引言

随着生活水平的不断提高，人们对于建筑的室内环境品质要求在不断的提高，要求采暖系统卫生洁净，并且具有稳定性的热性、噪音小，具有良好的舒适性。热泵技术是现代较为流行的节能技术，其提供的热能比驱动能源要多，在环境保护及能源节约方面具有一定的优势，所以其被广泛应用。在国内采暖系统设计过程中，常用热泵装置一般都是使用大温差小流量运行的方式，此种方式会使进水温度为热水时候的水温度提高及冷水温度降低，以此提高冷凝压力或者降低蒸汽压力，降低了系统的性能系统。那么，本文就使用多级串联热泵机组实现大温差混水热泵机组系统的设计。

1 采暖方案的实例

本文所研究的项目在某市区中的大型综合家居类商业建筑中，建筑的总面积为12万m2，建筑为地上四层，地下两层，都是开敞式的卖场，采暖的主要设计参数如表1所示。

 

表1 采暖的主要设计参数

  

冬天室内的设计温度（℃）20冬天相对湿度（%）25新风量 设备 人员密度19照明20 5 0.1

所研究地区夏天的空调室外计算干球温度属于33.4℃，夏天的空调室外计算湿球温度表示为26.9℃。冬天的室外温度为-11℃，空调主机使用3台螺旋式水源热泵机组，夏天水源侧和冷却塔相互连接，此醒目设置为40℃，冬天水源侧和热尾水换热器连接，采暖循环水泵和热泵机组相互对应，并且冬天和夏天不同，通过变频实现控制[1]。

2 大温差热泵机组的运行情况

2.1 热泵冷却水供回水温差对机组的影响

虽然大部分厂家都表示普通热泵机组能够适用于大温差系统，但是因为大温差运行模式中的热泵机组冷却水进出水温度的变化，导致对机组制冷和制热的能力都出现了变化。充分掌握机组能力和COP的值变化对于有效使用大温差系统具有重要的作用[2]。

大温差运行模式对热泵机组COP值的影响是直接在机组蒸发温度中所作用，利用对蒸发温度的影响以此对机组COP值造成了影响。热泵机组蒸发温度和进出口水温度的关系如图1所示。通过图1可以看出，热泵机组出口水温恒定的时候，蒸发温度会在进口水温不断增加的过程中提高。在热泵机组进口水温恒定的时候，蒸发温度会随着出口水的温度提高幅度会加大，以此表示热泵机组出口水温度的变化和水源热泵机组进口水温度相比，后者对于蒸发温度影响最小[3]。

  

图1 热泵机组蒸发温度和进出口水温度的关系

2.2 热泵机组的运行分析

其二，单机运行时热泵机组出水温度得到进一步的降低，使进出水的温差扩大，此种方式会损耗机组COP值，但是能够降低出水温度，并且还能够使末端空气处理的设备的性能降低问题进行抵消。

目前，常州尚未制定全市性科技人才发展规划，对科技人才范围定位不清，管理职能不够明确，人才工作合力机制尚未完善。人才政策令出多门，衔接不够，沟通不足，宣传不到位，服务效能不高。常州现有人才引进、培育政策缺少系统性、连续性，存在重引进轻培养，重管理人才轻一线专业技术人才，重外来人才轻乡土人才，重高层次人才轻中青年后备人才等现象，不利于科技人才队伍结构完善、发展壮大。相应的人才使用、人才激励和人才分类评价机制建设缺乏系统性，人才激励效能偏低。

2.3.1 上消化道出血发生率 3项研究[3，5，19]报道了上消化道出血发生率，各研究间无统计学异质性（P＝0.62，I2＝0），采用固定效应模型进行分析，详见图2。Meta分析结果显示，试验组患者上消化道出血发生率显著低于对照组，差异有统计学意义[RR＝0.16，95%CI（0.07，0.34），P＜0.01]。

在选择压缩机型号的过程中使用半封闭整体螺杆压缩机，以压缩机样本的数据得出容积效率及指示效率的计算公式为：

三是加快建设垦区现代热带农业产业发展新平台，促进一二三产业融合发展。认真抓好湛江垦区现代农业产业园项目建设，按热作农业科技园、农产品加工物流及展贸区、甘蔗高糖高产高抗示范基地、循环农业示范基地“一园一区两基地”格局规划，发展农业新业态，同时整合垦区糖业、畜牧养殖、果蔬种植、市场营销等资源优势，打造集农业种养、加工、旅游、营销一体化的现代农业产业聚集区，实现循环绿色发展。抓好绿色循环优质高效特色农业促进项目建设。

由以上分析可知，混水大温差运行热泵系统能够利用以下方式使热泵机组采暖效率得到进一步的提高。

其三，大部分厂家也都提出了使多台热泵机组串联的要求，对于此种大温差工况，使用串联运行方式能够实现机组运行过程中的节能性[5]。

“知道了。”话虽这么说，可是，我并未打消要吃宵夜的念头。趁妈妈上床休息的时候，我跑到冰箱前，拿了一块巧克力。可谁知，一回头妈妈就站在我身后。

3 大温差混水热泵机组系统的设计

3.1 计算条件和方法

其一，单机运行的时候，热泵机组出水温度属于设计值，只要提高热泵机组进水温度即可。使用此种热泵机组COP值就能够提高，但是如果进水温度较高的时候，就会对末端空气处理设备的运行造成影响，包括除湿性能。为了能够对末端除湿能力进行有效保障，就要有效调整末端空气处理设备[4]。

 

式中，ep—压缩机的压缩比；ηv—容积的效率。

系统中的各个冷凝器与蒸发器最小的传热温差为3℃，假设流出的冷凝器制冷液属于饱和液，那么其蒸发器制冷剂的过热度就为5℃。热水的供回水温度为55℃与45℃，冷水温度为25℃与15℃。通过工质侧和水侧热平衡的公式和系统热平衡实现模拟计算。图2为热泵循环系统，其中（a）属于一级热泵循环系统，其属于热泵机组的主要组成部分，（b）属于二级热泵循环系统，（c）属于三级热泵循环系统。其中，K指的是冷凝器，E指的是蒸发器，C指的是压缩机，VC指的是蒸发器入口冷剂节流装备，其中的数字表示级数[6]。热泵循环系统的模拟参数如表2所示。

  

图2 热泵循环系统

由以上分析可知，充分考虑系统的经济性，可以使用二级热泵循环系统作为主要形式。

3.2 方案设计

串联大温差混水热泵机组系统如图3所示，其他符号和图2相同，其中G表示经济器，Vg表示节流装备。通过图3可知，两级串联热泵机组中添加经济器和过冷器，热泵机组主要包括过冷器、蒸发器、压缩机、接力装置和冷凝器，其能够成为单一工质循环回路[7]。一级冷凝器和二级冷凝器出口过冷器热水管相互并联，之后和第二级冷凝器热水管路相互串联，也就是在热水回水之后加热使温度逐渐提高之后送出。其中各级的蒸发器冷水管路相互串联，各级蒸发器中的换热进水管及出水管前后两段实现串联创建进出回路，实现水系统的共享，冷水逆次利用两级蒸发器之后逐级冷却然后送出。通过对本文所设计的系统方案进行模拟，其COP为5.29，与传统大温差热泵机组系统相比，COP提高了12%。可见，文中所设计的大温差混水热泵机组系统的性能系数得到了有效的提高[8]。

 

表2 热泵循环系统的模拟参数

  

制热COP项目一级泵循环系统二级泵循环系统4.21 4.8 5三级热泵循环系统单级一级二级一级二级三级蒸发温度（℃）12 12 16.5 12 15.0 18.2蒸发压力（kPa）443.2 442.6 515.2 443.2 491 544.1冷凝温度（℃）57 52.2 57 51.0 54.0 57冷凝压力（kPa）1602 1411 1602 1352 1468 1602压缩机输气量（M3/h）821.0 831.0 831.5 832.2 833.3 834.5制热量（kW）792.0 820.1 917.2 829.2 894.2 967.2压缩机输入功率（kW）186.2 167.2 191.2 163.2 177.2 193.2

  

图3 串联大温差混水热泵机组系统

4 结语

一般热泵机组在夏天的冷水都是使用大温差工况，此种增加压缩机能耗换取土建、管道规模的难度较低，但是其并不节能。常规热泵机组冬天使用大温差工况能够实现节约能源，但是冬天的运行参数确定并不是随意的。基于此，就使用大温差设计的工程实例，对热泵冷却水供回水温差对机组的影响进行了分析。现今，大部分采暖系统方案都将大温差作为常规手段，但是此种方案要根据实际系统工况实现，并不能够盲目进行。

参考文献

[1]孙慧琳，张震，徐强，等.大温差水源热泵冷冻水系统的应用分析[J].现代制造，2010，（25）：45-47.

[2]霍兴源.大温差水源热泵冷冻水系统的应用分析[J].科技致富向导，2015，（3）：248.

[3]李宝聚，杨红.热泵机组大温差设计实例分析[J].暖通空调，2013，（s1）：206-209.

[4]王艳红，马国裕，郑东，等.大温差空调系统之集约型空调机组的节能分析[J].建筑科学，2010，26（10）：337-340.

[5]王健，雷春鸣.大温差热泵机组应用实例项目介绍[J].区域供热，2015，（2）：98-100.

[6]张蕾.大温差水源热泵冷冻水系统的应用分析[J].科技致富向导，2013，（3）：195.

[7]卓志红，骆国建，陈鹰，等.一种热泵型大温差换热系统[P].中国专刊：CN205641538U，2016.

[8]高运敬，高翀，孙纪伟.一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统[P].中国专刊：CN205807597U，2016.