热回收型地源热泵机组的设计与应用

图1  地源热泵系统原理图

    在夏季制冷时候，地源水经过阀门5进入机组冷凝器，对系统制冷剂进行冷却，地源水水体自身温度提高后，经流阀门7流回地下侧。同时，机组蒸发器侧冷冻水流经阀门1进入末端对空调场所进行制冷空调，冷冻水水体自身温度提高后，流经阀门3进入机组蒸发器。在冬季制热时，地源水经过阀门6进入机组蒸发器，热量释放给蒸发器，地源水水体自身温度降低后，经流阀门8流回地下侧。同时，机组冷凝器侧高温水流经阀门2进入末端对空调场所进行制热供暖，水体自身温度降低后，流经阀门4返回机组冷凝器。

    地源热泵主机在夏天制冷和冬天制热时均为逆卡诺循环，只是机组冷冻水和冷却水作了功能性的调换，从而实现对空调末端场所的制冷供冷和供制热功能。地源热泵主机系统原理如图2所示。
 

图2  地源热泵主机系统原理图

     2 热回收型地源热泵原理

    “热回收”顾名思义就是把废热或余热加以回收利用。如图1所示，地源热泵系统在夏天制冷运行时，把大量的冷凝热Qk(该冷凝热等于机组制冷量Q0和输入功率P之和)释放到地下土壤或水体中去，既造成了地下温度热量的积聚，又浪费了大量的高品位能量。在一些场合，如医院，宾馆等，在供冷的同时，还需要一定温度和流量的热水以满足需要，这时候热回收型地源热泵机组便体现其技术优势，使能量能够得到充分利用，但同时也对热水系统设计和运行提出了相应的要求，而且对机组的性能也有一定的影响。
 

图3  热回收系统原理图

    如图3所示，热回收型地源热泵机组是通过热回收换热器把压缩机的冷凝热Qk回收，用来加热生活热水或其它用处产生热水的机组。

表2 全部热回收夏天制冷控制表

    4．5 全部热回收过度季节控制方式

图7  过度季节热回收系统原理图

    在过度季节，空调场所既不需要制冷也不需要制热，此时机组完全为了用来提供生活热水。如图7所示，全部热回收地源热泵机组控制模式见表3.

表3 全部热回收过度季节控制表

    需要指出的是，在过度季节空调场所既不需要制冷也不需要制热，对于部分热回收地源热泵系统来说，此时机组无法进行真正意义上的[微软用户1] 热回收运行。

    另外，热回收地源热泵系统在冬天制热模式下运行，用来加热生活热水的 热量是机组总冷凝热的一部分，该部分热量是以机组输入电能为代价的，并不是真正意义上的热回收。