水环热泵空调系统的原理
水环热泵空调在商场中的应用案例
水环热泵空调在商场中的应用案例所谓水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式。
即用水环路将小型的水/空气热泵机组并联在一起，形成封闭环路，构成一个以回收建筑物内部余热为主要特点的热泵供暖、供冷的系统。
一、水环热泵的基本形式和工作原理典型的水环热泵空调系统(见图1)由三部分组成：(1)室内的小型水/空气热泵机组，可以是各种形式的机组，如落地式机组、立式机组、水平吊装机组等;(2)水循环环路，包括循环水泵和管路，以及管路上的各种调节装置;(3)辅助设备，如冷却塔、加热设备、蓄热装置等。
图1 水环热泵空调系统原理水环热泵空调系统的基本工作原理是：在水/空气热泵机组制热时，以水循环环路中的水为加热热源;机组制冷时，则以水为排热热源。
在同一个水环热泵空调系统中，有的热泵机组在制热运行，有的热泵机组在制冷运行。
制热运行的机组从循环水中吸收热量;制冷运行的机组向循环水排放热量。
当热泵机组制热运行的吸热量和制冷运行的放热量基本相等时，循环环路中的水才能维持在一定温度范围内，此时系统高效运行。
而当水环热泵空调系统中制热运行的吸热量小于制冷运行的放热量时，循环水路的水温度升高，到一定程度时利用冷却塔放出热量;反之循环环路的水温度降低，到一定程度时需要通过辅助加热设备吸收热量。
二、水环热泵系统的特点2.1 费用低廉节能环保按水环热泵空调系统在建筑物中的用途，它属于热回收式热泵系统属于环保纳o。
在室外气温较低时，建筑物的周边需要额外的热量来维持室温;与此同时，建筑物的内区为存在发热(如照明、设备、人体等散热)而需要降温。
水环热泵空凋系统通过同时连通建筑物外区和内区的水循环环路，从而可以将内区产生的余热转移到外区，在对内区供冷的同时对外区供热，不存在常规空调系统在同种情况下的冷热量抵消所造成的浪费。
当建筑物需要你同时供冷或者供热时，采用水环热泵空调系统的运行费用与常规空调相比最多可减少至50%左右。
与昂贵的四管制风相比，更节省了管道系统的初投资。
水环热泵和双热源系统原理及特点
水环热泵和双热源系统原理及特点水环热泵和双热源综合应用方案，在满足室内空调要求的同时可提供60℃的卫生热水，此方案的运用，提供了一套综合能源解决方案，现实制冷、制热（采暖）、生活热水，即一个系统多个功能。
在实际工程中，由一套系统可以替换原来传统的锅炉加空调系统的两套装置或系统；可应用于宾馆、商场、办公楼、医院、休闲娱乐、学校等场所。
系统运行原理如下：空调运行：水环热泵机组制冷/制热运行热量由冷却水带走至冷却塔散热，主要运行设备为：冷却塔——冷却水循环泵——高效水环热泵机组。
卫生热水：由直热式双热源热泵热水机组提供，工程中在冷却塔进、出水管上，旁接两根水管至双热源热水机进、出水口，机组回收空调冷却水热量制取热水。
系统特点①、功能多、应用广：可实现了制冷、制热（采暖）、生活热水三种功能；适用于酒店宾馆、商场、办公楼、医院、休闲娱乐等场所。
②、高效：所应用的水环热泵、双热源设备等均为高效率产品，具体反映有以下几个方面。
a、系统采用水冷具有比风冷热泵机组效率高，受环境变化影响小，能效比EER可高达一4.5以上。
b、双热源利用空调冷却水作为热源来制取热水，机组产水量大、能效比高。
c、双热源机组制热水时从空调冷却水中回收热量来加热热水，降低了空调冷却系统负荷，提高了系统的能效，综合能效可达700%。
③、节能：a、空调系统为分布式冷源，按需开停机，系统能量的调节接近与无级调节，其运行费用比一般空调系统下降30-40%。
b、机组采用多系统设计；智能化的控制，使机组能调节多、调节范围广，从而降低运行费用。
c、相关工程投资少。
④、环保：整个系统主要利用的是可再生能源——太阳能，对环境无污染。
与采用油、煤、天然气等相比尽显其环保优势。
⑤、模块化设计、运用灵活：a、水环热泵为分散、独立的设备；b、双热源、水环热泵可根据客户实际需要相互间任意组合使用；⑥、智能控制：a、设备自身系统的智能控制和具有的保护功能；b、计算机中央集中控制可实现远程控制；3、设计依据和运行工况①《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）；②《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)；③《给水排水制图标准》（GB/T50106-2001）；④《建筑给排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）；⑤《建筑给排水设计手册》；⑥《通风与空调工程施工质量验收规范》(GB50243-2002)；⑦ 需方提供的相关现场资料。
水环热泵空调系统
❖ 水环多联机热泵空调系统中采用小型水冷变频变容 热泵式多联机（水/空气热泵中旳一种）替代老式水 环热泵空调系统中旳室内小型水/空气热泵机组。其 他设备同老式水环热泵。
（1-水环多联机主机；2-室内机；3-水环路循环水泵；4-空气/水热泵；5-冷 却塔）
水环多联机系统旳特点：
❖ 水环路旳引入使水冷热泵多联机旳制冷剂管路由庞大而复 杂变得简朴而短小。
水环热泵旳合用性
水环热泵空调系统是一种热回收系统，当 建筑物内有大量余热，而部分空调区域需 要供热时，经过水环热泵空调系统可将建 筑物内余热转移到需要热量旳区域，水 环热泵空调系统可取得良好旳节能效果。 因为我国版图广阔，地域差别较大，详细 应用时应根据本地气象条件、建筑形式、 内部负荷等原因作详细旳经济分析与比较 ，才干拟定有效方案，以发挥水环热泵系 统旳节能效果。
泵机组，将水源热泵旳主机装在卫生间旳吊顶内。
• 2、保存原有空调系统旳冷却塔作为热泵空调系统旳排热
设备，因为原冷却塔为开式冷却塔，故又选用一台40m2阿 法拉伐板式换热器，使开式冷却塔与水环路采用间接连接 方式。
• 3、选用320m2旳清华阳江太阳能热水器、热水箱和格兰
富循环泵作为水环热泵空调系统旳加热设备。
个不同城市、不同类型建筑应用时旳节 能性进行了模拟研究，并得出了如下结 论：
• （1）总旳来说，水环热泵空调系统旳整年能 耗最低，与其他几种空调系统相比，整年运营 节电率在28%以上，最高可达76%；
• （2）在温暖气候条件下，水环热泵空调系统 与其他形式旳空调系统相比，节能率更高；
• （3）对于大型旳建筑物，内区负荷与外区负 荷比值越大，使用水环热泵空调系统旳节能率 越高；
几种空调系统技术经济指标值旳比较
地(水)源热泵空调基本概念
地/水源热泵空调基本概念1.什么是"地源/水源/水环热泵空调"？地源/水源/水环热泵空调是利用地球表面或浅层水源作为冷热源, 将低品位热能转化为用于供热的高品位热能以及用作制冷时的冷却水的空调系统。
地源热泵系统以土壤作为低温热源, 水源热泵系统利用湖水、河水、地下水、矿井水这样的自然水源作为冷热源, 水环热泵是用一个循环水环路作为冷热源, 当环路水温超过一定温度时, 冷却系统启动, 当水温低于一定温度时辅助加热系统启动。
2.地源/水源/水环热泵空调"系统组成、运行原理及优点地源热泵系统（1）系统组成系统是由下列部分所组成: 地源热泵机组、循环水泵、水管环路、水系统控制箱和室内温控器等。
地源热泵空调机组是一种水冷式的供冷/供热机组。
机组由封闭式压缩机、同轴套管式水/制冷剂热交换器、热力膨胀阀(或毛细膨胀管)、四通换向阀、空气侧盘管、风机、空气过滤器、安全控制等所组成。
机组本身带有一套可逆的制冷/制热装置, 是一种可直接用于供冷/供热的热泵空调机组。
（2）运行原理地源热泵系统是一种由双管路水系统连接起建筑物中的所有地源热泵机组而构成的封闭环路的中央空调系统。
在冬季, 地源热泵系统通过埋在地下的封闭管道(称为环路)从大地收集自然界的热量, 而后由环路中的循环水把热量带到室内。
再由装在室内的地源热泵系统驱动的压缩机和热交换器把大地的能量集中, 并以较高的温度释放到室内。
在夏季, 此运行程序则相反, 地源热泵系统将从室内抽出的多余热量排入环路而为大地所吸收, 使房屋得到供冷。
尤如电冰箱那样, 从冰箱内部抽出热量并将它排出箱外使箱内保持低温。
（3）优点1) 地源热泵系统能充分利用蕴藏于土壤和湖泊中的巨大能量, 循环再生, 实现对建筑物的供暖和制冷。
因而运行费用较低。
2)节能地源热泵比风冷热泵节能40%, 比电采暖节能70%。
比燃气炉效率提高48%。
所需制冷剂比一般热泵空调减少50%。
关于水环热泵中央空调系统的探讨
关于水环热泵中央空调系统的探讨摘要：随着中国经济的高速发展，大量高层、超高层建筑在全国各地拔地而起，空调业也随之飞速发展，呈现出一派勃勃生机。
本文拟就水环热泵系统在空调领域中的应用谈谈自己的一些粗浅看法，介绍了水环热泵系统的工作原理，水环热泵机组及系统的特点，并阐述了该系统的设计方法，不当之处，敬请指教。
关键词：水环热泵；中央空调系统；设备；设计1 热泵空调系统原理1.1 相当一段时间以来，国内许多地区，热泵空调技术得到了非常广泛的应用。
热泵空调机组以其节约有效建筑面积、使用灵活、既可制冷又可制热，受到暖通设计师们和业主的青睐，在空调领域已占有相当重要的地位。
目前，在民用建筑中使用的热泵机组种类很多，按其工作原理，应用最广泛的是空气源热泵（即空气—空气热泵，空气———水热泵）；还有一类是水———空气热泵。
前者是靠冷媒传向而完成的制冷或制热循环的，很显然，其热泵机组的制冷或制热效果会直接受到室外干湿球温度影响的，环境温度愈高，制冷能力下降愈多；环境温度愈低，其制热能力下降愈甚，甚至需停机化霜才能再启动，故选择空气源热泵时必须考虑各种因素，而不能不加分析地一哄而上。
已经发生一些选择空气源热泵作为冷热源的中央空调系统不能正常工作的例子，有关空气源热泵的论述已很多，本文不作过多的叙述。
而作为后者，即水—空气（水环热泵）是靠水转向而完成制冷、制热循环的。
1.2水环热泵机组是一种能够从低温物体中吸取能量，并把热量传递到高温物体的装置。
其工作原理是：夏季（高温工况下）它能把室内空气中的热量通过制冷剂把热量经循环水系统，再经冷却塔排至室外，使房间降温，达到设计工况；冬天（低温工况下）依靠制冷剂吸取循环水系统的热量供给室内，达到房间采暖加热的目的。
这种利用制冷机的冷凝器释放出热能的装置，即为“热泵” 。
下图分别是水环热泵供冷与供热模式：图一中，压缩机（1）泵出冷媒气体经转向阀（2）到水/ 冷媒盘管（3），该盘管作为冷凝器把冷媒气体冷凝为液体，循环水把热量带走，水温升约为6—8℃。
水环热泵空调系统..
水环热泵循环水温范围
水环热泵空调系统的节能效果受到各种因 素的影响，包括建筑所处的气候类型、建 筑形式、建筑内部负荷以及环路循环水温。 在其他条件不变的情况之下，循环水温是 水环热泵机组运行能耗的决定性因素。 循环水温升高，制热工况下运行的水环热 泵机组的蒸发温度升高，其制热性能系数 （COP）增大。而此时，制冷工况下运行的 水环热泵机组的冷凝温度升高，其制冷能 效比（EER）减小。
水环热泵空调系统及其评价
水环热泵空调系统的组成 1、室内水源热泵机组（水/空气热泵机组） 2、水循环环路（定压装置、排水放气装 置、补水及水处理装置、水泵及附件等 3、辅助设备（冷却塔、加热设备、蓄热 装置等） 4、新风与排风系统（通常采用独立新风）Biblioteka 典型的水环热泵空调系统原理图
（1-水/空气热泵机组；2-闭式冷却塔；3-加热设备；4-蓄热容器；5-水 环路的循环水泵；6-水处理装置；7-补给水箱；8-补给水泵；9-定压装置； 10-新风机组；11-排风机组；12-热回收装置）
水环热泵空调系统 Water-Loop Heat Pump System
• 定义： • 水环热泵空调系统是指小型的水/空气热 泵机组的一种应用方式，即用水环路将小 型的水/空气热泵机组（水源热泵机组）并 联在一起，构成一个以回收建筑物内部余 热为主要特征的热泵供暖、供冷的空调系 统。
水环热泵的本质
• 水环热泵系统的出现、存在、发展，其生 命力在于具有热回收功能，其最主要、最 本质的优点是可以利用制冷空调房间排放 的冷凝热来加热供热空调房间，从而提高 了建筑物内部的能源利用系数。
国内外研究现状
• 水环热泵系统早在1955年就在美国申请 了专利，并于20世纪60年代在美国加尼 利福亚州出现，故也被称为“加利福尼 亚系统”；该系统在20世纪70年代进入 日本，并有很多工程实例的应用；80年 代以来进入我国，早期在深圳、上海、 北京等城市有一些工程实例。
水环热泵空调系统的设计
水环热泵空调系统的设计摘要：随着中国经济的高速发展，大量高层、超高层建筑在全国各地拔地而起，空调业也随之飞速发展，呈现出一派勃勃生机。
本文介绍了水环热泵空调系统的工作原理，并阐述了水环热泵系统设计的方法。
关键词：水环热泵工作原理系统设计Abstract: along with the rapid development of China’s economy, a lot of high-level, ultra-high buildings all over the country in the ground, and then KongDiaoYe rapid development, presents a vitality. This paper introduces the water loop heat pump air conditioning system principle of work, and expounds the loop heat pump water system design method.Keywords: water loop heat pump working principle system design1水环热泵的概念水环热泵中央空调系统，当前国内对其较为普遍的定义为：是以双管封闭式循环水管路将建筑物内各台水源热泵机组有效地连接起来的热泵空调系统。
由以上定义可知，水环热泵空调系统中两个关键的部分为水环路和水环热泵机组。
其中水环路，亦称循环水系统，是作为系统中各水环热泵机组配能量载体，供暖时它作为机组的吸热源，制冷时作为机组的排热源，而其不足或多余的热量通常需要通过其他加热或散热手段来处理。
水环热泵机组一般为小型水一空气热泵机组，该机组直接将循环水作为其冷热源，直接与室内空气进行热交换。
水环热泵的本质是水源热泵机组的一种应用形式，与采用大型水源热泵机组的集中式系统不同的是，水环热泵系统是一种分散式系统，各机组均能单独实现供暖和制冷功能，并直接置于空调房间，承担室内负荷；水系统中流动的不是冷冻水或热水，而是常温的循环水。
热泵空调系统的基本原理
热泵空调系统的基本原理热泵空调系统是一种能够实现制冷和制热的高效能系统。
它利用了热力学的基本原理，通过循环过程来实现室内空气的调节。
下面将详细介绍热泵空调系统的基本原理。
1. 热泵循环过程热泵空调系统的基本原理是通过热泵循环过程来实现室内空气的调节。
这个循环过程包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个阶段。
在蒸发器中，制冷剂处于低压状态下，吸收室内空气中的热量并蒸发成气态。
这样，室内空气的温度就会下降。
然后，制冷剂进入压缩机，被压缩成高温高压气体。
在这个过程中，制冷剂释放出热量。
接下来，高温高压的制冷剂进入冷凝器，通过散热的方式，使制冷剂冷却并变成液态。
这样，系统中的热量就被释放到室外环境中。
液态的制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，重新开始下一个循环循环过程。
2. 制冷和制热模式热泵空调系统可以实现制冷和制热两种模式。
在制冷模式下，热泵系统通过吸收室内热量并释放到室外环境中来降低室内温度。
而在制热模式下，热泵系统通过吸收室外热量并释放到室内来提高室内温度。
这是因为热泵系统能够利用环境中的低温热源和高温热源来实现制冷和制热。
在制冷模式下，它利用室内的高温热源，将热量从室内转移到室外，以降低室内温度。
而在制热模式下，它利用室外的低温热源，将热量从室外转移到室内，以提高室内温度。
3. 能效比热泵空调系统的能效比是衡量其能效的指标之一。
能效比是指在制冷或制热模式下，热泵系统所提供的制冷或制热量与所消耗的能量之间的比值。
热泵空调系统的能效比通常大于1，这意味着它能够以较低的能量消耗来提供相应的制冷或制热效果。
这是因为热泵系统能够从环境中获取热量，并将其转移到所需要的地方，而不是通过直接消耗能源来产生热量。
4. 利用可再生能源热泵空调系统还可以利用可再生能源来提高其能效。
可再生能源包括太阳能、地热能等。
通过利用太阳能集热器或地热能系统，热泵系统可以从可再生能源中获取更多的热量，并将其转移到室内或室外。
这种利用可再生能源的方式可以进一步减少对传统能源的依赖，降低能源消耗和环境污染。
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一、水环热泵空调系统的原理
水环热泵空调系统的基本工作原理是：在水/空气热泵机组制热时，以水循环环路中的水为加热源；机组制冷时，则以水为排热源。
当水环热泵空调系统制热运行的吸热量小于制热运行的放热量时，循环环路中的水温度升高，到一定程度时利用冷却塔放出热量；反之循环环路中的水温度降低，到一定程度时通过辅助加热设备吸收热量。
只有当水/空气热泵机组制热运行的吸热量和制冷运行的放热量基本相等时，循环环路中的水才能维持在一定温度范围内，此时系统高效运行。
2 水环热泵空调系统的优点
上世纪80年代初期在我国应用的一些水环热泵空调系统显示出了许多的优点：如回收建筑物余热的特有功能；不像传统锅炉那样会对环境产生污染；省掉或减少常规空调系统的冷热源设备和机房；便于分户计量与记费；便于安装、管理等。
据有关文献的预测分析，水环热泵空调系统上一种很有前途的节能型空调系统[2]。
下面，本文从组成系统的三个方面逐一分析水环热泵空调系统的优点。
2.1 水循环环路方面
首先，按水环热泵空调系统在建筑物中的用途，它属于热回收式热泵系统。
在室外空气温度较低的情况下，建筑物的周边区需要额外的热量来
维持室内温度的稳定舒适；与此同时，建筑物的内区则因为存在室内热源（如照明、设备、人体等散热），而需要降低室内的温度。
水环热泵空调系统通过同时连通建筑物周边区和内区的水循环环路，可以将内区产生的余热转移到周边区，在对内区供冷的同时对周边区供热，而不存在或者少量存在常规空调系统在同种情况下的冷热量抵消所造成的能量浪费。
因此，该系统的建筑物热回收效果好，在充分利用余热的同时节约了能源。
当建筑物内部同时由供热工况机组和供冷工况机组模式同时运行时，采用水环热泵空调系统的运行费用最多可降低至50％左右。
其次，与上类似，为了达到同时供冷供暖的效果，相对于常规空调系统必须采用造价昂贵的四管制风机盘管系统而言，水环热泵空调系统的水循环环路仍然采用两管制。
如此，就不会存在或者减少常规的四管制的风机盘管系统对各个条件要求不同的房间空调时所出现的冷热量抵消，避免了由此造成的能量的无谓消耗，更节省了管道系统的初投资费用。
再次，由于水循环环路中的水温在常温范围内、与其环境温度的温差不大，所以常温水所消耗的能量比常规空调系统小得多。
同时，因为减少了输配过程中的冷热耗散等损失，环路的热损失也比常规空调系统要小得多。
总的来说，水环热泵空调系统与常规空调系统相比，仅管道热损失减少这一项，节能效率约为8％～15％[5]。
而且，由于水循环环路管道可不设保温和防潮隔湿，还能减少保温层及其它的一些材料费用。
2.2 小型水/空气热泵机组方面
水环热泵空调系统一般采用的都是室内的，根据室内负荷的大小分别。