制冷学报参考文献

刘雪玲 朱家玲

（天津大学地热中心）

摘要：利用水源热泵从13～18℃的浅层地下水中提取热量，提供45℃的热水，通过风机盘管进行供暖。本文对热泵供暖的经济性进行了分析，并与燃油、燃气锅炉供暖进行了比较，结果表明热泵是一种节能环保的设备，热泵供暖带来了明显的经济及环保效益。

我国北方地区的冬季漫长，供暖大多通过燃煤锅炉得以实现，这种传统的供暖方式，不仅消耗了大量的煤炭资源，同时，严重污染环境，对人类的生存造成巨大威胁。因此，冬季供暖不能仅仅将其视为解决一个“热”的问题，而是与健康环保和城市形象发展战略紧密相连。因此，如何开发和设计出环保、节能型绿色生态建筑，已成为刻不容缓的课题。

水源热泵是一种比较有代表性的成熟的低耗能采暖技术，为能源结构调整带来了一个比较可行的实施方案。

水源热泵技术是利用地球表面浅层水如地下水、地热水、地表水、海水及湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。地能（地下水、土壤或地表水）作为水源热泵的冷热源，冬季把地能中的热量“取”出来，供给室内采暖，此时地能为“热源”；夏季把室内热量取出来，释放到地下水、土壤或地表水中，此时地能为“冷源”。

天津市地矿珠宝公司地处城市中心。长期以来，该公司冬季采用传统的锅炉方式供暖，夏季制冷采用分体式空调机。锅炉燃烧时向大气排放大量的废气、废物，给环境造成极大的污染，严重的环境污染给周围的市民生活既带来不便也严重影响市容市貌；另外，夏季空调系统耗电量大，运行成本高，稳定性差。因此，改造该公司的供暖及制冷系统势在必行。由于公司位于天津市中心，补建热网难度大，燃气、燃油的经济性和安全性均是不容忽视的大问题，同时还存在大气污染。针对这些突出问题，采用水源热泵改造供暖和制冷系统，改造后的系统运行时不仅不会带来任何环境污染等问题，而且还能起到节能、环保等作用。

1 工程概况及要求

地矿珠宝公司要求冬季采暖夏季制冷的总面积为6105m2。其中，1层为珠宝店，3、4、5层为办公室，共114间，2层为客房，共27间。

地下水井采用回灌技术，打有生产和回灌两口井，两口井相距34m，井深均为200m。利用浅层的地下水作为热泵的冷、热源，热泵直接用于冬季供暖和夏季制冷。生产井和回灌井冬夏季互换，即冬季供暖的生产井为夏季制冷的回灌井，冬季供暖的回灌井为夏季制冷的生产井。

水源热泵有2台，其中：1＃机组：66kW，制热量300kW，制冷量：260kW。2＃机组：45kW，制热量198kW，制冷量：182kW。

一般情况，1＃机组运行，冬季供暖时机组白天（8：00～18：00）停3次，每次停45～50分钟；夜晚（18：00～次日8：00）停2次，每次停45～50分钟。由于3、4、5楼为办公楼，下班后（18：00～次日8：00）机组按50%～75%运行。空调设备为“三速开关”控制的风机盘管。低温热泵供暖的系统示意图如图1所示。

图1 低温热泵供暖系统示意图

2 系统运行分析

技术参数

自2002年11月7日至2003年3月24日（3月16，17日没有供暖），共136天，全天每隔2小时观测并记录系统运行数据。跟踪记录系统运行状态参数一方面为了深入研究系统冬季采暖的运行效果，另一方面为最佳利用地热提供科学依据，为地热供暖的利用和设计提供可靠的参考数据。主要记录参数有生产井和回灌井的温度和流量、供水温度、回水温度、室内温度、室外温度。流量是用流量指示积算仪配以涡轮流量计来测量；供回水温度及抽水井与回灌井水温度来自水源热泵数字仪表显示，精度达℃；室内外温度的记录采用温度计，精确为±1℃，其中室内温度是选一间客房为测试对象而记录的数据。

根据现场实测数据，整理后得到在整个供暖期室内外温度变化曲线、生产井和回灌井的温度变化曲线，分别如图2、图3所示。

从图2 可以看出，在冬季采暖期，室外温度不断变化，其日平均温度变化范围为－～℃，而室内温度基本稳定在℃左右，因此，室内温度能够满足供暖要求。

图2 室内外温度变化曲线

从图3可以看出，抽水井的温度在采暖期基本保持稳定，但随着地热尾水回灌量的持续增加呈下降趋势。抽水井温度的变化可分为三个阶段，即采暖初期至采暖期开始后的第60天，抽水井温度基本稳定在℃左右；随着回灌量的增加，在采暖期开始后的第60天和第72天，抽水井温度发生两次明显的变化后，降至℃；此后，随着采暖期的继续，抽水井温度变化不大，并略呈上升趋势。这是因为，随着供暖日期的增多，累计回灌量增加，抽水井的温度有所降低；而更主要的原因是室外温度的变化对抽水井的温度影响很大，1月份（即供暖的第60～70天）是冬季气温最低的时候，而抽水井的水温也降到了最低点，仅为℃，随着室外温度的回升，抽水井温度也逐渐升高，在采暖期结束时，抽水井温度回升到℃。

图3 生产井和回灌井的温度变化曲线

经济性分析

初投资：地下水井32万；热泵＋风机盘管＋管道138万。由于该系统是冬季供暖，夏季制冷，所以初投资的50%计入空调系统。

运行费用包括能耗（电费和水费）、人工费、维修费、折旧费。由于该系统是带有回灌井，免收水费，所以能耗主要费用是电费（表1）。

表1 热泵的运行费用

燃油，燃气锅炉的效率按90%计算，若分别使用燃油、燃气锅炉和热泵供暖，天津市地矿珠宝公司一个供暖期的运行费用（不含设备折旧和维修费用）列于表2。

表2 不同燃料供暖的运行费用比较

3 效益分析

由表1，表2可以看出，利用热泵直接供暖的运行费用较低，这是因为热泵是通过消耗高品位的电能，把热量从低温热源转移的高温环境中，即热泵消耗少量的高品位电能，将产生大量的低品位热能（本文中热泵的cop＝），其能量转化效率很高。而燃油、燃气锅炉供暖时，其消耗的是一次燃料，燃烧效率和锅炉效率都不可能是100%，热损较大。所以从能量转化的角度来看，热泵是一种高效的设备。

但是从目前热泵、燃油炉、燃气炉的固定投资来看，热泵的初投资较大。从表1也可看出热泵在一个供暖期的运行费用为万元，而为设备预留的维修费用和设备的折旧费用为万元，其所占的比例很大。从而造成热泵供暖的成本较高。但是由于热泵供暖的运行费用低，几个供暖期下来所节省的运行费用也可以折抵热泵在初投资上多投入的费用。另外热泵机组还可以在夏季用于制冷，投资一套装置可以冬夏两用，这在投资上也有一定的优势。

从环保效益来看利用水源热泵供暖，即不影响大气环境，也不消耗和污染水资源，地热供暖和制冷装置无压力、无燃烧、无爆炸的危险，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，取消了锅炉房、储煤场、堆灰场、消烟防尘设施等，且不用远距离输送热量。可以大大改善了工人的工作环境和工作强度。

天津地矿珠宝公司供暖总面积为6105m2。每年供暖期实际消耗热负荷为2325 GJ，相当于标煤 t。因此，每年减少二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳和煤尘等污染物的排放量分别为、、和。同时，每年节约废气废物治理费及其它费用为元。其环境效益很显著。

当然热泵消耗的主要是电能，而电能的获得需要耗费一次能源（我国目前主要是耗煤），因此在电能的生产过程中也存在污染问题，但是从工程本身来说，其没有消耗一次能源，没有给环境造成直接污染，其环境效益还是很显著的。

4 结论

（1）利用热泵供暖的运行费用较低，但由于其初投资高，所以其成本还是比较高，

（2）虽然目前利用热泵直接供暖的成本比较高，但是节约了一次能源和环保的费用，取得了明显的环境效益，且可以一机两用，冬天供暖，夏季制冷。所以从环保的角度来看热泵供暖还是很经济的。尤其在环境要求较高的大、中城市，热泵供暖有一定的优势。

总之，在环境问题日益突出的今天，高效清洁地使用能源已成为一个备受关注的课题。利用热泵供暖应用了环保、安全、绿色、节能采暖新理念，开创了一条新的环保采暖方式。随着环境问题的日益严重和人们环保意识的增强，热泵供暖必将得到广泛的推广和应用。

参考文献

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室外空气温度是研究建筑能耗的基础。在气候因素和热岛效应的影响下，同一城市不同区域的室外温度相差较大，这必然会对建筑能耗产生一定的影响。本课题针对青岛市某一目标建筑研究了其在同一城市不同区域的室外温度影响下的能耗情况，并提出一种建筑未来能耗预测方法。本文从青岛市气象台得到近几年的室外温度值，运用静态能耗分析法分析了近几年由于室外温度变化造成的建筑能耗的变化。根据青岛市气象台提供的青岛市内4个区域的室外温度数据，运用度日数法和温频法，定性分析了在各区域室外温度有差异的情况下在采暖季和空调季的能耗差别及变化趋势。运用动态能... 关键词：区域室外气温建筑能耗预测方法能耗差别空调系统授予学位：硕士学科专业：供热、供燃气、通风及空调工程导师姓名：王刚学位年度：2014语种：中文分类号：(建筑基础科学)TU831(房屋建筑设备)在线出版日期：2015-06-15 （万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）参考文献 (43)仅看全文排序：发表时间被引频次查看引文网络[1]孔大伟.浅谈建筑节能设计措施[J].城市建设理论研究（电子版）.2013,(36).[2]李明财,郭军,史珺,等.利用采暖/制冷度日分析建筑能耗变化的适用性评估[J].气候变化研究进展.2013,(1).DOI:.[3]邹坤坤,谢慧,郑妍,等.北京地区某办公楼类建筑能耗分析[J].建筑节能.2013,(2).52-55.[4]于晓丹,林萍萍.浅谈建筑节能设计[J].城市建设理论研究（电子版）.2012,(33).[5]王永辉,狄育慧.基于温频（BIN）法对蒸发冷却空调系统季节能耗的研究[J].制冷与空调.2012,(2).DOI:.[6]陈言桂.厦门年逐时室外干球温度的拟合[J].集美大学学报（自然科学版）.2011,(3).DOI:.[7]李双菡,汤科.海水源热泵空调系统能耗的分析与比较[J].城市建设理论研究（电子版）.2011,(34).[8]彭小云.城市区域微热环境及改善途径[J].城市问题.2007,(9).DOI:.[9]曹双华.室外干球温度（日段部分）逐时预测研究[J].建筑热能通风空调.2007,(6).DOI:.[10]赵峰,文远高.热泵空调系统能耗的温频法模拟与分析[J].建筑节能.2007,(6).DOI:引证文献 (6)仅看全文排序：发表时间被引频次查看被引分布图[1]冯力,谢东.基于改进的BP神经网络水果生长气候的数据清洗方法研究[J].湖南工业职业技术学院学报.2019,(4).DOI:.[2]杨云春,易浩,彭赟,等.高校学生宿舍用电量特征与电费计价原则[J].煤气与热力.2020,(9).[3]向楠.重庆地区建筑外种植树对建筑空调能耗的影响分析[J].重庆大学.2018.[4]齐春玲.城市区域微气候环境对单栋建筑能耗影响模拟分析-以济南为例[J].山东建筑大学.2018.[5]卜亮亮.建筑节能气候数据清洗方法研究[J].西安建筑科技大学.2018.[6]王莎莎.基于室外微气候调节的村镇居住建筑节能关键技术研究[D].2021.相关文献 1.树木对小区热环境及建筑能耗影响的模拟分析续成平;山东建筑大学; 2020 2.小城镇中心商业区空间形态对建筑能耗影响研究刘畅;哈尔滨工业大学; 2020 3.行为模式对居住建筑夏季空调能耗的影响研究——以湖北地区为例刘磊;华中科技大学; 2018 4.城市区域微气候环境对单栋建筑能耗影响模拟分析—以济南为例齐春玲;山东建筑大学; 2018 5.重庆典型办公空间通风策略对室内环境及供暖空调能耗影响研究明月;重庆大学; 2018年卡- 学位畅读卡 -¥399月卡- 边写边查 -¥29开通阅读并同意《万方数据会员(个人)服务协议》相关主题屋顶坡度能耗模拟计算建筑朝向节能建筑能耗相关学者于航同济大学龙恩深四川大学刁永发东华大学杜晓辉北京交通大学赵坤正郑州信息科技职业学院相关机构重庆海润节能研究院城市建设工程系唐山市住房保障管理中心奉化市建筑设计院国家知识产权专利局专利审查协作四川中心帮助客户服务问卷调查关于我们公司首页加入我们网站地图官方店铺网络出版服务许可证：(署)网出证(京)字第072号互联网药品信息服务资格证书号：(京)-经营性-2016-0015信息网络传播视听节目许可证 许可证号：0108284万方数据知识服务平台--国家科技支撑计划资助项目（编号：2006BAH03B01）万方数据学术资源发现获取服务系统[简称：万方智搜] 证书号：软著登字第6417446号京ICP证：010071京公网安备11010802020237号京ICP备08100800号-1©北京万方数据股份有限公

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温湿度控制器主要由传感器、控制器、加热器三部分组成，其工作原理如下：传感器检测箱内温湿度信息，并传递到控制器由控制器分析处理：当箱内的温度、湿度达到或超过预先设定的值时，控制器中的继电器触点闭合，加热器接通电源开始工作，对箱内进行加热或鼓风等;一段时间后，箱内温度或湿度远离设定值，控制器中的继电器触点断开，加热或鼓风停止。

随着工业的发展，对现场温湿度控制的要求越来越高，传统的模拟开关控制已经很难满足生产要求，因此设计更加可靠、智能的无线温湿度控制器将具有较高的经济效益和实用价值。无线温湿度控制器是一种集温湿度信号采集、数据存储、无线收发、控制及通信等功能于一体的新型控制器  。

对于有害及危险等人类难以或无法到达的工作现场，通过设计无线温湿度控制器对生产现场的温湿度进行采集、控制和记录，可达到可靠生产、提高产品质量的目的。

另外，由于工业现场空间较大，温湿度又是非线性、纯滞后和大惯性的被控量，因此采用从机分布控制与主机集中控制相结合的方式进行现场温湿度控制，即通过多点从机进行温湿度采集和控制，采用无线模块将信息传送到中心主机，中心主机通过无线通信向各从机传送给定值和控制参数，主机可进行监控。

参考资料来源：百度百科-温湿度控制器

低压压力个标准大气压低压压力13个标准大气压这只是个大体值，具体冰箱系统匹配不一样而不同