《地源热泵大学堂》（连载七）
马最良
哈尔滨工业大学市政环境工程学院教授
第3讲 地下水源热泵空调系统
(接上期)
3.3 地下水源热泵空调系统能效比亟待提高
在3.2节已明确指出：如何评价一个运行的地下水源热泵空调系统，首先看它能否100%的回灌地下水，其次要看它的节能性，只有节能才能起到减排的作用。因此，本节将就如何提高地下水源热泵的节能性问题进行讨论与分析。
目前，地下水源热泵空调系统节能性的评价常存在以下几个误区：
● 认为地下水源热泵空调系统选用的热泵机组能效比高就一定节能。这种观点忽略了系统的井泵耗功、系统运行工况、运行调节、科学的管理等情况。因此一定要清醒地注意到：有的时候，即使热泵机组产品能效比很高，是节能的，但由于系统设计、施工、运行中存在问题，其系统未必节能。当然机组产品能效比很低也会引起其系统不节能。
● 有的热泵文献也用地下水源热泵空调系统的系统能效比评价其系统节能性。所谓其系统能效比是指：其系统在设计工况或运行工况下，系统供热量与系统电动机（热泵机组电动机、井泵电动机、循环泵电动机等）输入功率之比。由此可见，系统能效比是个瞬间值，其值大小与运行工况有关。因此，不同系统用系统能效比大小来评价时，可能由于运行工况的不同而误评价。为杜绝出现此问题，建议用整个采暖期的季节系统能效比评价，这样将会评价的更为全面、客观。
● 有的热泵文献中能效比（EER）与性能系数（COP）不分，视二者为同一概念。这是不对的，它们是两个不同的概念。能效比（EER）的定义为制热量与电动机输入功率之比。而性能系统（COP）的定义为制热量与电动机输出功率之比[12]。二者电动机的功率相差个电动机效率问题。
目前，我国地下水源热泵空调系统能效比值还较低，大有提高空间。文献[13]对我国地下水源热泵空调系统项目测试7项，测试结果列入表3-1中。系统平均能效比为2.48，最大为3.05，最小仅为1.86。因此，采取技术措施提高地下水源热泵空调系统的能效比是今后在设计、施工、运行中的重要任务之一。其技术措施主要有：
（1）采取技术措施，解决井泵等泵功耗过高问题
文献[6]指出，井水泵等泵耗占地下水源热泵空调系统的能耗比重很大，不好的设计，能够使井泵能耗占总能耗的25%或更多，使热泵系统的季节性能系数减少20%。由表3-1可看出，除了GW4和GW8项目外，其余项目水泵功耗均大于25%，(GW2井泵功耗占总功耗的35%；GW3占46%；GW5占43%；GW6占31%；GW7占44%），都应属于不好的设计项目。因此，在井泵，循环泵的选项与运行中应注意以下问题：
● 控制地下水流量不能大，通常控制在0.037~0.055L/(s.kW)。
● 由于闭式系统没有水提升高度的阻力损失，因此，地下水的水环路应为闭式系统。为此，回灌水管一定要插入回灌井的静水位以下，只有这样才能减少井泵的功耗。
● 井泵等具有完善的控制方式是减少井泵等功耗的重要途径。选用变速电动机（二速电机、三速电机和变频电机等），以便调节地下水量，适应热泵空调系统部分负荷特点，减少启动电流等。从而减少泵功耗。
● 井泵群的运行台数要根据热泵空调系统部分负荷的大小进行优化组合，采用地下水变水量得运行方式。
（2）热泵机组的高效化
众所周知，热泵机组的能效比（EER）值愈大，热泵机组在供同样热量情况下，其耗供愈少。目前，各类热泵机组能能耗比（EER）差异很大，即使同一类型的热泵机组，不同厂家生产的机组能效比也相差很大。在表3-1中热泵机组最大能效比为4.31，最小的为3.00，两者相差1.31（4.13-3.00），小者仅室大者的69%。由此可见，其EER值相差很大，这给我们两点启示：
1、在设计选用机组时，应进行比较，从中选优。
2、提高热泵机组能效比的空间还很大，可从下述几点着手改进：
● 选用高效率电动机；
● 选用高等熵效率的压缩机，如，涡旋式压缩机，离心式压缩机等；
● 用精调节蒸发器过热度的电子膨胀阀；
● 采用高质量的润滑油；
● 机组中的各种部件的合理匹配；
● 机组设有安全可靠的能量调节装置。
（3）研究和开发低功率新型风机盘管和新风机组。
众所周知，热用户用热的低温化是提高热泵空调系统能效比的重要途径之一。为此，必须研究和开发低功率新型风机盘管和低功率新风处理机组。新型风机盘管风机低转速，并要适合于进水温度35℃（供热工况）和10℃（供冷工况）。新型风机组采用变速风机和利用冷凝热作为替代电加热和除湿的二次加热。如图3-3给出利用冷凝热的新风机组的原理图。
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