Chapter hvac engineering Fundamentals: Part 1 Introduction

11.6.3
Water-to-air heat pump
This system provides a small individual heat pump for each zone or
room, with a central source of water at an intermediate temperature
which allows each heat pump to provide either heating or cooling, as
desired by the occupant. The central plant and distribution piping are
shown in Fig. 7.16.
The initial cost for the water-to-air heat pump system compared to
other systems of comparable duty varies from lower-cost if fewer
larger zones are involved to higher-cost if many zones are involved.
Cost is increased depending on the amount of outside air involved and
the manner in which it is introduced. Operating costs for these sys-
tems may be higher than average. Depending on the occupancy sched-
ule, the central circulating pump has to run whenever any of the heat
pumps is in operation. Solenoid valves at each unit combined with a
variable-speed pump can minimize this impact. The small reciprocat-
ing compressors wind up with a COP of 2 to 3, so at least one-third
of the heating energy is electrically derived even though the other part
may be ‘‘free.’’ But recovered heat is also derived electrically, in part.
The small compressors in each heat pump unit have an 8- to 12-year
life expectancy. Typically located in the ceiling space, they can become
a high-maintenance-cost item. Unit-generated noise is also a concern.
These systems typically use a residential-type thermostat with heat-
off-cool and fan-on-auto subbase, all of which results in a system
which has the character of a residential system in its performance and
comfort. Its best applications may be for elementary schools, which
have relatively short operating hours, modest heating requirements,
and limited summer use. Motel and hotel applications may make some
sense where the space is unoccupied for more than half of most days.