带有能源塔的自复叠热泵系统及其热力分析
01- 热源塔与地源热泵复合式系统研究与工程应用-雷建平
0.826 0.949 0.870 81
三、地源热泵地埋管长度计算
《规范》中的地层热阻计算式
规范给出的计算式
rb R' I s 2S 2 a 1
S
如何操作
不明确
1 e I u ds 2 u s
《地埋管地源热泵技术》高等教育出版社 刁乃仁 Page16
热源塔与地源热泵复合式系统应用
中信建筑设计研究总院有限公司 雷建平
2017年2月24日星期五
主 要 内 容
一、热源塔系统简介
二、武汉地区冷热负荷特点及供冷供热系统选择
三、地源热泵地埋管长度计算 四、项目设计简介
一、热源塔系统简介
热源塔
传热介质与空气进行热交换并为热泵机组提供连续冷、源的塔式换热装置。 按照传热介质和空气的接触方式 ,分为开式热源塔、闭式热源塔。
凝水量随入塔溶液温度的变化
取热量随入塔溶液温度的变化
随入塔溶液温度的升高，热源塔内凝水量随之减小。 部分高入塔溶液温度下，总传质为水分从溶液到空气，可实现溶液浓度的自我再生。 凝水量减小的同时，显热换热量也减小。
调节入塔溶液温度以控制热源塔内凝水量时，对热源塔取热量有不利影响。
对运行参数的调节，可实现对热源塔内凝水的控制。
2±1 4±1 6±1 8±1 10±1 12±1 14±1 >16
9 9
12 21 9 1 4 5 1
29 38
69 38 38 27 24 18 10
41 97
221 205 99 74 58 40 11 5 70 198 215 168 71 32 16 7 15 172 131 110 45 23 15 47 133 39 24 22 49 49 8 15 11
热源塔热泵样册-概述说明以及解释
热源塔热泵样册-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以对热源塔热泵的背景和概念进行简要介绍。
该部分可包括以下内容：热源塔热泵作为一种创新型的热水供应系统，在能源利用和环境保护方面具有重要意义。
传统的热水供应系统往往依赖于燃煤、燃油等非可再生能源，而热源塔热泵则基于可再生能源，实现了更高效、更环保的热水供应方式。
热源塔热泵的原理简单来说，就是通过地下的热能储存层（如岩土层、地下水层）吸收和释放热量，从而实现能源的转化和利用。
它利用地下温度的稳定性，通过一系列的热交换过程，将低温热能转化为高温热能，为供热和供暖提供可靠的能源支持。
相比传统的电采暖、燃气采暖等方式，热源塔热泵具有明显的优势。
首先，它能够更高效地利用地下的热能资源，大大降低了供热过程中的能源消耗。
其次，热源塔热泵的运行过程中几乎不产生任何污染物，对环境友好。
此外，热源塔热泵还具有体积小、占地面积少等特点，适用于各种空间环境。
然而，热源塔热泵也存在一些局限性。
由于它对地下热能资源的依赖，其适用范围受到地理条件的限制。
同时，热源塔热泵的建设和维护成本相对较高，需要专业的技术支持和设备投入。
在未来，热源塔热泵的发展方向可以从以下几个方面进行探索。
首先，可以通过技术创新和改进，提高热源塔热泵的热能转化效率，降低运行成本。
其次，可以研究开发适应不同地理环境和气候条件的热源塔热泵系统，扩大其应用范围。
此外，还可以与其他可再生能源技术相结合，构建更为综合和可持续的能源供应系统。
总之，热源塔热泵作为一种高效、环保的热水供应系统，在能源利用和环境保护方面具有广阔的应用前景。
未来的发展需要充分发挥技术创新的作用，不断推动热源塔热泵技术的进步和优化。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分来展开讨论热源塔热泵样册。
首先，在引言部分简要介绍本文的概述、文章结构以及目的。
接下来，在正文部分，将详细探讨热源塔的定义和原理，以及热泵的原理和应用。
能源塔热泵系统介绍资料
单制热水系统图
五、热源塔热泵系统能耗分析
热源塔热泵机组的运行能效(COP)
相对湿度 80% 干球温度(℃) 湿球温度（℃） 出水温度（℃） 机组COP值 湿球温度（℃） 出水温度（℃） 70% 机组COP值 湿球温度(℃) 出水温度(℃) 机组COP值 湿球温度(℃) 出水温度(℃) 机组COP值 12 10.16 3.16 4.15 9.7 2.7 4.1 9.2 2.2 4.05 8.7 1.7 4 8 6.4 -0.6 3.78 6 -1 3.74 5.6 -1.4 3.85 5.1 -1.9 3.76 4 2.6 -4.4 3.46 2.3 -4.7 3.44 2 -5 3.41 1.6 -5.4 3.38 0 -1.1 -8.1 3.14 -1.4 -8.4 3.12 -1.7 -8.7 3.09 -2 -9 3.07 -4 -4.9 -11.9 2.84 -5.15 -12.15 2.82 -5.3 -12.3 2.81 -5.6 -12.6 2.78 -6 -6.8 -13.8 2.7 -7.2 -14.2 2.68 -7.2 -14.2 2.68 -7.4 -14.4 2.67
·循环介质在管道内流动，在 塔内经过喷淋装置喷淋到换热 器上，与空气直接接触； ·换热器为填料（塑料、PVC、 PP）； ·喷淋装置主要用于喷洒循环 介质，从而循环介质与空气相 接触。
• 开式热源塔流程图
• 开式热源塔和闭式热源塔的比较
开式热源塔
防冻液直接与空气接触， 溶液温度易受外界气象条 件变化的影响使其冰点不 断变化，需要定期启动溶 液浓缩装置，管理非常麻 烦。
12/7 30/33 4 36 5.23
40/45 -12 50 2.9
热源塔热泵系统能效对比
能源塔热泵系统及其供热运行性能分析
图１ 能源塔热泵系统供暖运行示意
能源塔热泵系统是近年新推出的一种应用形 式，不受地质条件限制，初投资低，适用于冬季湿球 温度在－９ ℃以上的地区，具有较大的节能潜力。 能源塔热泵系统冬季利用凝固点较低的溶液提取 空气中的热量，夏季转换为高效冷却塔，可以实现
①☆ 孟庆山，男，１９７０年１０月生，大学，副总工程师 ２６４００３ 烟台市莱山区蓝德路３号 （０５３５）６７２１６３１ Ｅｍａｉｌ：ｍｑｓ＠ｌａｎｄａｃ．ｎｅｔ．ｃｎ
箱中，当 溶 液 挥 发 后 再 通 过 加 药 泵 补 充 到 系 统
在 中。溶液浓度稀释 变 低 或 气 温 突 降 需 要 增 加 溶 调 液 浓 度 时 ，主 机 控 制 加 药 电 磁 阀 从 加 药 罐 向 系 统
自动加药［２］。
空
犇犽（狋）＝烅０．９２５－０．０３７５狋 －２＜狋≤１８
取生活热水。
由于闭式塔从空气中吸收热量时存在二次换
热，吸热效率低，在盘管外壁容易结霜，甚至出现冻
冰现象，能 源 塔 通 常 采 用 开 式 结 构。 在 开 式 系 统
中，载冷剂溶液的浓度和液位是变化的。能源塔热
泵机组具有密度检测装置，可以在线检测、控制载
图２ 能源塔换热焓湿图
冷剂溶液的密度和凝固点。系统中还设置了加药 罐和溶液集药箱。
功率，ｋＷ；犌 为能源塔空气体积流量，ｍ３／ｓ；ρ为空 气密度，ｋｇ／ｍ３。
根据式（５），犺犅 可以表示为
为－１ ℃，热泵机组蒸发器进出水温度为－１ ℃／ －６ ℃，要保证－６ ℃的溶液不凝固，考虑３ ℃的
犺犅
＝
犙
－犘 ＋犌犃ρ犃犺犃 犌犅ρ犅
（６）
安全余量，溶液的凝固点温度需要低于－９ ℃。
经过充分换热，能源塔排风相对湿度φ犅 是由
能源塔热泵系统介绍(原理)
利用低品位热能，较少 了高品质电能的消耗。
不燃烧化石燃料，减少 温室气体排放。
利用地球表面浅层地热 资源，可持续利用。
可用于各种气候条件和 建筑类型。
工作原理简介
01 工作原理
02 1. 蒸发过程
03 2. 压缩过程
04 3. 冷凝过程
05 4. 节流过程
能源塔热泵系统通过循环 工质在封闭的管路中流动 ，实现与地球表面浅层地 热资源的热量交换，再利 用热力循环原理，实现建 筑物供暖和制冷的功能。
工质在蒸发器中吸收地球 浅层地热资源热量，蒸发 成气体。
蒸发后的气体被压缩机压 缩，压力和温度升高。
高温高压的气体在冷凝器 中放出热量，冷凝成液体 。
冷凝后的液体经节流装置 减压，回到蒸发器再次循 环。
系统组成与分类
系统组成
能源塔热泵系统主要由蒸发器、压缩 机、冷凝器和节流装置组成。
分类
根据用途和规模不同，能源塔热泵系 统可分为家用型和商用型，也可根据 工作介质的不同分为水-水式、水-空 气式和空气-空气式等类型。
政策支持
随着国家对节能环保的重视程度不断提高，未来有望出台更多政策 支持能源塔热泵系统的推广应用。
多元化利用
未来能源塔热泵系统有望与多种可再生能源结合使用，实现多元化能 源利用，提高能源利用效率。
05
能源塔热泵系统的实际案 例
实际应在工业区供热方面具有广泛应用，能够满 足工厂、车间等工业设施的供热需求，提高生产效率和产 品质量。
传热原理
导热
辐射
物体内部的热流与温度梯度有关，温 度梯度越大，热流密度越大。
物体通过电磁波的方式将热能传递给 其他物体的过程。
对流
流体与固体表面之间的热量传递，对流换 热系数与流体的流动状态、物性参数以及 固体表面的形状、大小等因素有关。
空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析
２０２４年第２期(总第５２卷㊀第３９６期)Ｎｏ.２ｉｎ２０２４(ＴｏｔａｌＶｏｌ.５２ꎬＮｏ.３９６)建筑节能(中英文)ＪｏｕｒｎａｌｏｆＢＥＥʏ可再生能源利用ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ引用本文:魏代晓ꎬ徐铭忆ꎬ张悦ꎬ等.空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析[Ｊ].建筑节能(中英文)ꎬ２０２４ꎬ５２(２):１７－２２.ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.２０９６－９４２２.２０２４.０２.００３收稿日期:２０２２￣１０￣１１ꎻ㊀修回日期:２０２４￣０２￣１９∗基金项目:２０２２年度山东省住房城乡建设科技计划项目(２０２２－Ｋ７－５)空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析∗魏代晓１ꎬ２әꎬ㊀徐铭忆１ꎬ㊀张㊀悦１ꎬ㊀王学龙１ꎬ㊀张积太１(１.烟台市建筑设计研究股份有限公司ꎬ山东㊀烟台㊀２６４０００ꎻ２.超低能耗绿色建筑山东省工程研究中心ꎬ山东㊀烟台㊀２６４０００)摘要:㊀建筑电气化替代是实现 双碳 目标的重要途径ꎮ空气源热泵机组是寒冷地区供暖电气化替代产品的重要选择ꎮ为了解决空气源热泵机组在推广应用中自身结霜㊁低温适应性的技术问题ꎬ以及 供给侧 与 使用侧 之间的适应性问题ꎬ在理论研究的基础上ꎬ选择典型应用项目案例进行数据测试ꎮ通过数据统计分析 开式能源塔 ㊁ 闭式能源塔 ㊁模块机组３种不同型式的空气源热泵机组在不同室外环境温度㊁空气湿度㊁供水温度等状况下机组运行性能的差异ꎬ剖析现有问题ꎬ提出解决方案ꎬ并提供不同类型空气源热泵机组的应用建议ꎬ以期为空气源热泵机组在寒冷地区零碳建筑㊁近零碳建筑中冬季供暖应用提供实际运行数据参考ꎮ关键词:㊀建筑电气化ꎻ㊀空气源能源塔ꎻ㊀空气源热泵机组ꎻ㊀寒冷地区ꎻ㊀供暖ꎻ㊀项目案例中图分类号:㊀ＴＵ８３１ ８㊀㊀㊀文献标志码:㊀Ａ㊀㊀㊀文章编号:㊀２０９６￣９４２２(２０２４)０２￣００１７￣０６ＨｅａｔｉｎｇｏｆＡｉｒＳｏｕｒｃｅＥｎｅｒｇｙＴｏｗｅｒａｎｄＡｉｒ￣ＳｏｕｒｃｅＨｅａｔＰｕｍｐｉｎＣｏｌｄＺｏｎｅｓＷＥＩＤａｉｘｉａｏ１ꎬ２әꎬＸＵＭｉｎｇｙｉ１ꎬＺＨＡＮＧＹｕｅ１ꎬＷＡＮＧＸｕｅｌｏｎｇ１ꎬＺＨＡＮＧＪｉｔａｉ１(１.ＹａｎｔａｉＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＤｅｓｉｇｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＹａｎｔａｉ２６４０００ꎬＳｈａｎｄｏｎｇꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＳｈａｎｄｏｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＵｌｔｒａ￣ｌｏｗＥｎｅｒｇｙＣｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎＧｒｅｅｎＢｕｉｌｄｉｎｇꎬＹａｎｔａｉ２６４０００ꎬＳｈａｎｄｏｎｇꎬＣｈｉｎａ)㊀㊀Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｂｕｉｌｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｗａｙｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅ Ｄｕａｌ￣ＣａｒｂｏｎＧｏａｌｓ (ｒｅａｌｉｚｉｎｇｃａｒｂｏｎｐｅａｋｂｅｆｏｒｅ２０３０ａｎｄｃａｒｂｏｎｎｅｕｔｒａｌｉｔｙｂｅｆｏｒｅ２０６０)ｉｎＣｈｉｎａ.Ａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｉｔｓａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｔｏｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｈｅａｔｉｎｇｉｎｃｏｌｄｚｏｎｅｓ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｅｌｆ￣ｆｒｏｓｔｉｎｇａｎｄｌｏｗ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｏｆａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｉｔｉｎｐｒｏｍｏｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅ ｓｕｐｐｌｙｓｉｄｅ ａｎｄｔｈｅ ｕｓｅｓｉｄｅ ꎬｔｙｐｉｃａｌｐｒｏｊｅｃｔｃａｓｅｓａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｔｅｓｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｙ.Ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｉｔｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅ ｏｐｅｎｅｎｅｒｇｙｔｏｗｅｒ ꎬ ｃｌｏｓｅｄｅｎｅｒｇｙｔｏｗｅｒ ａｎｄｍｏｄｕｌａｒｕｎｉｔｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｔｈｒｏｕｇｈｄａｔａｓｔａｔｉｓｔｉｃｓꎬａｓｗｅｌｌａｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｕｔｄｏｏｒａｍｂｉｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅꎬａｉｒｈｕｍｉｄｉｔｙꎬｗａｔｅｒｓｕｐｐｌｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｏｔｈｅｒｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎻｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓａｒｅｅｘｐｏｕｎｄｅｄｗｉｔｈｓｏｌｕｔｉｏｎｓꎻａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｐｏｓａｌｓａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｆｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｉｔｓ.Ｉｔｉｓｅｘｐｅｃｔｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｐｒａｃｔｉｃａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｄａｔａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｉｔｉｎｗｉｎｔｅｒｈｅａｔｉｎｇｏｆｚｅｒｏ￣ｃａｒｂｏｎｂｕｉｌｄｉｎｇｓａｎｄｎｅａｒ￣ｚｅｒｏ￣ｃａｒｂｏｎｂｕｉｌｄｉｎｇｓｉｎｃｏｌｄｚｏｎｅｓ.㊀㊀Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｂｕｉｌｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｅｎｅｒｇｙｔｏｗｅｒꎻａｉｒ￣ｓｏｕｒｃｅｈｅａｔｐｕｍｐꎻｃｏｌｄｚｏｎｅｓꎻｈｅａｔｉｎｇꎻｐｒｏｊｅｃｔｃａｓｅ７１魏代晓ꎬ等:空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析０㊀引言随着国家 ３０６０双碳 政策实施以及近零碳建筑㊁零碳建筑机电系统电气化替代行动的推进ꎬ空气源热泵供暖在北方寒冷地区的应用受到了前所未有的关注ꎬ特别是城市热源覆盖不到的城市近郊㊁城乡结合部㊁广大农村等区域[１]ꎮ随着建筑机电系统电气化替代行动的进展ꎬ空气源能源塔也得到了更多的关注ꎬ特别是开式能源塔有效地解决空气源热泵在制热工况运行时的结霜除霜问题[２ꎬ３]ꎮ近几年ꎬ能源塔热泵供暖区域已从长江以南扩展到北方寒冷地区ꎬ给寒冷地区冬季供暖提供了新的选择ꎮ虽然各种类型空气源热泵供暖的应用比较广泛ꎬ但相关文献更多侧重理论研究ꎬ缺少对项目实际运行状况的测试分析和对各种类型热泵实际运行状况的比较[４ꎬ５]ꎮ针对此情况ꎬ也为了空气源热泵能够在实现国家碳达峰㊁碳中和任务中发挥更大的作用ꎬ通过对寒冷地区空气源热泵机组和空气源能源塔应用项目案例运行数据的测试㊁统计与分析ꎬ对不同类型空气源热泵系统在寒冷地区不同场所㊁建筑类别㊁环境下的供暖应用进行了适用性分析ꎮ１㊀空气源能源塔与空气源热泵机组工作原理简介１ １㊀空气源热泵机组空气源热泵机组在我国已应用多年ꎬ在寒冷地区也应用了二十余年ꎮ尤其近几年通过技术引进和创新ꎬ该技术在装备规模等方面都得到了很大的提升ꎬ产业链的发展也日趋完整ꎮ系统基本原理见图１ꎮ图１㊀空气源热泵冬季供热流程图㊀㊀空气源热泵机组以室外空气为冷热源ꎬ通过少量高位电能驱动ꎬ吸入空气中的低位能量ꎬ通过冷凝器或蒸发器进行热交换ꎬ然后通过水泵循环系统将能量转移到建筑物中ꎬ最后通过供暖末端(地面辐射㊁散热器㊁风机盘管等)满足用户的冷热量需求ꎬ机组通过四通转换阀进行冬夏季工况的转换[６]ꎮ１ ２㊀空气源能源塔空气源能源塔以空气为冷热源ꎬ载体介质通过能源塔和空气的充分接触进行热量的交换ꎬ实现热泵机组冬季供暖㊁夏季制冷以及提供全年卫生热水的需求ꎮ空气源能源塔按照结构不同分为开式能源塔和闭式能源塔两种ꎬ见图２[７]ꎮ图２㊀能源塔结构示意图㊀㊀开式能源塔冬季制热ꎬ利用冰点低于零度的载体介质ꎬ如氯化钙溶液提取空气中的低品位热源ꎬ通过向能源塔热泵机组输入少量电能ꎬ得到大量的高品位热能ꎬ供暖或提供热水[８]ꎮ闭式能源塔由闭式冷却塔改造而得ꎬ采用低温宽带换热盘管技术ꎬ增加了铝箔翅片的间距和铝箔翅片的单片宽度ꎬ可抑制冬季运行时结霜现象并维持铝箔的换热面积基本不变[９]ꎮ㊀㊀不同类型空气源能源塔的主要优缺点见表１ꎮ８１ＷＥＩＤａｉｘｉａｏꎬｅｔａｌ.ＨｅａｔｉｎｇｏｆＡｉｒＳｏｕｒｃｅＥｎｅｒｇｙＴｏｗｅｒａｎｄＡｉｒ￣ＳｏｕｒｃｅＨｅａｔＰｕｍｐｉｎＣｏｌｄＺｏｎｅｓ表１㊀开式能源塔和闭式能源塔主要优缺点优缺点开式能源塔闭式能源塔优点冷却水及防冻溶液与空气直接接触ꎬ换热效率较高ꎬ结构简单ꎬ造价低防冻溶液走管内ꎬ无漂失ꎬ冰点温度稳定ꎬ换热盘管上方设置填料层ꎬ利于夏季散热ꎬ减少冬季溶液飘逸损失缺点冷却水㊁防冻溶液飘逸损失较闭式塔大ꎬ防冻溶液冰点温度不稳定ꎬ溶液浓缩装置配置大ꎬ管理较复杂冬季防止结霜喷淋溶液易漂失ꎬ防冻溶液与空气间接传热ꎬ换热效率较开式塔低㊀㊀冬季空气源能源塔利用冰点低于零度的载体介质ꎬ通过载冷剂循环泵驱动ꎬ提取低温环境下空气中的低品位热能ꎬ经能源塔热泵机组提升后获取高温热源ꎬ然后通过循环系统将热水输送到建筑物供暖末端(地面辐射㊁散热器㊁风机盘管等)ꎬ完成向室内供热ꎬ空气源能源塔系统工作流程见图３[１０]ꎮ图３㊀空气源能源塔系统工作流程图２㊀空气源能源塔与空气源热泵机组的应用案例分析２ １㊀空气源热泵机组的应用案例分析本工程为烟台市(冬季室外采暖计算温度－５ ８ħ)某办公楼裙房部分区域ꎬ总建筑面积约为３０００ｍ２ꎬ上下２层ꎬ主要功能分别为１层商务洽谈㊁２层展览展示ꎮ项目采用超低温空气源热泵机组４台ꎬ标准工况(室外环境干球温度７ħ)单台机组名义制冷量１３０ｋＷꎬ制热量１４２ｋＷꎬ低温工况(室外环境干球温度－１２ħ)名义制热量９５ｋＷꎬ空气源热泵机组㊁水泵及定压补水装置等均设置在裙房屋顶ꎬ室内系统为风机盘管＋吊顶式新风换气机系统ꎮ对本项目机组运行数据进行测试ꎬ测试结果见图４㊁图５(图中１时刻为５ｍｉｎ)ꎮ㊀㊀从以上测试结果可以看出ꎬ在不同的室外环境温度下空气源热泵机组运行稳定时的供水温度基本都能达到机组设定温度(设定温度４５ħ)ꎬ但室外环境温度较低的情况下机组达到设定温度的时间大于室外空气温度较高的情况ꎬ见图４ꎮ室外环境空气相对湿度对空气源热泵机组出水温度的影响较大ꎬ在室外环境温度接近时ꎬ相对湿度较大时机组的平均出水温度低于相对湿度较小时机组的平均出水温度ꎬ平均出图４㊀典型日不同室外环境温度下机组出水温度测试值图５㊀典型日不同室外环境相对湿度条件下机组出水温度测试值水温度降低幅度为２~３ħꎬ见图５ꎮ这主要是因为在高湿度环境下空气源机组结霜严重ꎬ机组循环除霜降低了系统的换热量ꎮ２ ２㊀闭式能源塔热泵机组的应用案例分析本项目为某地区清洁能源供暖改造项目ꎬ项目总供暖面积约为５０万ｍ２ꎬ共设供热泵站１６个ꎮ本项目典型日泵站运行数据测试结果ꎬ见图６ꎮ㊀㊀从以上测试结果可以看出ꎬ在典型室外环境工作状态下不同供热泵站供水平均温度约为４０ħꎬ平均供热温差约为５ ２ħꎬ满足新建小区地板辐射采暖系统供水温度宜为３５~４５ħ㊁供回水温差５~１０ħ的要求ꎬ但是对于老旧建筑室内散热器系统来说ꎬ由于供水温度低ꎬ供回水温差小ꎬ即使部分建筑增大了室内末端的配置ꎬ也不能很好地满足室内热舒适环境的要求ꎮ９１魏代晓ꎬ等:空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析图６㊀典型日供热泵站出水温度及供回水温差测试值２ ３㊀开式能源塔热泵机组的应用案例分析本工程为烟台市郊区某办公楼ꎬ采暖面积４０００ｍ２ꎬ室内末端采用风机盘管ꎬ工作日白天运行ꎮ本工程２０１７年１２月８日－２０１８年３月２４日共累计运行４１２ｈꎬ运行时环境温度平均值３ ３ħꎬ其中最低值－７ ８ħꎬ最高值１８ħꎬ平均湿度５８ ４％ꎮ整个采暖季热泵主机平均能效３ ７０ꎬ系统平均能效３ １０ꎮ典型日机组测试数据ꎬ见图７㊁图８(图中１时刻为５ｍｉｎ)ꎮ图７㊀典型日不同室外环境温度下开式空气源能源塔机组出水温度测试值图８㊀典型日不同室外环境相对湿度条件下机组出水温度测试值㊀㊀从以上测试结果可以看出ꎬ在不同的室外环境温度下开式空气源能源塔运行稳定时的供水温度基本都能达到机组设定温度(设定温度４５ħ)ꎮ开式空气源能源塔机组室外环境温度较低的情况下机组达到设定温度的时间(约１４０ｍｉｎ)大于室外空气温度较高的情况(约９０ｍｉｎ)ꎬ见图７ꎮ室外环境空气相对湿度对开式空气源能源塔出水温度的影响较大ꎬ在相同室外环境温度下相对湿度较大时机组的出水温度要高于相对湿度较小时机组的出水温度ꎬ机组平均出水温度升高幅度为２~３ħꎬ见图８ꎬ这主要是因为在高湿度环境下开式空气源能源塔机组能够吸收空气中的潜热ꎬ增加系统的换热量ꎮ３㊀空气源能源塔冬季供热的应用分析结合以上应用案例及空气源和能源塔热泵在寒冷地区的应用案例ꎬ综合分析后总结出空气源和能源塔热泵的适用性及使用要点ꎮ(１)通过实际应用案例表明空气源能源塔在寒冷地区冬季室外干球温度－１０ħ左右的出水温度均能达到设定温度(机组设定温度为４５ħ)ꎬ即使出现极端情况ꎬ实际出水温度与机组设定温度的差值一般不超过２ħꎮ根据测试结果计算此时机组的制热性能系数ＣＯＰ值为２ ８~３ ３ꎬ能效比较高ꎬ见图９㊁图１０ꎮ０２ＷＥＩＤａｉｘｉａｏꎬｅｔａｌ.ＨｅａｔｉｎｇｏｆＡｉｒＳｏｕｒｃｅＥｎｅｒｇｙＴｏｗｅｒａｎｄＡｉｒ￣ＳｏｕｒｃｅＨｅａｔＰｕｍｐｉｎＣｏｌｄＺｏｎｅｓ图９㊀典型日低温环境下空气源热泵机组和空气源能源塔供水温度测试值图１０㊀不同环境温度和出水温度下空气源和能源塔热泵机组制热性能系数ＣＯＰ测试值㊀㊀无论是空气源热泵机组还是空气源能源塔在寒冷地区的冬季都能在较高的能效下稳定地提供室内地面辐射供暖系统的热水(ＧＢ５０７３６推荐供水温度为３５~４５ħ)ꎬ见图９ꎮ在无集中热源的城郊㊁乡镇及其他具有区域供热站建设场地的场所具有较高的适用性ꎮ另外ꎬ在一些老旧建筑冬季供暖为散热器系统的场所建议应更多采用改善建筑围护结构的保温性能及减少冷热损失的节能措施ꎬ或者通过增加室内末端系统来满足室内环境的热舒适度ꎬ而不应采用提高供热系统供水温度的高能耗办法ꎮ虽然空气源和能源塔热泵机组冬季可以提供５５ħ甚至６０ħ的水温ꎬ但是系统能效已经降低到一个很低的水平ꎬ在室外环境温度－１２ħ㊁出水温度６０ħ时ꎬ机组ＣＯＰ值为１ ６~１ ８ꎬ见图１０ꎮ此时建议采用设置辅助热源补充冬季供热的方式来满足系统冬季供热的热源需求ꎮ(２)在噪音要求较高或是建筑本身无法提供室外机场所的区域可采用能源塔热泵机组ꎬ将能源塔热泵机组室外机建立在距建筑物有一定距离的区域ꎬ能源塔热泵机组主机可安装在地下室机房内ꎬ降低热泵系统对室外景观和声环境的影响ꎮ此种情况下建议在小区或是建筑群规划初期即将冬季区域供热能源站纳入规划设计当中ꎬ避免出现后期无场地可用的局面ꎮ(３)通过对比可知室外空气相对湿度对空气源热泵和能源塔热泵的不同影响ꎬ在冬季湿度较大的地区能源塔热泵机组较空气源热泵机组更有优势ꎮ因在低温高湿环境下空气源热泵机组更容易结霜ꎬ阻塞空气流通ꎬ导致换热性能下降ꎬ需要周期性除霜进而增加了系统能耗ꎻ而能源塔热泵机组却能吸收高湿空气中的相变潜热ꎬ增强系统的换热性能ꎮ根据相关研究文献ꎬ在高湿地区相变潜热约占系统总换热量的３５％ꎮ４ 空气源热泵机组和空气源能源塔冬季供热存在的问题与解决方案㊀㊀(１)在进行空气源热泵机组冬季供热应用机组选型时应根据项目所在地冬季室外计算温度修正机组的实际供热量ꎬ严禁按照产品样本标准状况的参数选型ꎬ尤其是冬夏两用的系统ꎬ更应该校核机组冬季供热量ꎬ严禁按照夏季空调参数选择机组ꎮ冬季环境特别恶劣ꎬ机组冬季供热量不满足要求ꎬ又考虑前期投资时ꎬ可以考虑设置辅助系统ꎬ但要事先给业主分析利弊ꎬ更重要的是辅助系统品质要过关ꎮ(２)空气的露点温度与空气的含水量有很大的关系ꎬ当空气中的含水量较低时ꎬ即使室外空气干球温度高于０ħꎬ空气露点温度也可能低于０ħꎮ当室外空气与换热器表面接触时ꎬ由于换热器内循环溶液温度低ꎬ空气会马上结露析出水分ꎬ并发生冻结ꎮ当室外空气相对湿度较小时ꎬ应密切关注空气的露点温度ꎬ根据空气露点温度控制喷淋防冻液的浓度与装置的启停ꎮ(３)开式能源塔具有结构简单㊁换热效率高㊁造价低等优点ꎮ传统观点认为:一方面开式能源塔防冻液与空气直接接触传热ꎬ会不断凝结吸收空气中的水分ꎬ使防冻液浓度降低ꎬ冰点上升ꎬ加大了溶液浓缩装置的配置ꎻ另一方面防冻溶液具有飘逸损失ꎬ不仅增１２魏代晓ꎬ等:空气源能源塔与空气源热泵机组在寒冷地区供暖的应用分析加了系统运行费用ꎬ而且对周围环境及附近金属设备具有严重的腐蚀性ꎮ但是随着能源塔工艺布局的改进与控制措施的加强ꎬ根据某长期从事开式能源塔热泵空调公司的最新研究成果显示ꎬ开式能源塔的飘逸损失和腐蚀问题已基本得到解决[１１]ꎮ(４)闭式能源塔冬季制热防冻溶液走管内不会产生飘逸损失ꎬ冰点温度稳定ꎬ根据ＱＩＵＫＥ技术研究所等机构的研发成果及实际应用案例证明了闭式能源塔在恶劣环境下可为供热系统持续的提供稳定热源[１２]ꎮ但闭式能源塔的传热系数较开式能源塔的传热系数低ꎬ冬季传热温差较开式能源塔大２~３ħꎬ需要更低的冰点温度ꎻ且闭式能源塔防冻溶液多为乙二醇溶液ꎬ单价较高ꎬ能源塔距主机越远需要的溶液充注量越大ꎬ初投资也随之增大ꎮ虽然也有机构对不同溶质对闭式能源塔热泵系统性能的影响开展了研究ꎬ但目前也仅处于实验研究阶段ꎬ尚未有新研究成果进入市场[１３]ꎮ(５)不论是空气源热泵还是能源塔热泵机组ꎬ在开机初期系统水温提升到设定温度都需要一个较长的时间段ꎬ而且随着室外空气温度的降低达到机组设定温度的时间越长ꎬ见图１１(图中１时刻为３ｍｉｎ)ꎮ此种情况下在实际应用当中如供热系统仅在工作日白天运行使用应根据室外环境温度的变化制定合理的运行策略ꎬ减小系统升温慢带来的弊端ꎮ图１１㊀不同室外温度下机组达到设定温度所需时间示意图空气源热泵机组低温下结霜严重ꎬ开式能源塔具有飘逸损失㊁冰点稳定性差㊁控制复杂ꎬ闭式能源塔防冻液研究不深入㊁初投资较高等问题ꎬ但是这些问题都可通过工艺改进㊁系统耦合及后续研究解决或是弱化ꎬ并不能阻碍空气源能源塔和空气源热泵机组在 双碳 背景和电气化替代行动下的推广应用ꎮ实际使用过程当中应当从设计选型㊁系统配置㊁智慧化运行管理等各方面综合考虑整个系统的运行方案ꎬ使设备运行状况满足用户需求ꎮ５ 空气源热泵机组和空气源能源塔寒冷地区供暖应用的建议㊀㊀(１)根据项目测试数据及机组性能分析ꎬ在冬季室外供暖温度－５ħ以上㊁出水温度４５ħ以下㊁室外环境湿度不大于８０％的情况下ꎬ空气源热泵机组和空气源能源塔都能保持在较高的ＣＯＰ下运行ꎬ两者差别不大ꎻ当室外温度小于－５ħ㊁出水温度大于４５ħ时ꎬ空气源能源塔机组性能更有优势ꎮ(２)根据不同环境湿度下机组运行参数测试ꎬ建议在高湿度地区㊁周围环境噪音要求较高及需要设置集中供热站的区域首选开式能源塔方案ꎻ在非高湿区域且不宜设置集中供热站区域可选用空气源热泵机组ꎻ在需要设置集中供热站且不宜采用开式空气源能源塔的区域可采用闭式空气源能源塔方案ꎬ闭式空气源能源塔方案由于站内与站外均相对集中ꎬ且存在空气源热泵机组的固有特点ꎬ在方案对比时应谨慎分析ꎮ(３)在寒冷地区供暖电气化替代行动背景下ꎬ空气源热泵机组和空气源能源塔的应用会日趋增多ꎬ尤其是在近零碳建筑㊁零碳建筑当中对机组的能效提出了更高的要求ꎬ建议末端采用低温供暖方式ꎬ根据室外温度变化采用３５~４０ħ或者更低的供水温度提高机组运行性能系数ꎮ参考文献:[１]戚飞ꎬ张新力ꎬ于江ꎬ等.能源塔热泵系统及其应用简介[Ｊ].智能建筑与城市信息ꎬ２０１１ꎬ(７):８３－８５.[２]郜骅.热源塔热泵系统性能与优化运行研究[Ｄ].南京:东南大学ꎬ２０１５. [３]李振博ꎬ武卫东ꎬ汪静ꎬ等.长江流域住宅热泵供暖技术应用现状与展望[Ｊ].暖通空调ꎬ２０２１ꎬ５１(３):３７－４５.[４]李金洋.能源塔热泵系统在天津地区的供暖适用性研究[Ｄ].天津:天津大学ꎬ２０１６.[５]葛宇磊.能源塔热泵系统在不同地区的供暖适用性研究[Ｄ].天津:天津大学ꎬ２０１７.[６]虞良伟.空气源热泵原理及应用[Ｊ].价值工程ꎬ２０１８ꎬ３７(３２):１５３－１５５.[７]王千元.冀南地区能源塔热泵系统适用性研究[Ｄ].邯郸:河北工程大学ꎬ２０１８.[８]宋应乾ꎬ马宏权ꎬ龙惟定.能源塔热泵技术在空调工程中的应用与分析[Ｊ].暖通空调ꎬ２０１１ꎬ４１(４):２０－２３.[９]禹翔天ꎬ袁信国.能源塔热泵技术现状及其应用分析[Ｊ].山东工业技术ꎬ２０１７ꎬ５６(２２):６３.[１０]陈丽英ꎬ邢广冰.浅谈能源塔热泵技术在空调中的应用[Ｊ].中国高新区ꎬ２０１８ꎬ(８):１０－１１.[１１]崔明辉ꎬ张晓东ꎬ支鹏羽.石家庄某小区空气源热泵集中供热改造的运行经济分析[Ｊ].供热制冷ꎬ２０１９ꎬ(２):４０－４４.[１２]吴丹萍.不同溶质对闭式热源塔热泵系统性能的影响研究[Ｄ].长沙:湖南大学ꎬ２０１３.[１３]白运运.闭式能源塔换热器性能分析及实验研究[Ｄ].株洲:湖南工业大学ꎬ２０１７.ә作者简介(通讯作者):魏代晓(１９８６)ꎬ男ꎬ山东莒南人ꎬ供热供燃气通风与空调工程专业ꎬ硕士研究生ꎬ高级工程师ꎬ研究方向为新能源与绿色低碳建筑(180****0839＠１６３.ｃｏｍ)ꎮ２２。
基于低温多效蒸馏再生的热源塔热泵系统构建及其热力性能分析
虽然目前有关热源塔热杲防冻液再生的研究已 有一定基础，但 所 实 现 的 GOJ? 不 高 ，再生能耗较 大 ，仍不完善。本文综合热源塔热泵运行特性及各 种 溶 液 浓 缩 技 术 特 点 ，提 出 了 一 种 耦 合 低 温 多 效 蒸 傭 （L o w temperature multi-effect distillation,L T M E ：D )的 H T H P 系统 ，本文称之为低温多效再生热 泵系统，其环境适应能力强、再生 效 率 高 、对热泵系 统影响小。本文建立了该系统的热力学模型，利用 M a t l a b 对 其 进 行 计 算 ，分 析 低 温 多 效 再 生 热 泵 系 统 的流程结构(效数、有无凝水闪蒸)和设计条件(蒸发 温 度 、冷凝温度、首效循环倍率、设计潜热比、进料溶 液冰点及进料溶液种类)对系统热力学性能的影响规 律 ，为该新型系统的设计、运行提供理论指导和依据。
ZH A N G Guohui, WANG L i, CUI Haijiao, L I Bin
(School of Civil Engineering and Architecture, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018，China)
Abstract：In order to solve the problem of antifreeze regeneration in winter and realize the efficient and stable operation of heat-source tower heat pump (H T H P) system, we proposed a H TH P system based on low temperature multi-effect distillation (LT-M ED ), which is also called low temperature multi-effect regenerative heat pump system. By establishing a thermodynamic model for each subsystem and the overall system, we analyzed the impact of structural parameters (number of effects, presence of flash evaporation of condensed w ater) and operating parameters ( first-effect cycle rate, evaporation/condensation temperature， designed latent heat ratio, freezing point and type of solution) on system performance indexes, such as gained output ratio, heat exchange temperature difference between effects, regeneration heating efficiency, regeneration loss coefficient, etc. The results show that by taking the regeneration performance and heat exchange temperature difference into overall account, the triple-effect distillation
能源塔热泵系统介绍
能源塔热泵系统介绍一、能源塔的工作原理能源塔是利用水和空气的接触，冬季制热是按照供热负荷能力设计的换热面积，利用冰点低于零度的载体介质，高效提取低温环境下的相对湿度较高的空气中的低品位热能，通过向能源塔热泵机组输入少量高品位能源，实现低温环境下低品位热能向高品位转移,对建筑物进行供热以及提供热水。
夏季制冷,通过蒸发作用来散去空调中产生的废热的一种设备。
二、能源塔热泵系统原理能源塔热泵技术——是通过能源塔的热交换和热泵机组作用，实现供暖、制冷以及提供热水的技术。
冬天它利用冰点低于零度的载体介质，高效提取低温环境下的相对湿度较高的空气中的低品位热能，通过能源塔热泵机组输入少量高品位能源，实现低温环境下低温热能向高温热能的传递，达到制热目的；夏天由于能源塔的特殊设计，起到高效冷却塔的作用，将热量排到大气中实现制冷。
能源塔热泵空调系统适用于冬季气侯、气象条件阴雨连绵，空气湿度大，潮湿阴冷地区.众所周知,传统风冷热泵在阴雨连绵，空气湿度大，潮湿阴冷地区冬季供热时结霜严重(即风与换热器的不良性循环换热)，须融霜，热泵效率低，而能源塔在潮湿阴冷空气湿度大条件下无结霜困扰,因而可稳定高效提取冰点以下的相对湿度较高的空气中的低品位热能(即风与水的良性循环换热)，由于能源塔是按照供热负荷能力设计的换热面积，相对比风冷热泵换热性能稳定，整个冬季机组的平均能效比在3.5以上。
三、能源塔热泵系统的特点节能效果显著冬季，由于充分利用了气候、气象条件阴雨连绵，潮湿阴冷，湿球温度高,能量储藏巨大的特点，能源塔提取低品位能的性能相对比风冷热泵稳定。
整个冬季机组的平均能效比在3.5以上。
夏季，由于能源塔是按照冬季提取显热负荷能力设计的，转化为冷却塔后有足够地换热面积可承受瞬间高峰空调余热负荷，冷却水温低，换热效率最高。
机组的能效比在4.5以上,节能效果显著。
比风冷热泵机组可节能30%以上；同土壤源热泵空调相比节能效果相近。
能源塔提取低品位能不受能量储藏的限制，可为宾馆酒店提供充足生活热水.●高效环保由于能源塔采用了特殊结构设计，冬季载体循环提取低品位热能,有效地利用了相对湿度较大的空气中所储藏的能量巨大的特点，省去了为辅助供热时即不卫生又污染环境的锅炉，夏季制冷，载体循环换热面积大，能效高。
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行 中通 过 制 冰浓 缩 方 式 控 制 乙 二 醇 喷 淋 液 的 浓 度 ； 通过 Ｒ Ｅ Ｆ Ｐ Ｒ Ｏ Ｐ软 件 ， 进 行 了该 热 泵 系统 的热 力 分 析 ； 分析表 明 ， 系统 具 有 较 好 的 可行 性 。
关键词 ： 热泵 ； 自复叠 ； 能源塔 ； 热力性 质 ； 浓度控制 ； 制冰
ｃ ａ ｄ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗ ａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ．Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ０ ｎ ａ ｕ ｔ ｏ—ｃ ａ ｓ ｃ ａ ｄ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗ ｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｅ ｖ ａ ｐ ｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ｏ ｆ ３ ９ ￣ Ｃ ｔ ｏ １ ４￣ Ｃ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｃ ｏ ｕ ｌ ｄ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｗａ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ５ ５ ％ ，ｅ ｘ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ｌ ｏ ｗ ｈ ｅ ａ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｏ ｕ ｔ ｔ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｔ ｏ ｗｅ ｒ ａ ｎ ｄ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｒ ｔ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｂ ｅ — ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｒ ｅ ｇ ｉ ｏ ｎ ｓ ．Ｍｅ ａ ｎ ｗｈ ｉ ｌ ｅ，ｉ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｉ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｅ ｈ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｇ ｌ ｙ ｃ ｏ １ ．Ｔ ｈ ｅ ｎ，ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ＲＥ Ｆ Ｐ ＲＯ Ｐ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ，ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｍｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｅ ａ ｓ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｗ ａ ｓ ｄ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍｉ ｎ ｅ ｄ ．
１ 引 言
闭式 能源塔 热泵 系统 可 以吸收 空气 中低 品位 能源 ， 有效 解决 冬季 室外换 热 应 用 于冬 季 最 低 环境 温 度在
一
热 的进行 ； 另 一方 面 ， 能 源塔 在冬 季结 霜工况 时采 用 乙二醇 喷淋 装 置 降低 换 热 盘 管 外 表 面 的冰 点 ，
（ 河南科技大学制冷与空调技术研究所 ， 洛阳４ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘要 ： 提出一种将闭式能源塔热泵技术与 自复叠 系统相结合 的热泵 系统 ， 该 系统在保证 提供 ５ ５ ￣ Ｃ 热 水 的前 提 下， 利用 自复叠系统 ～ ３ ９ ￣ Ｃ～一１ ４ ￣ Ｃ的蒸 发温度 ， 通过 能源塔 提取空气 能 ， 实 现冬季寒冷 地 区的能量传递 ， 系统 运
低 温 与超 导 第４ ３卷 第 ８ 期
制 冷 技 术
Ｒｅ ｆ ｒ ｉ ｇ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｃｒ ｙ ｏ． ＆ Ｓ ｕ ｐｅ ｒ ｃ ｏ ｎｄ Ｖｏ １ ． ４ ３ Ｎｏ ． ８
带 有 能 源 塔 的 自复 叠 热 泵 系 统 及 其 热 力 分 析
贾雪迎 ， 梁坤峰 ， 王林 ， 袁争 印， 任 岘乐
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ：Ｈｅ ａ ｔ ｐ ｕ ｍ ｐ，Ａｕ ｔ ｏ ｃ ａｓ ｃ ａ ｄ ｅ，Ｅｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｔ ｏ ｗｅ ｒ，Ｔｈ ｅ ｍ ｏ ｒ ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｙ，Ｃｏ ｎｓ ｉ ｓ ｔ ｅ ｎｃ ｙ ｃ ｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ，Ｉ ｃ ｅ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
Ｊ ｉ ａ Ｘｕ ｅ ｙ ｉ ｎ ｇ ，Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ Ｋｕ ｎ ｆ ｅ ｎ ｇ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｌ ｉ ｎ，Ｙｕ ａ ｎ Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｙ ｉ ｎ，Ｒｅ ｎ Ｘｉ ａ ｎ ｌ ｅ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｔ ｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｐ ｏ ｔ ｒ ａ ｉ ｔ ｏ ｎ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｈ ｅ ｎ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｌ ｕ ｏ ｙ ａ ｎ ｇ ４ ７ １ ０ ０ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）