适 用 于所 需热 水水温 不 同的场
对 于地 源热泵 热水器 ， 尤其 是选择 、 设计 方面 的论述 还
很少 。但 太 阳能热 泵热水 器和空气 源 热泵热 水器各 有
器） 两种热水器 ， 两者各有优缺点 ， 用户应根据具体需
要来选 择 。
优点 且也 存在 着缺 点 ， 于全 年平 均气 温 在 ｌ℃左 右 对 ０ 而且冬 季气温 一般 为一 ０Ｃ １￣的长江 以北地 区 ， 其很难 达 到应有 的节 能效果 。 因此 ， 对我 国北方地 区的热 水供 应需求 ， 出了 针 提 地源热 泵热水 器系统 。 在本 文 中 ， 作者 介绍 了容积式 地 源热泵 热水器 和直 流式地 源热泵 热水 器的工作 原理 以
负荷 为 准 。
结构体积 、 初投资和噪音 ； 采用温度控制方式 ， 控制系 统 简单 ， 行 可 靠 ， 障率 低 ， 水 压 无 特 别 要 求 ； 运 故 对 冷
合 ； 热水 量主要 由容积 大小来 决定 ， 供 而不依 赖于加 热
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ｌ鼢 卷
工 程 设 计
源 的功 率 ， 样可 以减 小 地 上机 组 和 地 下换 热 部 分 的 这
５ ～０ ５ ６ ℃为好 。本 设计 中 ， 容积 式热 水 系统 的热 水供 水 温 度选 为 ５ ￣ 直流 式 热水 系 统 的热 水供 水 温度 选 为 ５Ｃ， ４ ℃，天 津 当地 最 冷月 自来水 平均 水 温 即计 算 冷水 温 Ｏ 度定 为 ５ ℃ 。在 确定 热水 供应 装置 的尺寸 时 ， 以高 峰