水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(2011版).ppt

水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計,水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點和分類 5.2 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運行性能 5.3 熱源(熱匯)水的處理方法與措施 5.4 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計要點 5.5 地下水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 5.6 地表水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計,5.1 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點和分類,5.1.1 水源熱泵系統(tǒng)的特點 5.1.2 水源熱泵機組的種類 5.1.3 水源熱泵系統(tǒng)的分類,返回首頁,5.1.1 水源熱泵系統(tǒng)的特點,利用可再生能源，環(huán)保效益顯著 高效節(jié)能，運行費用低 運行安全穩(wěn)定，可靠性高 一機多用，分戶計量,5.1.2 水源熱泵機組的種類,水源熱泵機組是指以水為熱源(匯)的可進行制冷/制熱的一種整體式熱泵機組，通常是水/空氣或水/水兩種水源熱泵機組。 目前常用的有兩類：一是小型的水/空氣熱泵機組和水/水熱泵機組 (四通換向閥功能轉(zhuǎn)換) ； 二是可用于集中供熱、供冷的水/水熱泵機組，它以地下水、地表水、城市污水為熱源(閥門轉(zhuǎn)換)。,水源熱泵機組根據(jù)用途的不同，在ISO13256-1標準中被分為三種： （1）水源熱泵(Water-Source Heat Pump) 此種熱泵是采用循環(huán)流動的水作為熱源熱匯，而低品位熱能主要取自建筑自身的余熱，不足者由外部熱源補充。,（2）地層水源熱泵(Ground Water-Source Heal Pump) 此種水源熱泵機組采用水井、湖泊、河流作為熱源熱匯，此時，低品位熱能取自天然水體。,（3）地源閉式環(huán)路熱泵(Ground-Source Closed-Loop Heal Pump) 此種熱泵采用閉式循環(huán)流體作為熱源與熱匯，低品位熱能取自土壤或地面水。,5.1.3 水源熱泵系統(tǒng)的分類,1.地下水源熱泵系統(tǒng),分散開式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng),分散閉式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng),2.地表水源熱泵系統(tǒng),返回本節(jié),3.海水源熱泵系統(tǒng),4.污水源熱泵系統(tǒng),5.2 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運行性能,5.2.1 水源熱泵機組的變工況性能 5.2.2 影響水源熱泵系統(tǒng)運行性能的因素,返回首頁,5.2.1 水源熱泵機組的變工況性能,5.2.2 影響水源熱泵系統(tǒng)運行性能的因素,水源的水量、水溫、水質(zhì)和供水穩(wěn)定性是影響水源熱泵系統(tǒng)運行效果的重要因素。,5.3 熱源(熱匯)水的處理方法與措施,5.3.1 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理方法 5.3.2 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理措施,5.3.1 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理方法,水源熱泵機組的水源可使用程度總體上用兩大指標來衡量，即水質(zhì)指標和水溫指標。 水質(zhì)指標指的是水的濁度、硬度以及藻類和微生物。 水溫指標指的是水源在冬、夏季的溫度狀況。,地表及淺層的水源一般都是生水。它們需經(jīng)過水處理后方可送入機組使用。水處理方法主要有： 除砂 除鐵 化學方法(俗稱加藥) 靜電處理 磁化處理 離子交換 高頻電子,5.3.2 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理措施,防垢 防腐 防生物粘泥 防止海水腐蝕和防治海生生物 污水的防堵塞與防腐蝕,5.4 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計要點,5.4.1 水文地質(zhì)工程勘察 5.4.2 地下水回灌設(shè)計 5.4.3 地表水取水設(shè)計 5.4.4 與熱源(熱匯)交換的熱量計算 5.4.5 水源熱泵機組的選擇 5.4.6 海水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題 5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題,返回首頁,5.4.1 水文地質(zhì)工程勘察,工程場地狀況調(diào)查的主要內(nèi)容 場地規(guī)劃面積、形狀及坡度 場地內(nèi)已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布 場地內(nèi)樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布 場地內(nèi)己有的、計劃修建的地下管線和地下構(gòu)筑物的分布及其埋深 場地內(nèi)已有水井位置等,地下水水文地質(zhì)勘察 勘察內(nèi)容有：地下水類型；含水層巖性、分布、埋深及厚度；含水層的富水性和滲透性；地下水徑流方向、速度和水力坡度；地下水水溫及其分布。 水文地質(zhì)試驗內(nèi)容有：抽水試驗；回灌試驗；抽水和回灌試驗時，測定靜水位和動水位；測量井水水溫；取水樣并化驗分析水質(zhì)；水流方向試驗；滲透率、流速試驗。,地表水水文勘察 勘察內(nèi)容有：地表水源性質(zhì)、水面用途、深度、面積及其分布；地表水水溫、水位動態(tài)變化；地表水流速和流量動態(tài)變化；地表水水質(zhì)及其動態(tài)變化，引起腐蝕與結(jié)垢的主要化學成分；地表水利用現(xiàn)狀；地表水取水和回水的適宜地點及路線。,5.4.2 地下水回灌設(shè)計,對于開采的地下水應(yīng)要求回灌，即將抽出的地下水，經(jīng)地下水水源熱泵機組換熱后再注入到地下，且必須是等量回灌，即抽出的水量應(yīng)與回灌的水量相等。同時回灌還可以儲能，達到冬季回灌蓄冷為夏季空調(diào)用，夏季回灌熱為冬季供暖所用。,5.4.2 地下水回灌設(shè)計,為防止地下水資源受到污染，要嚴格控制人工回灌水質(zhì)。 回灌水水質(zhì)要堅守一個準則：回灌水的水質(zhì)條件要等于甚至高于原地下水水質(zhì)條件。 另外，要求同層回灌，回灌井處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)要有良好的覆蓋層和止水層，防止回灌后各個含水層相互貫通，引起水質(zhì)污染。,5.4.3 地表水取水設(shè)計,地表水取水設(shè)計應(yīng)考慮環(huán)境保護問題，冷熱交替問題，冷熱平衡問題。 取水溫差過大會破壞生態(tài)環(huán)境 取水、排水口位置不當機組運行效率會降低 取水區(qū)域不當會損壞換熱盤管,5.4.4 與熱源（熱匯）交換的熱量計算,5.4.5 水源熱泵機組的選擇,水源熱泵機組的選擇應(yīng)注意以下幾個問題: 根據(jù)不同的水源選擇不同的水源熱泵機組 可選擇的有地表水源型、地下水源型和地耦管水源型。要考慮機組的工作溫度是否與水源的溫度相適應(yīng)。在設(shè)計中一定要注意選用能效比高、部分負荷性能良好的水源熱泵機組。,5.4.5 水源熱泵機組的選擇,根據(jù)對水源是直接利用還是間接利用，選擇配有合適的制冷劑/水換熱器的機組。 板式換熱器換熱效率高，但它對水質(zhì)的要求也很高。對水源水間接利用的系統(tǒng)中可選擇用板式制冷劑/水換熱器的機型。 殼管式換熱器的防堵能力較強。對水源水直接利用的系統(tǒng)，可選擇用殼管式制冷劑/水換熱器的機型。 對于含鹽濃度高，有腐蝕性物質(zhì)的水源，選擇機組時，其換熱器一定要耐腐蝕。,5.4.5 水源熱泵機組的選擇,進水溫度取決于所選擇的系統(tǒng)類型 例如，當采用地下水時其額定制冷工況的進水溫度為18，額定制熱工況的進水溫度為15；當采用地表水時其額定制冷工況的進水溫度為25，額定制熱工況的進水溫度為0。,5.4.5 水源熱泵機組的選擇,根據(jù)水源熱泵機組的實際運行工況和其特性曲線(或性能表)，選用水源熱泵機組 根據(jù)設(shè)計負荷選擇熱泵機組，機組的制冷量不應(yīng)小于峰值冷負荷的95%，也不應(yīng)超過峰值冷負荷的125%。機組制熱量一般應(yīng)比設(shè)計熱負荷大一些。,5.4.6 海水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題,海水溫度差異較大 海水含鹽高 海洋生物 潮汐和波浪 泥砂淤積,5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題,污水流經(jīng)管道和設(shè)備(換熱設(shè)備、水泵等)時，在換熱表面上易發(fā)生積垢、微生物貼附生長形成生物膜、污水中油貼附在換熱面上形成油膜，漂浮物和懸浮固形物等堵塞管道和設(shè)備的入口。 其最終的結(jié)果是出現(xiàn)污水的流動阻塞和由于熱阻的增加而惡化傳熱過程。由于設(shè)備結(jié)垢導致機組耗功增加。所以，在設(shè)計中一定要選擇能效比高的機組。,5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題,由于污水流動阻塞使換熱設(shè)備流動阻力不斷增大，引起污水量的不斷減少，同時傳熱熱阻的不斷增大，又引起傳熱系數(shù)的不斷減小，其供熱量隨運行時間的延長而衰減。 污水源熱泵機組的運行穩(wěn)定性比其它水源熱泵差。在系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)考慮穩(wěn)定性環(huán)節(jié)。,5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題,由于污水的流動阻塞使污水源熱泵的運行管理和維修工作量大，應(yīng)該預(yù)留一定的維護空間。 例如，為了改善污水源熱泵運行特性，換熱面需要每日36 次水力沖洗，污水流動過程中，流量呈周期性變化，周期為一個月，周期末對污水換熱器進行高壓反沖洗。,5.5 地下水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計,5.5.1 開式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計 5.5.2 閉式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計 5.5.3 熱源井的結(jié)構(gòu)與設(shè)計要點,返回首頁,5.5.1 開式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計,5.5.1 開式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計,開式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計步驟: 完成試驗井 確定所需的地下水總水量 供水井和回灌井設(shè)計 確定水井群與熱泵機組的連接方式 計算每組供水管和回水盤管的水流量，選擇