中國研究團隊開發(fā)了一種淋浴廢水源熱泵（WSHP）與空氣源熱泵（ASHP）耦合系統，并在大學宿舍進行為期一年的實際運行監(jiān)測，全面評估了其能源性能、生命周期成本（LCC）及環(huán)境影響。該系統主要應用于大型住宅、機構及酒店建筑中回收廢水熱量的利基技術領域。

研究團隊在中國山東省青島中國石油大學的兩棟學生宿舍樓內安裝了該套設備，宿舍可容納約2500名學生。系統主體包含一臺200 kW的WSHP、一臺120 kW的ASHP，以及兩個容積均為40 m3的熱水箱和廢水箱。WSHP內置預熱器換熱器和兩級蒸氣壓縮循環(huán)，作為主熱源。當儲存箱內的淋浴廢水達到預設液位時，WSHP回收其熱量，用于加熱等量流入的冷水。當廢水不足或WSHP無法將水加熱至所需溫度時，ASHP提供輔助加熱；在非每日淋浴時段，ASHP負責維持熱水箱溫度。系統于每日12:00至23:00向浴室供水，并根據水溫及可用廢水量進行控制。

為獲取精準數據，研究組搭建了在線監(jiān)控平臺，每小時記錄進水溫度、流量、水箱溫度及系統耗電量等運行參數。此外，團隊還構建了獨立的WSHP實驗臺，在不同工況下測試系統性能。通過調節(jié)冷水進水溫度和冷熱水流量，每種工況重復測試七次，以確定系統的制熱能力、功耗及性能系數（COP）。隨后，研究組利用TRNSYS軟件對完整混合系統進行動態(tài)模擬驗證，模型整合了實測熱水需求、宿舍廢水溫度與流量、當地氣象數據、獨立WSHP實驗得出的性能曲線以及ASHP制造商數據。

模擬結果與實際運行數據高度吻合：小時級水箱溫度的Zui大相對誤差不超過9%，月度耗電量的相對誤差控制在6%以內。TRNSYS模擬顯示，與ASHP不同，WSHP的COP在冬季Zui高、夏季Zui低。WSHP-ASHP耦合系統的月度COP全年保持相對穩(wěn)定，范圍在3.4至4.1之間。

環(huán)境與經濟評估表明，該混合系統相比傳統鍋爐具有顯著的生命周期成本優(yōu)勢，并實現Zui低的二氧化碳排放。與傳統電鍋爐相比，該系統年碳排放量減少77.77%；與燃煤鍋爐相比，減少60.76%。生命周期成本差異等高線圖也顯示，在典型市場條件下，該WSHP-ASHP系統相較于燃氣鍋爐仍保有經濟優(yōu)勢。

相關研究成果以《基于實際運行數據驗證的淋浴廢水源熱泵輔助空氣源熱泵的技術經濟與環(huán)境影響評估》為題，發(fā)表在《案例研究：熱能工程》期刊上。研究團隊來自中國西安交通大學、中國科學技術大學及江蘇恒新諾克科技有限公司。