水源热泵空调系统和多联机系统比较

水源热泵空调系统介绍

水源热泵空调系

一、系统的组成及运行原理

水源热泵空调系统主要由以下设备组成：

1、水源热泵机组；

2、散热设备，通常用开式冷却塔配水－水换热器或用闭式冷却塔；

3、辅助加热设备，通常用各类锅炉、城市热水管网、或太阳能收集器；

4、循环水泵；

5、冷却水系统，冷却水管常采用镀锌钢管；

6、冷媒系统，即主机与室内机的连接系统，常采用铜管连接。

下图是水环式水源热泵系统示意图，

室内机

水源热泵空调系统的运行原理是通过水环路系统，将多台水源热泵机组并联连接，从而实现各个空调区域不同的制冷制热需求。当空调房间需要供暖时，设在该空调房间的水源热泵机组按制热模式运行，水源热泵机组从水系统中吸收热量，向房间送热风；当空调房间需要供冷时，则按制冷模式运行，水源热泵机组向水系统中排放热量，向房间送冷风。

二、水源热泵系统在不同季节的运行方式

1、水源热泵系统根据季节不同，可以有以下几种不同的运行模式：

炎热季节

全部或绝大部分机组运行制冷模式，水源热泵机组将室内热量转移到水环路中，散热设备启动以降低环路水温，而辅助加热设备关闭。

寒冷季节

全部或绝大部分机组运行制热模式，水源热泵机组从水环路中吸收热量，补充室内的热损失，辅助加热设备启动，以补充水环路热量，散热设备处于关闭状态。

过渡季节

建筑物内同时有制冷和供热需求，水环路使得建筑物内部能量转移，当达到平衡时，散热设备及辅助加热设备无须启动。

2、当系统中供冷房间的总冷负荷稍低于供热房间的总热负荷，系统自身达到热平衡，外围散热设备和辅助加热设备均无须运行，整个系统处于最节能状态；

3、当水源热泵系统中供冷房间总冷负荷≥供热房间的总热负荷时，水环路中的水温就会逐渐升高，当超过上限值（通常设置为30℃）时，就要启动冷却塔进行散热，使得水温维持在30℃附近；

4、当水源热泵系统中供冷房间总冷负荷＜供热房间的总热负荷，水环路中的水温就会逐渐降低，当降低到上限值（通常设置为20℃），就要启动辅助热源进行加热，使得水温维持在20℃附近。

三、水环式水源热泵系统的热回收特性

在以下两种情况下，水源热泵系统处于同时制冷制热状态，其节能性也尤为突出：

①、在过渡季节，对于综合性建筑物，不同朝向和不同用途的房间对空调需求是不同的，朝着太阳的房间需要制冷，而背着阳光的房间需要供热；

②、在大型综合性建筑物中有些区域内部余热较大，如商场、餐厅、健身、娱乐等场所，即使在

严寒的冬季也需要制冷，而其它区域如办公室，走廊等则需要制热。

可以说水环式水源热泵系统是所有空调系统中唯一一种无须增加投资即可回收建筑物内部余热并加以利用的系统。

上图为水环式水源热泵热回收原理。从图中可以看出，同一系统中同一时间有两种运行模式不同的水源热泵机组，其中一些水源热泵机组因为室内有大量发热要制冷，而另一些机组因为大量建筑热损耗需要供热，假设供水温度为25℃，则按制冷模式运行的机组向水系统中排放热量，使得水温升高到30℃，而按制热模式运行的机组从水系统中吸收热量，使排放到系统中的水温降低到20℃，两者混合之后，系统水温便成为25℃。在这个过程中，制冷运行的机组将房间内的余热通过水系统输送到需要热量的制热机组，这就完成了一个热回收过程。当制冷和制热机组的数量达到一定比例，水环路中的水温将始终维持恒定，既不需要冷却，也不需要辅助加热，可以循环使用。当排除热量和需要吸收的热量不平衡时，可通过控制冷却塔或辅助加热设备弥补两者的热量差。

四、水源热泵空调系统优点

水源热泵系统的优点： 1 高效节能

机组效率高

水源热泵采用水冷却，水环工况下能效比可高达4.32，效率远远高于普通风冷热泵，需要的电力消耗也大大降低；

制冷制热

25℃

25℃

⏹天然热回收功能

水源热泵系统具有热回收功能，很容易将制冷机组排出的热量转移到需要热量的房间，达到热回收的效果；

⏹蓄热（冷）装置

水系统可以很方便和各种蓄冷、蓄热装置结合使用，充分利用各地的峰谷电价，从而可以降低运行费用。

2节省投资

⏹机房费用

小型水源热泵分散在建筑物吊顶内安装，不需要占用阳台，本项目的办公楼中，多联机每层占用阳台面积约26 m2，一栋塔楼占用阳台面积达到33×26=858m2，按每平方米售价1万元计算，采用水源热泵机组仅办公楼就能省下858万元，可为业主节省大量的资金;

⏹保温费用

水源热泵系统的冷却水温度为常温，全年温度通常在15~40℃范围内，保温工程费用可大大减少。

3计量方便

⏹分户计量

水源热泵空调系统是分散式系统，每台机组均可以单独接用户电表，所消耗的电力可以独立计量，而冷却塔和水泵耗电占系统总耗电量的比例极小，可采用分摊方式，这种计量方式公平简单。对于出租性质的办公楼、酒店式公寓、商铺等尤其适合；

4智能控制

⏹独立控制

每台水源热泵机组均配置单独的控制器，独立控制冷暖，人性化操作；

⏹集中控制

对于公共场所，可以通过集中控制器或监控软件系统对机组进行集中控制，提高空调管理效率。

5维护简便

⏹故障率低

水源热泵机组成熟可靠，比风冷热泵运行条件更佳，机组可靠性、寿命也优于风冷热泵；

⏹单台水源热泵出现故障不会影响整个空调系统；

⏹维护简单

水源热泵空调系统简单，且无特殊部件，配件购买及机组维护均很简便。

6安装灵活

⏹分批投入，缓解资金压力

水源热泵系统可先安装水系统（冷却水管、水泵、冷却塔等），根据实际出租情况分批投入

⏹安装位置灵活

水源热泵机组可根据建筑实际情况安装在室内天花内或室外，由于没有吸排风距离要求，故安装时仅需考虑最小的维修空间即可。

7高舒适性

⏹同时制冷制热

水源热泵机组均为独立控制，同一时间内，任何一台机组均可以任意选择制冷或制热模式，更加符合人体舒适性要求。

8运行稳定可靠

水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜、制热不稳定等难点问题。

9同时制冷制热

系统中不同的功能区可以同时制冷或制热，大大提高了人体的舒适性，满足现代群体个性要求，如综合建筑内区发热大，通常冬季还要制冷，水源热泵系统很容易做到。常规的中央空调系统必须采用四管制的末端才可以满足要求。

10自动运行

水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到15年以上。

水源热泵空调系统与变频多联机空调系统相比，主要区别在于：

1、室外侧冷却方式不同，水源热泵采用水冷方式，而变频多联机采用风冷方式；所以水源热泵的

能效要高的多。

2、室内侧，水源热泵采用一台主机对应一台室内机的简单形式，而变频多联机采用一台主机对