浅议水源热泵用水量的计算方法

郭彦岐 吴晓荣

摘 要：本文通过两种方法计算水源热泵的用水量，比对用水定额，为项目水源热泵用水量的计算提供参考。

关键词：水源热泵；用水量；定额；需水量

现如今，国家鼓励建筑节能技术进步与引进国外先进的建筑节能技术。鼓励发展太阳能、地热等可再生能源应用技术和设备及空调制冷节能技术与产品[1]。水源热泵系统是一种利用地下水源中低位热能进行制冷或供热的系统，由用户（末端）系统、水源热泵主机系统和水源系统三部分组成。在项目建设中就需要计算得出项目所需用水量，本文就此情况罗列两种计算方法，为计算水源热泵用水量提供参考。

1 基本情况

某建设项目总建筑面积为17901.81m2，实际取暖面积为12417.4 m2。为解决该单位冬季取暖问题，建设单位申请开凿机井提取地下水，利用地下水能源，解决其取暖、制冷问题。现就同一个项目的水源热泵用水量计算分别叙述两种不同的方法。

2 计算方法

2.1 方法一

系统循环需水量主要取决于工程的热负荷、冷负荷和地下水温度[2]。该项目实际采暖面积为12417.4 m2。各建筑物采暖总热负荷均采用某地下管线探公司提供的数据，见表1。

式中：N冬是机组总的制热量，kw；N水是提取或释放的地下水的能量，kw；N入（冬）是冬季机组的输入功率，kw；Q冬是冬季制热时需水流量，m3/h；ρ是水的密度， 103kg/m3；c是水的比热容，c=4.2 kJ/（kg·℃）；△t是取水与回灌水的温度差（℃）。

循环性能系数COP热（coefficient of performance）是描述热泵机组对于热（冷）的利用效率的一个参数，即热泵运行期间，机组制热（冷）量（W）与输入功率（W）之间的比值。不同品牌、不同型号的热泵机组的循环性能系数不同，本次评价制热工况的循环性能系数COP热（coefficient of performance）为4.3[3]，机组相关技术参数见表2。

即该建筑物冬季小时最大需水量为54.2m3。

该项目用水时节为冬季（11月15日～翌年的3月15日），日工作时间8 h，则年最大需水量为5.2万m3（表3）。但考虑到室外气温等气候因素的变化，根据《采暖通风与空气调节规范》（GB50019-2003）和设计经验，该区建筑物采暖热负荷随气候变化的折算系数一般為0.6，则年均取水量为3.12万m3。

2.2 方法二

该项目建筑面积12417.4m2，使用面积为建筑面积的90%，供暖面积为使用面积的90%，则住宅供暖面积为10058.9m2。根据工程设计资料，墙体、门窗、凉台均考虑了节能；设计参数按照冬季室外极端最低温度-11℃，冬季室内温度18±2℃。根据本项目工程供暖设计，住宅供暖负荷按40 w/m2，则冬季供暖总需热为1067.61 kW，建设项目需热量计算见表4。

N地是释放的地下水的热能，kW；△t热是供暖提取地下水的温差，（℃）。设计地下水恒温为16℃，冬季回灌水温度不低于8℃。

根据系统运行情况及自然气候特点和建筑物结构设计情况，该项目总供热面积为10058.09 m2，住宅每天连续工作时间为14 h，即可满足供热需求。根据当地气候特点，确定年供热时间为11月15日至次年3月15日，共120 d。按最大循环用水量计算，最大日用水量为454.16 m3（表5）。

由表5可知，该项目循环系统最大日用水量为452.18 m3。但考虑到室外气温等气候因素的变化，根据《采暖通风与空气调节规范》（GB50019-2003）和设计经验，该区建筑物采暖负荷随气候变化的折算系数一般为0.6，则项目年循环需水量为3.27万m3。

3 计算结果

方法一计算结果为3.12万m3，面积为12417.4 m2，计算单平米的用水量为2.51 m3/m2；方法二的计算结果为3.27万m3，面积为12417.4 m2，计算单平米的用水量为2.63m3/m2。均小于《河北省用水定额》适用于居民住宅地板取暖3.15m3/m2。证明这两种计算方法合理。

参考文献：

[1]卜一德.地板采暖与分户热计量技术，中国建筑工业出版社，2003-06-01.

[2]苏伟杰，王兵兵.水源热泵系统用水量和用水结构浅析[J]，陕西水利，2016，（06）：116—P117.

[3]张旭等.热泵技术，化学工业出版社，2007-2-1.

作者简介：第一作者：郭彦岐（1992-），男，汉族，河北石家庄人，硕士在读，研究方向：水资源优化配置。