地源热泵培训资料.docx

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地源热泵培训资料

得热量是指某一时间段进入房间的总热量值，包括温差传热、辐射热和设备、人员散热等。

其中温差传热和对流传热直接导致室温升高。

冷负荷为使室内温湿度维持在规定水准上而须从室内排除的热量。

它与得热量有时相等，有时则不等。

制冷量是指空调进行制冷运行时，单位时间内从密闭空间、房间或区域内去除的热量总和。

装机容量=建筑负荷*附加系数*同时使用率

附加系数为空调系统附加冷负荷造成的增量，一般取1.1-1.5。

同时使用率根据不同建筑的使用功能而有所不同，一般宾馆小于80%，办公楼大于90%。

建筑物热泵装机容量是以制冷量为计算依据的，一般情况下，机组的制热量都能满足供热使用要求。

各种制冷量单位的换算关系：

　　1.1kcal／h（大卡／小时）＝1.163W，1W＝0.8598kcal／h；

　　2.1Btu／h（英热单位／小时）＝0.2931W，1W＝3.412Btu／h；

　　3.1USRT（美国冷吨）＝3.517kW，1kW＝0.28434USRT；

　　4.1kcal／h＝3.968Btu／h，1Btu／h＝0.252kcal／h；

　　5.1USRT＝3024kcal／h，10000kcal／h＝3.3069USRT；

　　6.1匹＝0.735kwxcop

　　说明：

　　1.“匹”用于动力单位时，用Hp（英制匹）或Ps（公制匹）表示，也称“马力”，1Hp（英制匹）＝0.7457kW，1Ps（公制匹）＝0.735kW；

2.中小型空调制冷机组的制冷量常用“匹”表示，大型空调制冷机组的制冷量常用“冷吨（美国冷吨）”表示。

暖通空调系统的组成：

暖通空调系统由冷热源、供冷与供热管网、暖通空调用户系统三大部分组成。

冷热源：

通过管道将各种设备组成制备冷媒或热媒的热力系统，是暖通空调系统的心脏。

供冷与供热管网：

将冷热源制备的冷、热媒输送到用户的管道系统。

暖通空调用户系统：

由管路系统与末端装置组成冷量或热量的分配系统。

空调水系统管道设计：

空调水管管径是根据水流速和流量确定的，一般空调系统中供水干管的流速取2-3m/s，供水支管的流速取1.5-2m/s。

空调水管管径小于DN50时采用镀锌钢管丝扣连接，管径大于DN50时采用无缝钢管连接。

水系统设计要点：

水泵扬程力求准确，否则会对空调效果造成直接影响。

水泵扬程过大会导致工作点偏移流量变大，供回水温差减小，末端设备的供冷量减小；水泵扬程过小，供回水温差过大主机工作就回不正常。

由于空调水系统的水温在不断变化中，而冷冻水系统又是一个全封闭的系统所所以空调冷冻水需要一个膨胀的空间；因此在空调系统中必须设置膨胀水箱。

膨胀水箱与系统的集水器相连，膨胀水管上不得设置阀门。

空调系统的补水一般由膨胀水箱完成，空调系统的排水装置应设置在系统最低点，主机应设有专门的排水阀门；空调系统的排气阀应放置在系统立管的最高点。

空调冷冻水和冷却水系统均应设置水过滤器或电子水处理仪等水处理设备。

供回水干管之间应设置压差旁通阀。

空调风系统设计要点：

风压与风阻应匹配。

空调设备余压过大或过小都会对风量造成很多影响，从而直接影响空调效果。

风系统气流组织设计应尽量避免气流组织短路。

回风系统应引起足够重视避免吊顶回风。

做好空调分区避免不同系统回风混乱。

冷、热源

热源主要有：

局部锅炉房、区域锅炉房和热电厂。

锅炉用的燃料可是煤、油、气，即燃煤锅炉、燃油锅炉和燃气锅炉。

此外，还可利用电能、太阳能、地热、核能、热泵等。

冷源有天然冷源和人工冷源。

天然冷源

主要是地道风、深井水。

特点：

节能、造价低，但受各种条件限制，不是任何地方都能应用。

人工冷源：

各种制冷机组，用来制备低温冷水。

①按驱动方式分为：

电动冷水机组和热驱动的吸收式冷水机组。

吸收式冷水机组热源方式分为：

热水型吸收式冷水机组、蒸汽型冷水机组和直燃式吸收式冷热水机组。

电动冷水机组按压缩机型式分为：

活塞式压缩机冷水机组、螺杆式压缩机冷水机组、离心式压缩机冷水机组等。

②按冷却方式分为：

水冷式冷水机组和风冷式冷水机组。

③按结构形式分为：

模块式冷水机组、整装式冷水机组和多机头式冷水机组。

④冷热源合一：

直燃式吸收式冷热水机组、空气源热源冷热水机组等。

电动冷水机组供冷、锅炉供热

目前应用最广的空调冷热源组合方式，也是传统的冷热源组合方式。

夏季用电动冷水机组供冷，冬季用锅炉供暖。

这种组合方式的特点:

⑴电动冷水机组能效比高。

水冷往复式冷水机组的性能系数为3.2-4.3；水冷螺杆式冷水机组为：

4.5-5.7；水冷离心式冷水机组为4.4-5.86；风冷往复式冷水机组为2.7-2.9。

⑵冷源、热源集中设置，运行、维修管理方便。

但占据一定有效建筑面积。

⑶对环境有一定影响。

制冷系统的CFC问题（如破坏大气臭氧层），热源（如燃煤锅炉）排出大量的C02、SO2和粉尘等有害物，因此导致生态环境破坏（如全球温暖化和酸雨等）。

溴化锂吸收式冷水机组供冷、锅炉供热

溴化锂吸收式冷水机组按工作原理可分为单效型和双效型。

这种组合方式的特点：

1）冬季锅炉供暖，夏季锅炉供蒸汽或热水作为溴化锂吸收式冷水机组的动力。

与电动制冷相比，提高了锅炉设备利用率，但一次能源的消耗高。

双效型机组比电动压缩式冷水机组多消耗约40％-70％的煤，单效型机组比电动压缩机冷水机组约多消耗180％-210％的煤。

（2）以溴化锂水溶液为工质，无味、无毒，有利于保护臭氧层，但对温室效应影响较大。

（3）在真空下运行，无高压爆炸危险，安全可靠。

（4）运动部件少，运转安静，噪声值仅为75-80dB（A）。

（5）腐蚀性强。

溴化锂水溶液对普通碳素钢有较强的腐蚀性，不仅影响到机组的性能与正常运行，而且影响到机组的寿命。

（6）气密性要求高。

电动冷水机组供冷、热电厂供热

这种组合方式除了具有电动冷水机组供冷的特点外，还具有：

（1）热电联产供暖与分散锅炉房供暖相比能耗低。

（2）可取消分散锅炉房，减少CO2、SO2和粉尘等有害物的排放量。

（3）热媒参数稳定，供热质量高

溴化锂冷水机组供冷、热电厂供热

该组合方式称为热、电、冷三联供系统。

⑴就溴化锂吸收式制冷本身与压缩机制冷相比是不节能的；

⑵溴化锂吸收式制冷的热经济性主要表现在发电发电功率不变的情况下，由于吸收式制冷利用了汽轮机的低压抽汽，减少了冷源损失，使制冷供热功率增加，凝汽发电功率减少，发电煤耗降低；

⑶压缩机制冷用高品位的电能，溴化锂吸收式制冷用的是低品位的热能。

热、电、冷三联供系统是否节能，这要看制冷供热使发电节约的标准煤量是否大于吸收式制冷多好的标准煤量。

直燃溴化锂吸收式冷热水机组

夏季供冷冻水，冬季供热水。

一机两用，甚至一机三用（供冷、供暖和供生活热水）。

特点是：

⑴与独立燃煤锅炉房相比，直燃机燃烧效率高，对大气环境污染小；

⑵设备体积小，机房用地省，同时可省去热源机房（锅炉房）；

⑶可缓解城市燃气的季节性峰谷差问题。

⑷直燃机的供热量约为制冷量的84％左右，机组选型时应注意冷热负荷的合理匹配。

空气源热泵冷热水机组

空气源热泵运用逆卡诺原理，当热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，

特点：

⑴具有节能效益和地球环保效益。

⑵空气是一庞大的低位热源，取之不尽，用之不竭。

随时随地可以利用，是热泵的低位热源之一。

⑶一机冬、夏两用，设备利用率高。

⑷省去水冷冷水机组的冷却水系统，不用建供热锅炉房

⑸可置于屋顶，不占建筑有效面积。

但是，应注意：

当室外空气相对湿度大于70％，温度在3-5℃范围时，设备结霜最严重。

选择设备时，一定要注意设备应有良好的除霜措施。

（2）使用空气源热泵冷热水机组时，应设置适当容量的辅助热源。

其原因是：

建筑物的冬季热负荷随着室外温度下降而增大，但空气源热泵的供热量却随着室外温度的下降而减少。

天然冷热源

空调冷热源设计中应优先考虑天然冷热塔供冷技术、全新源。

如太阳能、蒸发冷却技术、冷却风运行、地下水、夜间自然冷却等。

。

地下水水源热泵

地下水源热泵以地下水作为冷热“源体”，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。

用地下水源热泵机组作冷/热源时，主机采用地下水源热泵，夏季用地下水作为冷却水使热泵制冷承担室内的空调负荷，冬季用地下水作为热源使热泵制热向整个建筑物供暖，过渡季直接将地下水在风机盘管中循环进行降温。

采用深井回灌技术对地下水实行保护性利用，可在建筑物周围开掘多口既能抽取又能回灌的深井，运行时为一抽两灌，每周倒换一次。

这样省去了冷却塔循环水系统，即保持建筑整体美观，又不改变建筑物周围的微气候

由于地下水的温度在夏季低于环境温度10～18℃，可以大幅度降低热泵制冷的冷凝温度，同样条件下可节电三分之一以上。

冬季地下水温度又明显高于环境温度，作为热源可以使热泵的cop保持在4以上。

普通风冷热泵的缺点是冬季可能结霜，而且在最冷、最热情况下机组的出力反而更小，地下水源热泵则没有这此特点，它没有结霜危险，而且由于地下水温的恒定性，其出力能维持在较恒定的水平。

一、地源热泵系统简介

地源热泵技术是一项值得大面积推广的建筑供能技术。

地源热泵是一种利用浅层和深层的大地能量，包括土壤、地下水、地表水等天然能源作为冬季热源和夏季冷源，然后再由热泵机组向建筑物供冷供热的系统，是一种利用可再生能源的既可供暖又可制冷的新型中央空调系统。

地源热泵分类

●地源热泵按能源来源分类：

（1）地下土壤热交换器地源热泵系统

（2）地下水热泵系统

（3）地表水（湖水、河水、污水及海水）热泵系统

●地源热泵按地埋方式分类：

（1）垂直地埋式地源热泵系统

（2）水平地埋式地源热泵系统

●根据循环水是否为密闭系统分类：

（1）闭环系统：

闭环系统如埋盘管方式（垂直埋管或水平埋管）

（2）开环系统：

如抽取地下水或地表水方式

地源热泵应用方式 

地源热泵的应用方式从应用的建筑物对象可分为家用和商用两大类，从输送冷热量的方式可分为集中系统、分散系统和混合系统。

家用系统：

使用的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于小型住宅，别墅等户式空调。

商用系统：

使用的热泵、地源和水路或风管输送系统进行冷热供应，多用于办公大厦和商场超市等。

集中系统：

地源热泵布置在机房内，冷气和热能集中通过风道或水路分配系统送到各房间。

分散系统：

单独使用自己的热泵机组调节室内空气温度。

一般用于办公楼、学校、商用建筑等此系统可将用户使用的冷热量完全反应在用电上，便于计量，适用于目前的独立热计量要求。

混合系统：

将地源和冷却塔或加热锅炉联合使用作为冷热源的系统，混合系统与分散系统非常类似，只是冷热源系统增加了冷却塔或锅炉。

（南方地区，冷负荷大，热负荷低，夏季适合联合使用地源和冷却塔，冬季只使用地源。

北方地区，热负荷大，冷负荷低，冬季适合联合使用地源和锅炉，夏季只使用地源。

这样可减少地源的容量和尺寸，节省投资。

分散系统或混合系统实质上是一种水环路热泵空调系统形式。

地源热泵系统的形式

土-气型地源热泵系统按照室外换热方式不同分，主要有三类形式：

1、地耦管系统该方案只需在建筑物的周边空地、道路或停车场打一些地耦管孔，室外水系统注满水后形成一个封闭的水循环，利用水的循环和地下土壤换热，将能量在空调室内和地下土壤之间进行转换。

故该方案不需要直接抽取地下水，不会对本地区地下水的平衡和地下水的品质造成任何影响，不会受到国家地下水资源政策的限