高COP生活热水多源热泵的设计原理与测试结果34页|cop|制冷剂|压缩机|多源热泵|生活热水|蒸汽|设计原理

欧盟《建筑能效指令》要求所有新建建筑在2020年底前达到近零能耗建筑（NZEB）标准。尽管各欧盟国家均需制定各自的NZEB计划，但他们正携手合作，共同研究提升欧盟建筑存量能效的解决方案。这是实现欧洲2050年碳中和目标的关键要素。EXCESS（以用户为中心的灵活正能房屋）项目旨在研究实现正能建筑（PEB）的创新方法。

本文件介绍了EXCESS项目“任务2.3：具有高制热性能系数（COP）的生活热水多源热泵”的设计原则与测试结果。该任务的牵头方为Gebwell Oy，联合贡献方包括Tom-Allen Senera (TAS) 和芬兰国家技术研究中心 (VTT)。

所研发的热泵将应用于位于赫尔辛基的EXCESS芬兰示范建筑中。在设计该热泵时，需要重点考虑以下三大因素：

• 深孔钻孔的应用

• 多种一次能源的综合利用

• 利用物联网（IoT）进行先进控制与监测

整个开发过程可分为三个部分：热泵开发、物联网开发以及高COP生活热水（DHW）系统开发。

项目研发了两种不同的热泵压缩机技术：往复式（活塞）变频压缩机和增强型蒸汽喷射（EVI）涡旋双联压缩机系统。在早期测试中，这两种系统在技术上均表现良好，但热泵框架和制冷剂管道产生的低频共振噪音是主要问题。为此，我们对框架进行了彻底的重新设计，新框架采用了创新的压缩机独立浮动外壳。经过多次设计迭代，最终为这两款研发的热泵找到了最优设计方案。编译陈讲运

热泵开发的另一个重要方面是物联网连接。Gebwell 采用了西门子 Climatix 物联网控制器，并对该控制器的应用程序进行了修改，以兼容所研发的热泵。同时，Gebwell 的云端基础设施也得到了进一步完善。实现热泵的远程控制和监测是该项目的一大目标，为此专门开发了基于Web的用户界面（UI），该界面仍需进一步优化以确保良好的用户体验。

据估计，在北欧国家的正能建筑（PEB）中，50%至75%的建筑供暖需求来自生活热水，因此提升生活热水系统的能效蕴含着巨大的节能潜力。TAS 与 Gebwell 共同研发了一种创新的生活热水加热方法，任务2.3的部分工作即是对现有系统进行改进，使可用生活热水的量翻倍。相关的具体设计变更已在文中作了详细说明。