地源热泵系统自动控制
家庭供热系统中使用的地源热泵的循环泵配置与运行控制策略
家庭供热系统中使用的地源热泵的循环泵配置与运行控制策略地源热泵作为一种高效环保的供暖方式，被广泛应用于家庭供热系统中。
地源热泵利用地下土壤或地下水中蕴藏的热能进行供热，具有节能、环保、稳定的特点。
在家庭供热系统中，地源热泵的循环泵配置与运行控制策略是确保系统正常运行的关键。
循环泵作为地源热泵系统中的重要组成部分，主要负责将热泵所提供的热能传递到整个供热系统中的各个供热设备中。
循环泵的配置需考虑供热系统的规模、设计温差、管网的阻力以及泵的性能参数等因素。
首先，循环泵的配置应与供热系统的规模相匹配。
一般来说，小型家庭供热系统可采用单级循环泵，中型家庭供热系统可采用双级循环泵，大型家庭供热系统可采用多级循环泵。
循环泵的级数和叶轮直径需根据供热系统的设计流量和扬程来确定，以确保泵能够提供足够的供热能力并克服管网的阻力。
其次，循环泵的配置还需考虑供热系统的设计温差。
设计温差是指供热系统中供回水温差的设定值，一般为5℃~10℃。
根据设计温差的大小，可以选择恒流循环泵或变流循环泵。
恒流循环泵适用于设计温差较小的供热系统，能够保持供热系统中的温差稳定。
而变流循环泵适用于设计温差较大的供热系统，能够根据供热负荷的变化自动调节供水流量，保证供回水温差始终在设计范围内。
同时，循环泵的配置还需考虑管网的阻力。
管网阻力是指供热系统中水流经管道时受到的阻碍作用，主要由管道的长度、直径、弯头、节流装置等因素决定。
为了克服管网的阻力，循环泵的扬程应根据管网的阻力进行合理设计，以确保水能够充分流通并传递热量。
在地源热泵系统的运行控制策略方面，主要包括启停控制、温度控制和流量控制三个方面。
首先，地源热泵的启停控制是一种常用的控制策略。
根据供热系统的热负荷需求，地源热泵可以通过温控器或智能控制系统实现自动启停。
当供热系统的室内温度低于设定值时，地源热泵启动供热，循环泵开始工作；当室内温度达到设定值时，地源热泵停止供热，循环泵停止工作。
《地源热泵设计规范》课件
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换热器长度与间距
根据土壤导热系数、埋管 方式等因素，给出换热器 长度的合理范围及间距推 荐值。
地面系统设计
冷凝器与蒸发器选型
根据系统负荷、气候条件等因素，选 择适合的冷凝器和蒸发器型号及配置 。
管道与阀门设计
给出管道材料、管径选择及阀门配置 的原则，以确保系统的稳定运行及维 护方便。
控制系统设计
介绍地源热泵系统的自动控制系统， 包括传感器、执行器及控制逻辑的选 用与设置。
详细描述
地源热泵是一种高效、环保的能源利用方式，通过利用地下土壤、地下水、地 表水等自然资源的温度，实现冷热交换，从而为建筑物提供冷暖空调等需求。
地源热泵工作原理
总结词
地源热泵利用逆卡诺循环原理，通过热泵机组将地下 土壤、地下水、地表水等自然资源的热量或冷量提取 出来，经过换热器与空调系统进行热交换，最终实现 制冷或制热的目的。
地源热泵的优点和局限性
• 总结词：地源热泵具有高效节能、环保可再生、运行稳定可靠、维护费 用低等优点，但也存在初投资较大、受地理环境限制等局限性。
• 详细描述：地源热泵作为一种高效、环保的能源利用方式，具有许多优点。首先，它能够利用地下土壤、地下水、地表 水等自然资源，实现冷热交换，从而为建筑物提供冷暖空调等需求，且运行费用较低。其次，地源热泵系统运行稳定可 靠，维护费用低，使用寿命长。此外，地源热泵还具有环保可再生的特点，不会对环境造成污染。然而，地源热泵也存 在一些局限性，如初投资较大，需要一定的场地和地质条件才能实施等。因此，在选择地源热泵系统时，需要综合考虑 其优缺点和实际情况。
系统寿命优化
总结词
延长系统寿命
详细描述
通过合理的地源热泵系统设计和维护，延长系统的使用寿命，降低更换设备和维修的成本。具体措施 包括选用耐久性好的材料、定期进行设备检查和维护、及时更换易损件等。
地水源热泵系统介绍1(1)
2.2 水源热泵系统工作原理
• 水源热泵系统是一种可同时实现采暖和制冷的高效节能空 调系统，它主要是以地下水中的热能，作为热泵夏季制冷 的冷却源、冬季采暖供热的低温热源；即在冬季，热泵把 水中的热量“取”出来，供给建筑物室内采暖；夏季，把 建筑物室内的热量取出来，释放到地下水中去，达到建筑 物制冷目的。
• 地埋管地源热泵系统能效比高一般都在4.0以上， 通常热泵机组消耗1单位的能量，再加上土壤中储 存的3单位的能量，用户可以得到4单位以上的热 量或冷量，节能效果明显。
地源热泵系统原理示意图
地源热泵系统原理示意图
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• 3. 地源热泵系统发展背景
• 2005年，国家发展改革委“可再生能源和新能源 高技术产业化专项”重点支持了一批风力发电、 太阳能光伏发电、太阳能供热和地源热泵供热 （制冷）、氢能等方面的产业化项目。在太阳能 供热和地源热泵供热（制冷）方面，开展新型太 阳能热水器和地源热泵系统产业化。包括高可靠 性新型真空管集热器、大面积中高温太阳能热水 系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及 其配套系统。
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• (3) 节水省地 • 1）以土壤为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗
水资源，不会对其造成污染。 • 2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，
机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利 于建筑的美观 • (4) 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供 热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放 燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友 好，是理想的绿色环保产品。 • (5) 运行安全稳定，可靠性高 • 地源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧 化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙烷气体，因而也 不会有发生爆炸的危险，使用安全。燃油、燃气锅炉供暖， 其燃烧产物对居住环境污染极
一种地源热泵智能控制系统[实用新型专利]
![一种地源热泵智能控制系统[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/0a749839ba68a98271fe910ef12d2af90242a8ed.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201921337504.7(22)申请日 2019.08.19(73)专利权人 浙江馥盛智控科技有限公司地址 310012 浙江省杭州市西湖区绿城西溪世纪中心一期520室(72)发明人 陈文宪 王涛 罗应金 (51)Int.Cl.F24F 11/89(2018.01)F24F 11/52(2018.01)F24F 11/58(2018.01)(54)实用新型名称一种地源热泵智能控制系统(57)摘要本实用新型公开了一种地源热泵智能控制系统，包括柜体以及安装在柜体内部的工控电脑，所述柜体内部还设有3排线槽，其中，最上层线槽里从左至右分别设有智能主控柜供电进线端子X1、熔断器FU1、总电源开关断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3、开关电源供电开关断路器QF4、传感器供电开关断路器QF5，中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3、中间继电器KA4、中间继电器KA5、插座CZ和开关电源PS。
本实用新型旨在使地源热泵系统运行在高效、高度智能化的状态：1.智能主控柜内有系统运行的控制策略（主机参数设置、阀门自动切换、水泵变频等），通过主机通讯板与主机实现通讯，并通过路由器与各设备智能控制柜进行通讯。
权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 210320523 U 2020.04.14C N 210320523U1.一种地源热泵智能控制系统，包括柜体以及安装在柜体内部的工控电脑，其特征在于，所述柜体内部还设有3排线槽，其中，最上层线槽里从左至右分别设有智能主控柜供电进线端子X1、熔断器FU1、总电源开关断路器QF1、断路器QF2、断路器QF3、开关电源供电开关断路器QF4、传感器供电开关断路器QF5，中间继电器KA1、中间继电器KA2、中间继电器KA3、中间继电器KA4、中间继电器KA5、插座CZ和开关电源PS，中间层线槽内部设有PLC和信号采集模块，底部线槽从左至右分别设有220VAC供电端子X2、24VDC供电端子X3和传感器接线端子X4；柜体内部还设有路由器TL和无线网关模块WG，熔断器FU1接入电源指示灯回路，断路器QF2为流量计与状态指示灯供电开关，断路器QF3为柜体内部用电负载开关。
智能化控制在地源热泵中央空调系统中的应用
文章编号：1009-6825（2012）22-0140-02智能化控制在地源热泵中央空调系统中的应用收稿日期：2012-05-08作者简介：孟新鸾（1980-），女孟新鸾（山西省招标有限公司，山西太原030001）摘要：结合太原武宿国际机场办公综合楼项目，探讨了智能化控制在地源热泵中央空调系统中的应用，简要介绍了该项目空调设计的选型及智能化控制系统要求，并阐述了地埋管、空调机房系统等不同系统中智能化控制的设计应用，为今后同类工程提供了指导。
关键词：智能化控制，地源热泵，中央空调中图分类号：TU831．3文献标识码：A在节能环保，要求PM2．5环境指数的今天，对于北方地区来说，冬季采暖的热源是一个重要的污染源。
地源热泵中央空调系统是一个解决北方地区冬季采暖重要的环保技术，智能化控制又是在此基础上保证系统良好运行，节能的一种重要措施。
针对太原武宿国际机场办公综合楼地源热泵中央空调系统智能化控制的具体工程实例，本文详细介绍了智能化控制在实际工程中的应用。
1工程概况太原武宿国际机场办公综合楼是太原武宿国际机场改扩建项目中的一个重要项目，为迎接第六届中国中部博览会的山西省重点工程之一。
工程位于太原市机场大道西侧，总建筑面积1．3万m 2，地下1层，地上4层。
内部功能设计全面，1，2层为东航、海航办公区，3，4层为飞行员、乘务员等的宿舍区，裙楼1层为24h 多功能餐厅、2层为多功能会议厅。
根据设计要求，中央空调系统为整个楼层提供冬季采暖、夏季制冷，同时为整个楼层提供24h 卫生热水。
整个中央空调系统采用智能化控制，空调主机房力争实现无人化管理。
太原武宿国际机场办公综合楼地源热泵中央空调系统是山西首例使用地源热泵技术进行空调系统的工程，也是一个标志性工程，为政府推广节能减排的形象工程。
2空调设计的选型及智能化控制系统要求整个空调系统机房设计选型为4台地源热泵空调机组，其中3台为空调系统使用，1台提供卫生热水。
地源热泵微机自动监控系统设计
右较 为稳 定 ， 和 工业 电子盘 可 根据 系统 的容量 要求 进 行配 置 。 内存
防 尘 键 盘 ，中 英 文 打 印 机 ，７ Ａ Ｕ Ｇ 三 星纯 平 显 示 １ Ｓ ＭＳ Ｎ
器， 干扰 抑 制 器 及 高 可靠 线 性 稳 压 电源 及 Ｕ Ｓ电源 等 等 。 Ｐ
《 工业控制计算机｝ ０ １年第 ２ ２１ ４卷第 ７期
周仕 强 （ 中国水利水电第九工程局有限公司建设工程分局， 贵州 贵阳 பைடு நூலகம் ０ ０ ） ５ ０ ８
摘 要
根 据 暖 通 专 业 的课 题 要 求和 试 验 要 求 ， 循技 术 先 进 、 用 方便 、 能 齐全 、 定 可 靠 的原 则 ， 定微 机 的 监 控 系统 与 遵 使 功 稳 确 常 规 仪 表 配 合 ， 空调 的 主要 运行 参数 进 行 自动 测 量 ， 对 自动 记 录 ， 自动报 警 ， 自动 控 制 。 该 系统 是 在 极 为 可 靠 的 工控 机 硬 件 基 础 上 采 用 了 国外 先进 的 组 态软 件 。增 强 了 系统 的 先进 性 、 靠性 、 可 实用 性 和 灵 活性 。
ｓｒ ｍ ｅ ｔａ ｔ ｍｅａ ｕｒ ｕ ｏ ｅｃ ｄ ａｕｏ ｔｕ ｎ ，ｕ ｏ ｓ ｅ ａ ｔ ｒ ｏｒ ｔ ａｌ ｍ ， ｔ ｃ ｔｏｌｔｅ ａｒ ａｕｏ ｏｎ ｒ ｈ ｍｏｓｌ ｒ ｎ ｔ ｙ ｕ ｐａ ａ ｅｅｒ ｆ ｉ—ｃ ｄｉｏｎ． ｉ ｓ ｓ ｅ ｒ ｍ ｔ ｏ ａｒ ｏｎ ｔ ｉ Ｔｈｓ ｙ ｔ ｍ ｉ ｏ ｔ ｅ ｓ ｎ ｈ
ｍｕ ｍ ｓｒ ｇｔ ｎ ｈ ｖａ ｃｅｃｒｄｉ ｌｙｐｒ ｃ ｉ ｂｉｔ ｎｄ ｇｉ ｆ ｔｅ ｙ ｔｍ ． ｔｅｎ ｈｅ ｔ ｅ ａｄ ｎ ， ｅ ｂｉｔ． ａ ｔ ｉ ｃａ ｌｙ ａ ａ ｌ ｏ ｈ ｓ ｓｅ ｉ ｅ
地源热泵空调系统使用手册
地源热泵空调系统使用手册及日常维护湖南省第三建筑工程有限公司目录第一部分日常注意事项及维护步骤 (3)一、技术分析 (3)（一）、地源热泵机组使用注意事项及日常维护 (4)1、日常检查及保养周期 (4)2、主机系统保养时常见故障和排除方法 (6)3、地源热泵主机使用说明 (8)（二）、风机盘管的日常维护 (9)（三）、组合式空调机组的日常维护 (12)（四）、循环水泵的日常维护 (15)（五）、加湿器的日常维护 (16)第二部分、空调运行记录表 (17)1、地源热泵机组运行记录表 (17)2、循环水泵运行记录表 (18)3、系统运行启停时间记录表 (19)4、风机盘管系统运行记录表 .......................... 错误!未定义书签。
5、新风机运行记录表 (20)第一部分日常注意事项及维护步骤一、技术分析中央空调系统日常运行时、外部系统影响及使用质量等方面工作因素，其系统内部循环系统、传热系统、控制系统、运转部件、气密性元件等可能或多或少会发生一些偏差或改变。
此时，使用时日常保养工作显得尤为重要，如系统不能得到及时的调整、清洗和处理，轻者可能造成设备或部件无法最佳工作，严重的将导致系统运行可靠性与使用寿命受到影响，并引起设备故障率与系统运行能耗的增加。
主要表现在以下几个方面：（一）：地源热泵机组使用注意事项及日常维护（二）：风机盘管的日常维护（三）：组合式空调机组的日常维护（四）：循环水泵的日常维护（五）：加湿器的日常维护（一）、地源热泵机组使用注意事项及日常维护1、日常检查及保养周期1.1、日常检查项目表1.3日常注意事项A.冷冻出水温度一般设定在7度。
（防冻结保护设定为5度，当天气凉爽，室内负载过低时可能出现水温下降过快，机器来不及停机出现防冻保护，要根据实际情况把水温设9度）。
B．夏季室内负载过高开机时可能会出现压缩机过载故障。
（这时应关小冷冻水泵减小水流量，当水温低于15度时再把水阀全部打开。
自动控制系统在地源热泵系统中的应用
２０１２ 年 ８月
删
玲
室 谰
ＲＥＦ ＧＥＲＡＴＩ ＲＩ ＯＮ ＡＮＤ Ｒ— ＯＮＤＩ ０ＮＩ ＡＩ Ｃ Ｔ１ ＮＧ
自动 控 制 系统 在 地 源 热 泵 系统 中 的应 用 ＊
李志华Ｄ 胡志 高Ｄ 张银安
”（ 京丰 盛新 能源科 技股 份有 限公 司） 南
根 据 建 筑 物 的布 局 及 功 能 ， 用地 埋 管 地 源 采 热 泵 系统 。地 源热 泵系 统采用 ２台制 冷量 为 １ ８ ０ ０
ｋ 的热 回收主机 和 １台制 冷量为 ３５ｋ 的高 温 ｗ １ ｗ 型全热 回收 主机 （ 供全 年 卫 生 热水 ） 提 。室 外 系 统
摘 要
周培海
（ 中南建 筑设 计 院） 。（ 湖北 出入境 检验 检疫局 ）
基于湖北 出入境 检验检疫局地源热泵 系统 ， 从地温监测 、 系统能效监测等方 面对 自控系统的原理 、
方法进行分析 ， 以期为 自动控制系统在地源热泵系统中的应用提供参考。 关键 词 地源热泵系统 ； 自动控制系统 ； 系统能耗监测
２ ０ ２。 ００ ０ｍ
埋 点分 布 ： 整 个 埋 管 区域 划 分 成若 干 区域 ， 将 在 每个 区域 内选 取 ２个 具 有代 表 性 的点 作 为监 测
点 。为 了满 足监 测需 求 ， 测点 应满 足如 下条件 ： 监 １ 测井 分 为 ２类 ： 类 是将 温度 传 感 器 同 ）监 一 竖直埋 管一 起 固定 下埋 （ 以下 称 为 ｉ 类监 测 点 ） 对 ， 管井进 行 监 测 ； 一 类 是 设 置 单 独 的 温 度 监 测 井 另
湖 北 出入 境 检 验 检 疫 局 综 合 实 验 楼 ， 于武 位
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湖南省内部分案列
邵阳新世界项目售楼中心
总建筑面积约为3000平米，共5层，地 下1层、地上4层）。中央空调功能上要求 提供制冷、采暖 以及全年热水。 地埋管设计在建筑物旁边绿化带下， 共计28口地埋井，深度为100米。采用同 程地埋管系统，分为3组，每组大约9口井。 由一台VKC040全热回收机组和一台VKC160 标准机组满足要求，热水箱为5吨。
2014-7-11
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集控上网
多台机组组成集控时，可通过集控器加载网络模块 Web-EC连接到网络。
2014-7-11
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网页界面
通过IE浏览器即可远程监控机组运行状态。
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湖南省内部分案列
茶陵妇幼保健院新住院大楼
一期门诊综合楼总建筑面积 14000平方米，其中地下室2000 平方米。夏季总冷负荷1047Kw, 冬季总热负荷800Kw，生活热水 负荷180kw；净化手术室采用一 套单独备用系统。 系统设计采用复合式地源热泵 系统，由136个有效深度为100米 的地埋管系统和一台200m3/h流 量的冷却塔共同组成。 主机采用2台GSG560地源热 泵螺杆机组，其中一台采用部分热 回收机组，满足夏季回收部分卫生 热水要求。另外采用1台GSG140 全热回收机组满足全年的卫生热水 要求。
PC
集控器
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集控功能
人机界面
可以采用大触摸屏或PC机。
2014-7-11
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地源热泵系统自动控制平台的类似画 面
系统总画面
系统参数
能源数据统计与分析画面
群控功能
通过群控站，对可实现机组、水泵、冷却塔等设备的综 合控制，达到节能和延长设备使用寿命的效果。
PC或触摸屏
•
地源热泵系统自动控制平台的基本功 能：
• 1、能源数据统计、分析、归档、查询、平衡分析、 成本分析等 • 2、能源的质量分析、质量跟踪、趋势评估、质量指 标报警等 • 3、能源设备相关的运行管理与支持、相关的计划编 制及跟踪 • 4、能源的在线预测分析、决策、电力负荷预测等。
集控功能
通过集控器 KCP可实现多机组集控功能 ；也可连接到PC机，实现远程开关机、参 数读写等功能。最多可集中控制8台机组。
湖南省内部分案列（别墅群）
株洲维多利亚别墅群
包括80套联排和独栋 别墅。采用VKC全热 水回收机组。
群控站
2014-7-11
14
群控功能
人机界面
形象化的运行界面，操作简便、直接。
2014-7-11
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群控功能
人机界面
图表化的数据记录，追溯性强，利于机组维护。
2014-7-1116群控Fra bibliotek能硬件配置
配置： DDC控制器套件+10.4寸 触摸屏屏+断路器+继电器+开 关电源+机柜等 控制对象： 采用先进的DDC总线控 制技术，最多可控制8台空调 主机、8台使用侧水泵、8台热 源侧水泵、8台冷却塔风机、 20个电动阀
湖南省内部分案列
中扬建设中扬和苑住宅楼
总建筑面积约为43366平米，共22层， 地下2层、地上22层（含局部架空层一 层）。中央空调功能上要求提供制冷和采 暖 。 系统分为商业部分和住宅部分。地埋 管设计在建筑物底板下，共计242口地埋 井。采用同程地埋管系统，分为21组，每 组大约11-13口井。采用复合式地源热泵 系统，由两台GSG螺杆机组满足要求。
2014-7-11
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故障短信通知
通过短信服务模块，在机组出现故障时按预先设定好的分 类，发送短信给预设的手机号码，最多可设置16个手机号码。
短信服务模块
2014-7-11
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单机上网
控制器可直接加载网络模块Web-EC连接到网络。
2014-7-11
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网络控制功能
网络服务： 通过网络模块 Web-EC可实现网络服务功能。使用浏览器进入 监控界面，实现远程诊断、远程维护。 需要配置网络模块 Web-EC。
集控功能
目 录
群控功能 故障短信通知
网络控制功能
1
地源热泵系统自动控制平台的重要 性：
• • • • 1、确保系统安全、可靠运行，智能化程度高，操作简单，避免设备 误动作或人为操作失误； 2、提高地源热泵系统运行效率 ，使主机、系统能效比最优，达到节 能目的； 3、保证水系统平衡。因为地源热泵空调是个大滞后的非线性系统， 扰动因素多 ； 4、通过控制系统平台对各参数（温度、压力、流量、负荷等）的监 测与联动，确保地埋管系统的换热平衡和土壤热平衡，确保系统使用 年限更久； 5、通过控制系统平台，各设备在运行过程中使用均衡，延长各设备 的使用寿命。
湖南省内部分案列
茶陵中医院新建工程
株洲市茶陵县中医院住院大楼、医技楼、门 诊楼工程。总建筑面积：31822m2。其中住 院楼地上16998m2，地下2394m2；医技、 门诊大楼为12430m2）。住院楼为地上12层 （其中第三、四层间设有换层，面积为 1342m2），地下1层；门诊楼为地上4层；医 技楼为地上6层，住院楼为48.9m；门诊楼为 17.8m；医技楼为23.8m。 设计空调负荷：K1-1352KW（其中K1'146KW风冷热泵机组备用），K2-676KW， K3-627KW。合计总冷负荷2655kW。热负荷 按照冷负荷75%计算，为1990kW。医院共设 400张病床，生活热水负荷设计为500kW。住 院楼采用温湿度独立控制系统。 系统设计采用复合式地源热泵系统，由380 个有效深度为100米的地埋管系统和一台 250m3/h流量的冷却塔共同组成。 住院楼采用1台GSG340高温地源热泵机组 配合溶液调湿新风机组满足要求，其他区域采 用2台GSG650地源热泵机组满足制冷采暖要 求；采用1台GSG650全热回收机组提供全年 的卫生热水。