雙熱源熱泵熱水系統在學校熱水工程中的應用

　　以往高校熱水供應系統通常采用燃氣、燃油鍋爐或電鍋爐集中供應，能耗水平高，同時由于某些宿舍距離浴室遠，學生深感不便，而送至每幢公寓又會帶來輸配損失和熱量損失。熱泵熱水機組可以利用高品位的電能，通過制冷循環吸收低品位熱能(空氣或者水源中的熱能)，制取55℃左右的熱水，是重要的節能設備。近年來，常用空氣源熱泵制取熱水，但空氣源熱泵冬季性能系數COP值較低，往往需要輔助大功率的電加熱器，耗能增加;水源熱泵能利用水中儲存的熱量，有較高的性能系數，但水源中斷時就無法工作。高校學生浴室通常固定時間開放，洗浴廢水流量、溫度相對穩定，是廢水源熱泵有效可靠的理想熱源，于是一種空氣源加污水源的雙熱源熱泵熱水系統應運而生。本文以上海某校園學生公寓雙熱源熱泵熱水系統為例，與傳統熱水供應系統進行經濟技術比較，比較結果表明學生公寓應用雙熱源熱泵熱水系統技術適宜并且節能環保，還可以提升校園生活環境，對建筑節能工作具有十分重要的意義。

　　一、雙熱源熱泵熱水系統技術適宜性分析

　　空氣源熱泵熱水系統是以空氣為低溫熱源，通過利用少量電能，采用蒸汽壓縮熱泵技術加熱生活熱水。該系統不但可以有效節約能源并且對環境無污染，具有廣闊的發展空間和應用前景。通常洗浴后排入污水系統的廢水溫度仍較高(約35℃)，如果洗浴用水按43"C、自來水按10℃計算，則洗浴熱量利用只占加熱自來水所需熱量的24%，其余76%的熱量隨著廢水排放而損失。因此，洗浴廢水熱量的回收潛力巨大。高校學生浴室的使用人數和使用時間相對集中，特別是固定開放時間的集中浴室，洗浴后的廢水溫度、流量都比較穩定，為污水源熱泵提供了可靠有效的熱源。雙熱源熱泵熱能梯級利用熱水系統是將空氣源熱泵和污水源熱泵結合起來，先利用廢水預熱器對自來水預熱，再利用高效的污水源熱泵對補水進行加熱，增加了廢水的熱能梯級利用。

　　二、雙熱源熱泵熱水系統效益性分析

　　雙熱源熱泵熱能梯級利用熱水機組配備熱能回收裝置，使自來水通過預熱和熱泵兩級加熱，廢熱水通過熱能回收和向水源熱泵循環供熱，實現了廢熱的梯級利用。學生浴室熱水系統采用的節能設計路線為：洗浴后產生的廢熱水經過過濾進入廢水箱，先通過熱能回收裝置對自來水進行預熱，再作為污水源熱泵的低位熱源，對生活熱水的補水進行加熱，同時利用空氣源熱泵維持熱水箱的水溫，以保證持續穩定供水。廢水中的熱量經兩級利用，從35℃降到15℃，熱能利用率從原來的24%提高到85%，降溫后的廢水排入學校的中水系統。

　　雙熱源熱泵熱水系統的年均能效比可達43，同時因其使用電這種清潔能源，節能的同時減少了煤炭和燃氣的消耗，從而減少了CO2、SO2及粉塵的排放，可以有效改善校區的室內空氣環境質量，環保效益同樣十分明顯。

　　雙熱源熱泵熱水系統是一種比較適合校園建筑特點、節能環保的熱水供應方式。通過以上分析可以看出：高校學生公寓采用雙熱源熱泵熱水系統具有可行性，可以實現系統的全年穩定高效運行，滿足學生的生活熱水需求。經過計算分析，本案例中雙熱源熱泵熱水系統與傳統燃煤鍋爐、燃氣鍋爐、電鍋爐等提供熱水的系統相比，其節能環保效益明顯，適合夏熱冬冷地區的學生公寓使用，具有獨特的優勢。