水源热泵系统蓄能节能的可行性吴薇张小松2南京师范大学动力学院，江苏南京东南大学03肘研宄所，江苏南京和节能效果，提出了采用低谷电储热取代锅炉作为系统水源热输入的热源的新思路，并对这种新方法的效果和意义进行了分析。

　　水源热泵系统水源热泵系统输是商业公用建筑供暖空调的种有效装置。此系统通过热回收和热平衡来取得节能效果。l个WLHP系统包括多台水源热泵饮3只，这些贾5只，由1个闭式的循环水管路连在起。该水源管路既作空调工况下热泵的冷源，又作供暖工况下热泵的热源，因而在同时间内，水源热泵系统可以将建筑物需制冷的地区特别是核心地区的热量用于建筑物需供热的地区特别是周边地区，因而对大型建筑物有着巨大的节能增效。

　　界1系统有3种运行工况1单冷工况。当只有冷负荷时，所有热泵运行于空调工况，热泵向水源管路排热，水源的温度上升，冷却塔运行来保持水源温度低于个大值，般是32丈。纟供暖工况。只有热负荷时，所有热泵运行于供暖工况，热泵师。

　　张小松仂60，男，东南大学，3开宄所副所长，教回水管向水源管路吸热，水源的温度下降，加热器向水源供热以保持水源温度高于个小值，般是16丈。同时供冷供暖工况。此时，些热泵运行于供冷工况，其他运行于供暖工况，而且供冷工况热泵的排热作为供暖工况热泵的热源。如果供冷热泵的排热大于供暖热泵的吸热，冷却塔运行排除多余的热量。反之，加热器供热来保持水源温度的热平衡。加热器可以是煤气油锅炉，电加热器或地热热源。地热热源系统1.

　　这3种运行工况中，同时供冷供暖工况在实际应用中为普遍，而且在空调供暖系统中是种的运行模式，它的性能和节能效果有别于传统的空调供暖系统。

　　2水源热泵系统现存的问水源热泵系统不仅具有节能的巨大优势，它还具有成本相对较低易于装配和增添组件区域控制和易于统计热储备等优点，因而被广泛应用于商业和公共建筑物中。但是，要系统地设计和优化整体的水源热泵系统的运行还缺少相关的试验数据。对此，套综合性的试验工程在位于31810，6，1代性和实用性。

　　试验工程的目的是获得0系统及其组件在全年各个季节的能量需求和使用；确定系统各组件之间，以及和建筑物在运行中的相互关系作用；利用试验数据和分析优化设计更加节能的系统结构和控制策略；后为贾系统的计算机模拟优化提供依据。

　　12，具有良好的核心区和周边区。使用双管界1系统l台300kW，10级电锅炉和l台闭式冷却塔。试验的测量数据有各台热泵冷却加热所需时间；锅炉冷却塔泵风机循环泵和整个大楼的能量消耗；水循环室内空气温度和回风温度；室外空气阀的开启时间及状态；以及包括空气相对湿度和太阳辐射的天气状况。

　　试验结果明，1系统在各个季节气候条件下都现出了令人满意的运行状态，且系统及其组件的运行很稳定，但在能量利用及其效率等方面仍有须进步改善的地方热平衡方面。在WLHP系统中，热泵向循环水同时吸热和排热是极为重要的因素，但试验结果明建筑物核心区和周边区之间的换热并不象预想寒冷的清晨，核心区热栗象周边区热泵样处于供暖状态。而在般供暖期和过渡季节，核心区热泵处于制冷状态，同时周边区热泵的热负荷又很低。因而在冬季和过渡季节同时供冷和供暖的现象并不频繁出现。这样，带来的大的影响就是在供暖季节的绝大部分时间里系统的热负荷主要要由电加热器锅炉来供应，导致巨大的能源消耗和经济损失。由于供应的能量巨大，冬季理想的热平衡室外温度低于2丈或4就显得相当重要，同时对如何减少水源加热器的功率消耗，也成为降低评系统运行成本的重要环节。

　　循环热源方面。电加热器由于其结构简单，相对低的基础成本和易于组合安装等优势，在贾系统中得到普遍的使用。但是，电能消耗量在严寒供暖期，甚至是在般供暖期，都占据整个建筑需要巨大的电能能量。另外，装备电锅炉的，系统还需要对锅炉负荷控制水源循环温度和循环热平衡进行额外的维护。而且为了避免系统效率过低，还要对系统的冷却塔进行维护和改进，这主要是因为锅炉的电阻加热能耗而产生的。

　　蓄热办法可以和电锅炉同时使用以减少清晨供暖高峰的能源消耗。据估计，采用1台数千加仑1加仑相当于3.785的蓄热水箱将在3年后开始收益，其中的绝大部分收益是来自减少了能源的消耗。蓄热办法还可以应用于过渡性季节以取得节能的效果，通过将每天下午的排热蓄积起来用于第天早晨的能源供给来达到减少电能消耗的目的。

　　采用蓄能电加热蓄能空调这几年在国内受到日益广泛的重视，正在投入实际应用，它的优势在于，节省费用，提高经济效益。蓄能方式主要是将白天高峰期用电转移到夜间，许多地区为鼓励夜间用电，在电价结构上采取倾斜政策。空调用户在这种运行方式下显然可节约电费。电力负荷管理上具有移峰填谷的作用。电力使用中巨大的峰谷差直是个突出的问，在经济发达地区尤为严重。上海1993年日高用电峰谷差为198.7万同年华东电网的峰谷差达660.1万kW，约占装机容量的25.在空调系统中运用蓄能技术，能使用电负荷稳定，减少能源不必要目前常用的蓄能空调是冰蓄能空调系统。其实电热锅炉加水蓄热系统具有独到的优势，同样对电力系统有移峰填谷的作用。另外该系统结构简单投资少使用方便，尤其是与水源热泵联合使用，利用夜间低谷期的低廉电价加热水，白天投入循环，既满足水源热泵冬季需辅助加热的要求，又提高了经济效益，同时减小制冷机容量，降低了设备初投资。

　　地热作为热源时的相关计算如果采用地热作为水源热泵系统的水源热输入，在定性的方面必然会带来很好的节能效果，但在定量方面，需要通过数据计算来衡量和分析。

　　1系统中，水源的温度由冷却塔和加热器共同作用控制在1632.。在3个模式中的任模口水温的函数。按参考文献l的统计数据，WSHP专研宄美国制冷空调人阳320标准85交9.4丈进水温度时的制冷系数和70幻。1时的制热系数。本文中假设，尸1=3.2=4.0.

　　为简化计算，对建筑物的冷热负荷作了假设，如蜊对玷招欠化瓯相对冷珥负衍，茌庄大多数建筑物除了地理位置位于严寒地区的准值1.而建筑物的周边区受到各种因素，如室外温度日照风雨等的影响，周边区热负荷，在定室外温度下是建筑物结构尺寸的函数。为简化计算，以队为基础，假定认为厂的线形函数，则得h=QckTMll.

　　运行于供冷工况下，核心区热泵的排热为当，小于，时，加热器开始运行，以维持水源温度不低于16丈，即加热器的负荷是认和，的差值从上式可以算出水源的平衡点，也就是在某个室外温度下，供冷热泵的排热等于供暖热泵的吸热，此时，系统的冷却塔和加热器都停运。由上如果假设相对热损失财=6，可求得打=3.09.打是随着周边区相对热损失而变化的，竹随财的增加而增加，如果财相对于认相当大，或相对于财相当小，则打接近供暖的开始温度，即8，明此时供暖负荷占主要地位，热泵的运行工况接近供暖工况。

　　供冷供暖工况下热泵功率的输入分别是同时供冷供暖工况下热泵功率的总输入是贾，系统的能量消耗是热泵加热器以及冷却塔功率消耗的总和。为简化计算，冷却塔的能量消耗在冬季供暖期可以忽略不计。

　　当室外温度分别高于和低于平衡点温度打时，贾0系统的水源温度分别是32和16丈，由！2和式可知，热泵供冷供暖工况下的功率消耗分别是热泵的总功率消耗为+肌当水源温度低于平衡点温度打时，加热器运行，其热输出为热泵的总功率消耗和加热器热输出队均随室外温度呈线形关系。从中可知，当室外温度低于打时，加热器运行，其能量消耗的增长速率即直线的斜率大于的增长速率，而室外温度低于2.5尤时，加热器的热输出将大于奶。

　　午外气，厂。

　　另1认系统的晚鲎泊衿宰外3呔的灭牝芏系4相3.5！计，消酬1呷相对协，央。1；的支化关竽采暖期累积能量消耗是个非常重要的参数，它直观地明了贾系统的能量消耗以及节能效果。采暖期的累积能量消耗可用采暖度日值来计算。本文利用相对值，广进行比较和分析，而将。181定义为热泵加热器等的累积能量消耗除以冷负荷认的累积能量消耗。

　　对热泵和加热器能量消耗分析结果明，加热器的能量消耗占曹系统中很大部分。4中出现了交叉点财=5.38，在该点加热器的能量消耗等于热泵的能量消耗，如果此时节约加热器的电能消耗，则水源热泵系统可节能50.如果按本文的财=6，可以计算出利用低温地热时，贾系统在非优化工况下可节能53.3，优化工况下可节能54.4此处未计算燃烧锅炉的热效率。

　　我国北方大部分地区地热采暖系统的地热排水温度均在45以上，如将这种废弃的排热取代锅炉用来供给贾1系统，作为水源加热器的热量，不仅降低了地热的排放水温度，防止或减少了热污染，达到环保的要求，而且加大了地热的供暖能力，使地热的排热得到合理利用，同时减少了原来贾，系统的电能负荷，取得显著的节能效果。

　　以收到良好的节能效果和环保收益，因而是种很有发展前景和经济效益的新方法，值得推广利用。

　　李新国。水源热泵应用低温地热的节能效果分析。

　　李新国。低温地热运用热泵供暖的技术经济分析1.

　　5结论刘道平。昼夜蓄冷技术在中国的应用前景。制冷。

　　通过计算可以得出以下结论，水源热泵系统中本栏责任编辑卢毅我国电力行业今年擂躜，速增长势头新华社信息据国务院发展研宄中心如00年中国产业发展跟踪研宄年度报告分析，2001年我国电力行业将继续保持平衡快速增长势头。

　　报告认为，2001年上半年电力需求的快速增长，是在1999年6.5较快速增长的基础上的进步增长，虽有定的恢复性质，但随经济好转而持续稳步增长的成份更大。20，年以后，在经济，长的带动下，加上我国人均电力消费水平较低电力需求仍将保持较快速增长，增长速度达到6.5左右。其次，随着电力行业市场化改革的加快，全国联网断增强，以及电源解决方式的多样化和灵活性不断增强，预计今后几年全国大部分地区电力供需将实现基本平衡，局部地区可能会因为些不可预或特殊因素出现暂时的供不应求情况。再次，电价电力与其它能源的比价以及国内外高耗电产品价格对电力供需形势的影响将越来越明显，尤其影响高耗电行业的用电状况。目前全国电价水平不平衡，总体是东高西低，东部综合到户平均电价大体是0.50.6元让贾4，西部地区大体在0.40.5元让贾士。2001年电价较大幅度变化的可能性不大，因此，影响电力供需形势的要素主要是电力与其它能源的比价和高耗电产品的市场情况。后，随着第产业和居民生活用电比重的增加，2001年各地区仍将呈现大负荷增长速度超过用电量增长速度的趋势，个别地区有可能出现用电量增速高于大负荷增速的情况。根据上述分析判断，预计2001年电力需求的增长速度可保持较快速度增长，增长速度大致在67.口电力将在南水北调中发挥积极作用新华社信息据有关方面介绍，电力行业将在即将开工的南水北调工程中发挥积极的作用。

　　据了解，南水北调工程东线方案是从长江下游扬州江营江面抽引长江水，沿途20多个大型电力抽水站将水逐级提升，经13个梯级，35座泵站，后进入河北天津，输水干线长达50口经济动态