双热源热泵热水系统在学校热水工程中的应用

　　以往高校热水供应系统通常采用燃气、燃油锅炉或电锅炉集中供应，能耗水平高，同时由于某些宿舍距离浴室远，学生深感不便，而送至每幢公寓又会带来输配损失和热量损失。热泵热水机组可以利用高品位的电能，通过制冷循环吸收低品位热能(空气或者水源中的热能)，制取55℃左右的热水，是重要的节能设备。近年来，常用空气源热泵制取热水，但空气源热泵冬季性能系数COP值较低，往往需要辅助大功率的电加热器，耗能增加;水源热泵能利用水中储存的热量，有较高的性能系数，但水源中断时就无法工作。高校学生浴室通常固定时间开放，洗浴废水流量、温度相对稳定，是废水源热泵有效可靠的理想热源，于是一种空气源加污水源的双热源热泵热水系统应运而生。本文以上海某校园学生公寓双热源热泵热水系统为例，与传统热水供应系统进行经济技术比较，比较结果表明学生公寓应用双热源热泵热水系统技术适宜并且节能环保，还可以提升校园生活环境，对建筑节能工作具有十分重要的意义。

　　一、双热源热泵热水系统技术适宜性分析

　　空气源热泵热水系统是以空气为低温热源，通过利用少量电能，采用蒸汽压缩热泵技术加热生活热水。该系统不但可以有效节约能源并且对环境无污染，具有广阔的发展空间和应用前景。通常洗浴后排入污水系统的废水温度仍较高(约35℃)，如果洗浴用水按43"C、自来水按10℃计算，则洗浴热量利用只占加热自来水所需热量的24%，其余76%的热量随着废水排放而损失。因此，洗浴废水热量的回收潜力巨大。高校学生浴室的使用人数和使用时间相对集中，特别是固定开放时间的集中浴室，洗浴后的废水温度、流量都比较稳定，为污水源热泵提供了可靠有效的热源。双热源热泵热能梯级利用热水系统是将空气源热泵和污水源热泵结合起来，先利用废水预热器对自来水预热，再利用高效的污水源热泵对补水进行加热，增加了废水的热能梯级利用。

　　二、双热源热泵热水系统效益性分析

　　双热源热泵热能梯级利用热水机组配备热能回收装置，使自来水通过预热和热泵两级加热，废热水通过热能回收和向水源热泵循环供热，实现了废热的梯级利用。学生浴室热水系统采用的节能设计路线为：洗浴后产生的废热水经过过滤进入废水箱，先通过热能回收装置对自来水进行预热，再作为污水源热泵的低位热源，对生活热水的补水进行加热，同时利用空气源热泵维持热水箱的水温，以保证持续稳定供水。废水中的热量经两级利用，从35℃降到15℃，热能利用率从原来的24%提高到85%，降温后的废水排入学校的中水系统。

　　双热源热泵热水系统的年均能效比可达43，同时因其使用电这种清洁能源，节能的同时减少了煤炭和燃气的消耗，从而减少了CO2、SO2及粉尘的排放，可以有效改善校区的室内空气环境质量，环保效益同样十分明显。

　　双热源热泵热水系统是一种比较适合校园建筑特点、节能环保的热水供应方式。通过以上分析可以看出：高校学生公寓采用双热源热泵热水系统具有可行性，可以实现系统的全年稳定高效运行，满足学生的生活热水需求。经过计算分析，本案例中双热源热泵热水系统与传统燃煤锅炉、燃气锅炉、电锅炉等提供热水的系统相比，其节能环保效益明显，适合夏热冬冷地区的学生公寓使用，具有独特的优势。