陈纪文
宁波市城建设计研究院有限公司 浙江宁波 315012
摘要：本文概述了直热式空气源热泵在学校宿舍应用，确定了系统选型设计，阐述直热式承压热水供应系统的优点，并将设计中的一些参数及其措施做一个简要的阐述。
关键词：建筑设计；节能
引言：在世界能源日益减少的今天，如何节能是是目前我国目前建筑设计和研究的重点，而生活热水能耗在建筑中是仅次于空调能耗的第二大能耗，如何在选择即舒适又节能的热源是摆在我们面前的重中之重。目前我们最常用的加热方式是空气源热泵加热，该技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。通过自然能(空气蓄热)获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来供应热水，整个系统集热效率高。通过热泵的形式，可以提高能效的利用，减少温室气体的排放，减少对环境的有害的因素。
一、工程概况
某工程是一所全寄宿的高级中学，学生宿舍分为六栋六层的建筑，可容纳的学生约为1752人。本工程校区不设锅炉，为实现绿色节能的热水供应,设计采用空气源热泵系统的方式制取热水，采用集中热水供应系统，智能刷卡供应热水。当地年平均气温16.6℃，极端最低气温-6.6℃（1977年1月31日）而最低气温出现在学校寒假间。
前方案中热水系统采用集中热水系统,设置一套空气源热泵热水系统及其热水储罐,为各栋建筑供应生活热水,在方案深化阶段,我们又经过与校方管理人员详细咨询学校供水的规律、作息时间等等相关内容后,确定采用各单体建筑分别设各自独立的热水系统,这样可以做到各单体建筑热水独立使用,不会互相影响,减少热水系统在用水量较少的时候系统的损耗,节水节能。
二、系统选型设计
该工程在前期阶段经过长时间的讨论，确定了热源采用空气源热泵，但是究竟是采用直热式热泵还是循环式热泵一直处于讨论阶段，经过比较，综合了两种热泵的优缺点后，确定采用直热式承压热水供应系统，该系统相比别的型式热泵供水系统的优点是：1、因采用了承压热水储罐，相比开式水箱，可保证冷热水管道之间的压力差不大于2米，提高了学生使用的舒适性及其安全性。2：因采用直热式热泵机组，可快速提供所需要的生活热水，安全可靠。下面就把设计中的一些参数及其措施做一个简要的阐述。
以典型的1#楼作为样本。1#楼设计人数为276人（男生宿舍），用水定额按照每人每天50L计算，设计小时耗热量609286kJ/h，日耗热量为3124544kJ/d，根据学校学生使用热水的特性，将空气源热泵的工作时间设定在白天能效比较高的时段（早8点至晚8点，这段时间学生全部在上课中），设定工作时间为10~12h。
根据计算，空气源热泵的设计热负荷Φ=954kW。该宿舍楼的设计小时热水用量为2.691m3/h，根据学生使用热水的特性，用水量大，用水时间集中特点，承压蓄
热水箱的容积为按照2~4小时设计热水用量考虑，取4m3承压热水储罐两只。
在与业主招标确定的供货商讨论优化方案时，供货商根据自身产品的特性对我们的方案提出来一些合理化建议，形成了如下的热水供水方案。
关于热泵选型，根据业主确定的品牌，参考该品牌的热泵特性曲线， 在最不利温度下产热量为标准工况的50%，因此选定机组数量为5台，单台标准工况制热量为38.5kWh。因该学校在极端低温时处于放假状态，因此未考虑设置辅助电加热系统。
三、运行分析
该工程于2014年8月投入运行，到目前为止，运行状态良好。从该工程2014年11月17日至2015年1月23日用水量统计统计的数据可以看出：用水统计天数为68天，合计用水量为409吨，平均每人每天用水量为21.80L~31.13L（按照实际入住率70%计算），与设计的数值有将近40%。
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结束语:热泵系统具有很多优点，节能高效，且浙江省作为可再生能源加以推广使用，但是也有适用性，首先是区域性，在室外温度较低的区域应慎重适用，其次考虑到系统比较复杂，设备比较昂贵，在计算选型方面应充分考虑到建筑物用水定额，不可盲目参照最高日用水量，应根据适用人数及其性质选用节水定额，再者是热泵的能效比随着气温的降低而降低，而生活热水需求是随着气温的降低而升高，两者增长趋势刚好相反。这就给我们提出了合理的配置热泵系统，寻找最佳的技术经济点。