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在所有的热泵制冷 制热设备的大家族中，一般来说，效率最高的热泵应该属于水源热泵系统。北方寒冷地区，在采暖期内也至少有约 60％的供暖时间可以用空气源热泵单级运行，而在这段低温的时间里，空气源热泵的制热能力大大下降由于空气源热泵低温环境效率低的原因，在低温（0℃以下时）可以采用空气源热泵与水源热泵系统双级耦合运行。 具体的耦合方式为：北方严寒的冬季（如环境温度低于 0℃时），启动空气源热泵制取 10—20℃的热水（此时热泵也高效运行），为水源热泵系统提供低位能源，由水源热泵二次提温到 45℃以上，送到末端（如地热盘管）采暖。实现空气源热泵水源热泵双极耦合运行，提高了供暖可靠性。虽然增加了部分功耗，但比起用电、天然气等常规能源来说，仍然是节能的。 单、双级混合式热泵供暖系统。系统具体的运行工况为： （1） 当室外气温较高，空气/水热泵机组能够以最高的效率提供 45~55℃热水时，由空气/水热泵机组提供的 45~55℃热水直接经过风机盘管或地板辐射向建筑物供暖。 （2） 当室外外气温较低，空气/水热泵机组无法提供 45~55℃热水或提供 44–45℃时机组效率很低时，空气/水热泵机组改为提供 10~20℃温度。向水源热泵机组供应低位热源。由水源热泵提温后，供热到末端采暖。在这种单、双级混合式热泵系统中，只有当空气/水热泵机组无法以较高的效率直接提供 45 ~55℃时，水/水热泵才投入运行，这样就大大减少了系统按照耦合运行的时间。双级耦合热泵不仅解决了空气源热泵机组在室外气温太低时无法正常运行的问题，还充分利用了空气源热泵直接供暖的节能特性，使得系统有着更高的季节供热性能系数，更具有经济和节能价值。 另外，耦合供暖系统可在单、双级混合运行模式下交替运行，具有良好的负荷适应能力，从而可保持较高的能源利用效率。同时空气源热泵风冷冷热水机组既可以实现制冷、制热还可以实现全年提供生活热水。在大型的空调场所，常规水源空调设备需要备用机组。空气源热泵冷热水机组实际上也是水源热泵机组的备用机组，设备的初期投入增加并不大。如果配置保温水箱，机组可实现在谷电电价时间蓄热/ 蓄冷，降低运行费用。 小结： 该空调模式其实质是：空气源冷热水热泵机组+水源热泵机组联合空调系统。利用常规的水源热泵空调系统，只是冬季水源热泵机组热源来自空气源热泵。同时，该空气源冷热水机组本身也具备中央空调功能。设备投资整体上并没有增加，但提高了供暖、制冷的可靠性。空气源热泵和水源热泵机组的双极系统耦合，适合于北方地区应用的一种节能生态供暖系统。 我们讨论空气源与水源热泵耦合运行的意义： 由于空气源热泵采暖系统在冬季-5℃以后制热能力下降，为了补偿热能损耗，采用水源热泵耦合运行，在保证低温环境时，可靠供暖的同时，也能最大限度减少采暖成本。双极耦合运行，在严寒的极端天气里使用的时间也有限，所以增加的采暖成本支出也是有限是。从投资角度分析，其主要是代替水源热泵采暖，假设主机的投入也相同。水源热泵系统增加的投资抵消了水源热泵打井的投资和循环管网的投资。在总投资上有可能持平，但规避了打井和回灌的风险同时，由于是空气源风机冷热水模块机组，在夏季还可以提供中央空调的制冷功能（与风机盘管配套使用），同时也能集中提供生活热水功能。这就是空气源与水源热泵双极耦合系统资源组合魅力所在。 王文虎简介： 地源热泵服务联盟系统集成设计顾问，具有太阳能光热及空气能、地源等热泵太阳能光热等工程应用技术方面的工作。有丰富的热泵采暖、制冷、太阳能生活热水系统方面的投标、设计、投标文件、施工指导经验和较高的专业理论水平。设计安装的项目涉及太阳能、热泵、中央空调的余热回收、冰蓄冷、高压电极锅炉水蓄热、双源热泵耦合等采暖制冷有丰富的实践；对相变蓄能工业蒸汽和熔盐蓄能有一定研究。 |
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