PHNIX地环热泵三联供的应用

提要 本文介绍了地环热泵三联供系统的特点并结合某地环热泵三联供在别墅空调工程中应用的工程实例，对系统运行进行了分析，并与普通风冷热泵中央空调系统进行了比较。

关键词 地环热泵三联供 节能 环保 运行费用

引言

地环热泵机组利用土壤或水体温度冬季为12-22℃，温度比环境空气温度高，热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高；土壤或水体温度夏季为18-32℃，温度比环境空气温度低，制冷系统冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率大大提高，可以节约30-40%的供热制冷空调的运行费用，1千瓦的电能可以得到4千瓦以上的热量或5千瓦以上冷量。

埋管式地环热泵三联供中央空调系统，冬天不用锅炉房，夏季不用冷却塔，不燃煤、不燃油、不燃气，不取地下水，不破坏地下水资源，不造成空气热污染，不产生任何废气和废弃物，具有低运行成本的特点。夏季能供冷、冬季能供暖，同时还可以供生活热水，实现“三联供”，而且具有投资少、运行费用低等特点。

地环热泵三联供空调系统的特点

由于地环热泵空调系统采取了特殊的换热方式，使它具有空气源热泵所不可比拟的优点：(1)高效节能：由于地源温度常年维持恒定，而且冬季温度比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，再加上水的热容量大，热泵机组效率高。平均来说可以节约用户30～40%的供热制冷空调的运行费用；(2)环境效益显著：地环热泵系统在冬季供暖时，不需要锅炉或增加辅助加热设备，而且地环热泵将冷量或热量排入大地中，对人类的生存环境不会造成破坏；(3)运行费用低：系统的效率高、压缩机的低功耗，从而导致电费的大幅减少；(4)维护费用低：简单的系统组成使得地环热泵系统无需专人看管，也无需经常维护；(5)节省占地空间：由于地环热泵空调系统取热或散热均取决于地下盘管部分，地上部分并不影响美化绿化；而且不需要冷却塔和其它室外换热设备，改善了建筑物的外部形象；(6)由于地能温度比较恒定，使得热泵机组运行更可靠、稳定。

地环热泵三联供系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，地环热泵三联供有着明显的优点。用一套设备同时满足供热、供冷、供生活用水的要求，减少了设备的初投资。地环热泵三联供可应用于酒店、宾馆、居住小区、公寓、办公楼、学校等建筑。小型的地环热泵三联供更适合于别墅住宅的采暖、空调与生活热水。地环热泵三联供系统示意图如下：

工程概况

该工程位于河南省，为一别墅楼，面积450 m2 。本工程冬季要求供暖，夏季要求制冷，一年四季均要求提供热水供应。

设计参数 ：室内设计温度：冬季18-20℃，夏季 26-28℃。

相对湿度：冬季≥35%，夏季45-65%。

空气流速：≤0.27m/s。

生活热水：每天500L，水温50-60℃。

系统设计

根据要求本项目空调冷热源采用PHNIX地环热泵三联供机组1台。空调水系统为两管制一次泵恒流量系统，末端采用风机盘管水系统，供回水管使用热镀锌管，冷凝水管采用UPVC管材，室外管网及地埋管保温材料采用的是PEF保温，室内保温采用的是橡塑材料。

1)冷热空调系统流程

夏季，空调循环水通过地环热泵机组的蒸发器，把从房间吸收的热量，通过换热器传递给制冷剂，然后通过制冷剂的循环，从地环热泵机组的冷凝器里把热量再传递给土壤。冬季，地环热泵机组吸收土壤的热量，通过换热器传递给制冷剂，然后通过制冷剂的循环，从机组的冷凝器里把热量再传递给空调循环水，供用户取暖。

2)热水系统流程

地环热泵三联供机组与一保温水箱相连接，无论是夏季、冬季或者是过渡季节，地环热泵机组都可以单独提供热水。在夏季可以吸收末端放出的热量，降低了机组能耗的同时还提供免费热水。

经济性分析

以下对同一别墅采用地环热泵三联供机组与采用风冷热泵机组系统年运行费用计算如下：

运行系数取于冬季20小时采暖，夏季16小时空调制冷。

采用地环热泵三联供机组提供生活热水费用计算：

冬季热水需求量500L/天(热水温度60°，自来水温度10°)

此时地环热泵三联供加热1吨水所需费用为6.8元

则冬季每天生活热水费用：6.8元/吨X0.5吨=3.4元

冬季135天生活热水费用：135x3.4=459元

夏季运行时由于可以利用废热回收加热热水，故其热水费用为0元。

春秋季生活热水费用(按照冬天标准计算)：

120天热水运行费用6.2x120 x 0.5=372元

则本别墅使用地环热泵三联供其全年运行费用(空调与热水)为：13228+459+372=14059元

由以上计算分析运行费用比较可见：全年使用地环热泵三联供比使用风冷热泵空调时节约费用27%；夏季采用热回收，可免费提供卫生热水；冬季制热时，运转费用相当于燃气、燃油锅炉的45%左右；全年综合运行费用节约36%左右。

结语

通过分析计算，地环热泵三联供运行费用比普通家用风冷热泵空调加热水器的运行费用节约近40%。而且地环热泵三联供系统不受环境的影响，不管室外温度有多高，耗电量基本保持不变。而家用风冷热泵空调受环境温度的影响明显，在室外温度超过35℃时，其制冷量会降低，而其耗电量会大幅增加，所以在环境温度比较高的时候，地环热泵三联供比家用风冷热泵空调更节能。