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以能源塔为冷热源的水源热泵、带水蓄能的空 调、采暖、生活热水三用系统的可行性及其节 能效果 江苏省机械研究设计院 林康立 摘要 本文针对某酒店空调、采暖、生活热水热源三用系统的工程实例，可能实施的 5 个方案 的仔细分析研究和全年的能源消耗及特定的电、燃气或燃油价格下的费用的比较，以及通过对 能源塔热泵冷热水机组和水源热泵热水机组的特性推算；水蓄冷（热）的设计计算；机组过冷 热回收的计算以及能源塔冬季结霜量和融霜热的计算，证明由能源塔和水蓄冷所组成的水源热 泵、带水蓄能的空调、采暖、生活热水三用联合系统的方案是可行的。本方案中利用了能源塔 的专利技术，能源塔夏季能起到蒸发冷却排除空调系统的余热作用；冬季则成为吸取周围低温 空气中热量作热泵制热的热源，取消了一般水源热泵必须的复杂取热设施。本方案中采用了水 蓄热和水蓄冷技术，可充分利用晚间低价谷电，“削峰填谷”，实现电力平均化和降低运行成本； 本方案又采用了水源热泵热水机组为主机的全年供应50℃热水的生活热水系统，而制取生活热 水的热源则是来自能源塔的空气和来自热泵机组液相制冷剂的过冷热的回收。机组过冷热的回 收可大大提高热泵机组制冷、制热效果。本方案完全没有采用电能、燃油、燃气等高位能源为 三用联合系统的辅助热源。本方案也适用于原先采用传统的水冷冷水机组加锅炉的空调及生活 热水的冷热源的改造，在原有的水冷冷水机组上加装某单位研制的能量转换装置和制冷机节能 器，就可以改造称为 “水源热泵”的冷热水机组，再配置相应的能源塔，就构成了空调用能源 塔热泵冷热水机组。 本文指出，对于三用系统的技术经济性，必须在可靠的水，电，燃料价格的前提下，进行 全年的能耗比较，也只有在空调、采暖、生活热水3 个部分加起来的投入/产出比（总能效比） 最高为最优方案，自然也应考虑主机设备的来源是否方便和一次投资及其回收年限的影响。本 文仅在特定条件下进行分析比较的结论，有一定局限性，而其真正目的是提供方法和思路，并 要求对于空调，采暖，生活热水热源三用系统的方案，进行认真的技术经济比较，以推进应用 热泵技术节能的发展。 关键词：能源塔、热泵、 三用系统 、技术经济比较 1.概况 某酒店的建筑总面积为5000 平方米，共有150个标准客房，满员客人为300 人，原设计采 用传统的水冷冷水机组作为夏季空调冷源，燃油锅炉产生蒸汽为热源。现为了节能减排的要求， 决定采用能源塔热泵冷热水机组为空调系统的冷热源；采用水源热泵热水机组制备生活热水， 并采用水蓄冷和水蓄热的办法，避开白天的用电高峰，达到“削峰填谷”的目的，尽量利用低 价的谷电，进一步降低运行的成本。为此，对此方案的技术经济效果进行论证，比较。 2.设计数据 o o 2.1 建设地点：南京市 北纬32 00′ 东经118 48′ 2.2 年平均温度 15.4℃ 2.3 冬季空调室外计算干球温度 －6℃ ；夏季空调室外计算干球温度 35℃， 湿球温度 28.3℃ 3.空调负荷和热水负荷 3.1 年度按季空调负荷和热水负荷 （见表3.1） 表3.1 空调与热水负荷 名称 单 夏季（138 天） 春秋季（122 天） 冬季（105 天） 位 月份 5 6 7 8 9 3 4 5 10 11 12 1 2 3 月平均气温 ℃ 19.9 24.5 28 27.8 22.7 8.4 14.8 19.9 16.9 10.5 4.4 2 3.8 8.4 季节平均气温及相对 ℃ 25.1 14.06 4.1 湿度 % 80 75 73 季节平均湿球温度 ℃