地源熱泵介紹資料

1、地源熱泵機(jī)組介紹,BC source heat pump units is introduced,法凱淶瑪公司簡介,2006年，AIRCLIMA進(jìn)入中國，中外合資公司法凱淶瑪冷暖設(shè)備（杭州）有限公司位于風(fēng)景秀麗的西子湖畔，公司高管由首批公派留法博士、法國CIAT總經(jīng)理陳建平博士、法國CIAT工業(yè)部經(jīng)理Miguel先生組成。公司主要管理和技術(shù)人員均為從事蓄冰空調(diào)、地源熱泵、工業(yè)制冷技術(shù)多年的具有豐富的產(chǎn)品制造和系統(tǒng)集成經(jīng)驗的專業(yè)人士。 公司秉承質(zhì)量第一，用戶至上的理念，全面引進(jìn)法國先進(jìn)的制造工藝和管理模式，遵循ISO9001的質(zhì)量管理體系，致力于節(jié)能環(huán)保、綠色空調(diào)事業(yè)的發(fā)展。 企業(yè)目標(biāo)：做精、做

2、優(yōu)、做久 企業(yè)文化：專業(yè)、專注、恒久 企業(yè)宗旨：倡導(dǎo)綠色能源，締造舒適生活,2,公司榮譽(yù),3,發(fā)明專利,4,倡導(dǎo)綠色能源 締造舒適生活 發(fā)展環(huán)保、節(jié)能、創(chuàng)新的產(chǎn)品和解決方案一直是AIRCLIMA人不懈的追求和責(zé)任，AIRCLIMA愿與廣大用戶共同開創(chuàng)綠色、環(huán)保、節(jié)能水/地源熱泵空調(diào)的新天地。,5,地源熱泵發(fā)展史,地源熱泵起源于1912年瑞士的一個專利。一般是指水-水地源熱泵； 二十世紀(jì)八十年代后，美國人在水-水型地源熱泵的基礎(chǔ)上開發(fā)了土-氣型地源熱泵； 中國在1998年開始推廣地源熱泵技術(shù)。,6,什么是地源熱泵及其工作原理,地源熱泵：是一種利用淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等

3、）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)設(shè)備。 原理：地源熱泵通過輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供熱的熱源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的熱量取出來，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來，釋放到地能中去。,7,地源熱泵的優(yōu)點(diǎn),1、費(fèi)用低：由于設(shè)備自行管理，可通過幾臺機(jī)組并聯(lián)的方式，根據(jù)不同的季節(jié)或客流量變化情況。在酒店客房入住率低時，依據(jù)熱需求量進(jìn)行供熱， 如小供（開一臺）、中供（開兩臺）、大供（開三臺）；同樣，在夜間供暖需要量大，可充分利用低谷電等優(yōu)勢。隨著電力事業(yè)的發(fā)展，國家鼓勵用電采暖，電費(fèi)仍有下降的趨勢。因此北京地

4、區(qū)酒店每平方米約12元，住宅每平方米約8元。2、首投資費(fèi)用?。好科椒矫讬C(jī)器設(shè)備和安裝投資約為120-150元，固定資產(chǎn)屬于投資者自己所有，機(jī)組可任意調(diào)配，全部自動化，無人員管理費(fèi)用，維修費(fèi)用極少。3、自主性大：投資者可按需要調(diào)整供應(yīng)時間及溫度，完全自主。4、即可采暖又可制冷：制冷時產(chǎn)生的余熱還可提供生活熱水或為游泳池加熱，充分利用能源。5、無任何污染，占地面積小：設(shè)備投資不用報批，國家鼓勵使用。,8,地源熱泵系統(tǒng)的組成部分,完整的地源熱泵系統(tǒng)由室外地源換熱系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)三部分組成。 （一）室外地源換熱系統(tǒng) （二）地源熱泵空調(diào)機(jī)組 （三）室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng),9,室外地源換熱系統(tǒng),室外

5、地源側(cè)根據(jù)其當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、水質(zhì)結(jié)構(gòu)等可分為： 垂直埋管式地源熱泵系統(tǒng)； 水平埋管式系統(tǒng)； 湖泊、池塘、河流等底部盤管式系統(tǒng)； 地下水回灌式系統(tǒng)。 5 混合式地源熱泵系統(tǒng),10,垂直埋管式地源熱泵系統(tǒng),使用此種地源熱泵運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低，占地面積較小，冬季無需輔助熱源，不產(chǎn)生任何污染，節(jié)能效果明顯。,11,水平埋管式系統(tǒng),當(dāng)室外有足夠大的空地面積時，可采用水平埋管式系統(tǒng)。此系統(tǒng)換熱效率高，節(jié)能效果明顯，運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低，室外施工費(fèi)用相對較低，冬季供暖無需輔助熱源，不產(chǎn)生任何污染。,12,湖泊、池塘、河流等底部盤管式系統(tǒng),當(dāng)室外有大面積的水域面積時，可采用底部盤管 系統(tǒng)。該系統(tǒng)不占用土地面積，初投

6、資相對較低，不對水質(zhì)產(chǎn)生污染，但換熱效率較其他系統(tǒng)低。,13,地下水回灌式系統(tǒng),在地下水源豐富，且當(dāng)?shù)卣咴试S打井取用地下水源作為冷熱源的地區(qū)可采用回灌式系統(tǒng)。該系統(tǒng)不占用土地面積，受建筑物周圍環(huán)境影響小，初投資低，換熱效率高，節(jié)能效果顯著。,14,混合式地源熱泵系統(tǒng),混合式系統(tǒng)是指地源+冷卻塔的系統(tǒng)。冷卻塔作為輔助的冷源。,15,地源熱泵空調(diào)機(jī)組,法凱淶瑪水地源熱泵是一種先進(jìn)的、無任何污染、綠色環(huán)保的節(jié)能空調(diào)，水地源作為可再生的綠色能源是實(shí)現(xiàn)國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑，是國家倡導(dǎo)綠色人居環(huán)境、低碳住宅的重要組成部分。,應(yīng)用領(lǐng)域： 目前法凱淶瑪水地源熱泵機(jī)組已廣泛應(yīng)用于院校、酒店

7、行業(yè)、使領(lǐng)館、寫字樓、大型歌劇院、 博物館、火車站、食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)等諸多領(lǐng)域,特點(diǎn)： 智能控制、操作簡單 安全可靠、質(zhì)量穩(wěn)定 高效節(jié)能、低碳環(huán)保 結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便,16,法凱淶瑪水地源熱泵采用歐洲最新的設(shè)計理念，依托法國總部30多年水地源熱泵的制造經(jīng)驗，采用全球項級品牌的零部件，精心打造出適合中國環(huán)境和使用習(xí)慣的第二代ACL別墅型水地源熱泵 ACL水地源熱泵是一種先進(jìn)的、無污染的、綠色環(huán)保的節(jié)能空調(diào)主機(jī)，水地源熱泵作為可再生的綠色能源是實(shí)現(xiàn)國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要途徑，是國家倡導(dǎo)綠色人居環(huán)境、低碳住宅的重要組成部分。,ACL一代,ACL二代,應(yīng)用領(lǐng)域： 法凱淶瑪ACL戶式水地

8、源熱泵是根據(jù)中國的居住環(huán)境為高、中檔小區(qū)、別墅住宅專業(yè)設(shè)計的一款新型熱泵,特點(diǎn)： 1.低碳、節(jié)能、環(huán)保 2.可靠、安靜 3.安裝方便 4.熱回收系統(tǒng),17,法凱淶瑪水/地源熱泵：運(yùn)行效率高、噪音低、占地面積小、安裝靈活、運(yùn)行穩(wěn)定、故障率低、使用壽命長、不受氣候環(huán)境的影響，進(jìn)入真正的低碳生活彷佛置身于大自然。,18,室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng),風(fēng)機(jī)盤管是中央空調(diào)理想的末端產(chǎn)品，風(fēng)機(jī)盤管廣泛應(yīng)用于賓館、辦公樓、醫(yī)院、商住、科研機(jī)構(gòu)。風(fēng)機(jī)將室內(nèi)空氣或室外混合空氣通過表冷器進(jìn)行冷卻或加熱后送入室內(nèi)，使室內(nèi)氣溫降低或升高，以滿足人們的舒適性要求。,19,風(fēng)機(jī)盤管機(jī)構(gòu),風(fēng)機(jī)盤管機(jī)體結(jié)構(gòu)緊湊，堅固耐用，通常采用優(yōu)質(zhì)鍍鋅板

9、機(jī)殼,水盤采用模壓工藝一體成型，無焊縫、焊點(diǎn)、符合防火規(guī)范的保溫材料整體連接于水盤。排水管及線路安裝簡便，左右接管及回風(fēng)方式可隨時變換，以配合現(xiàn)場情況。機(jī)組能安裝于任何空間場所。風(fēng)機(jī)盤管通常脹管工藝，增加了換熱器銅管和鋁箔的緊密接觸,傳熱性能好；合理的風(fēng)機(jī)與氣流結(jié)構(gòu)設(shè)計,優(yōu)質(zhì)的吸音保溫材料,使機(jī)組噪音低于國家標(biāo)準(zhǔn)1-3dB(A)；風(fēng)機(jī)盤管能耗低: 風(fēng)機(jī)與換熱器合理匹配,三檔可調(diào)風(fēng)量,使風(fēng)機(jī)用電最省。,20,風(fēng)機(jī)盤管原理,風(fēng)機(jī)盤管主要依靠風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制作用，使空氣通過加熱器表面時被加熱，因而強(qiáng)化了散熱器與空氣間的對流換熱器，能夠迅速加熱房間的空氣。,風(fēng)機(jī)盤管是空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，其工作原理：是機(jī)組內(nèi)

10、不斷的再循環(huán)所在房間的空氣，使空氣通過冷水（熱水）盤管后被冷卻（加熱），以保持房間溫度的恒定。通常，通過新風(fēng)機(jī)組處理后送入室內(nèi)，以滿足空調(diào)房間新風(fēng)量的需要。,21,地下?lián)Q熱系統(tǒng)設(shè)計,淺層地下水源熱泵系統(tǒng) 1、概述 形式： 同井抽灌、異井抽灌,目前的項目多采用異井抽灌,22,適用范圍： 地下水文地質(zhì)條件比較好區(qū)域的項目 設(shè)計時應(yīng)遵循的原則： 地下水換熱系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)水文地質(zhì)勘察資料進(jìn)行設(shè)計。 必須采取可靠的回灌措施，使抽取的地下水能夠全部回灌，且不將受污染的水與未受污染的水混采和混灌。 地下水的持續(xù)出水量應(yīng)滿足水源熱泵系統(tǒng)最大吸熱量或放熱量的要求。,23,設(shè)計程序及思路,收集地質(zhì)、水文地質(zhì)資料,首先

11、應(yīng)收集項目地的地質(zhì)、水文地質(zhì)資料，結(jié)合項目負(fù)荷情況以及場地條件，初步判定是否能采用該系統(tǒng)。 規(guī)模較大、沒有水井資料的項目，在設(shè)計前應(yīng)鉆試驗水井，評價單井的出水能力和回灌能力。,24,地下?lián)Q熱器的負(fù)荷與建筑物的供熱、制冷及供生活熱水的設(shè)計負(fù)荷有關(guān)，其換熱量應(yīng)滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行工況時的最大吸熱量或最大放熱量的要求，計算公式如下： 最大放熱量Q1=建筑冷負(fù)荷(1+1/EER) (1) 最大吸熱量Q2=建筑熱負(fù)荷(1-1/COP) (2) （注：COP為機(jī)組制熱性能系數(shù)，EER為熱泵機(jī)組制冷性能系數(shù)，機(jī)組COP值與工況有關(guān)，在計算時應(yīng)考慮地下水溫度和末端形式。） 得出最大吸熱量與最大放熱量相當(dāng)時，應(yīng)分別

12、計算供熱、制冷工況下所需地下水量，并取其大者；當(dāng)兩者相差較大時，根據(jù)項目規(guī)模，可采用輔助設(shè)備調(diào)峰解決，使系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)合理。,計算地下?lián)Q熱器的負(fù)荷,25,水量的確定,根據(jù)供暖制冷工況下，水環(huán)路的最大放熱量和最大吸熱量計算。初步估算流量時的可參照如下公式進(jìn)行： a、夏季制冷工況下： q1=3600Q1/cp(t2-t1) (3) 式中： q1為夏季制冷時所需地下水量(m3/h)； Q1為夏季設(shè)計工況時換熱器最大換熱量(kw)，據(jù)公式(1)求得； 為水的密度(kg/m3)，可取1000kg/m3； cp為水的定壓比熱容，可取4.18kJ/(kg)； t1為進(jìn)入機(jī)組換熱器的地下水溫度()； t2為出換熱

13、器的地下水溫度()。 代入值公式簡化為： q1=Q1/1.163 (t2-t1),26,b、冬季供暖工況下： q2=3600Q2/ cp (t1-t2) (4) 式中： q2為采暖時所需地下水量(m3/h)； Q2為冬季設(shè)計工況時需要提取的熱量(kw)，據(jù)公式(2)求得； 為水的密度(kg/m3)，可取1000kg/m3； cp為水的定壓比熱容，可取4.19kJ/(kg)； t1為進(jìn)入機(jī)組換熱器的地下水溫度()； t2為出換熱器的地下水溫度()。 代入值公式簡化為： q2=Q2/1.163 (t1-t2),27,管井的選擇,抽灌水井的深度主要由項目所在地的水文地質(zhì)條件、取水層位決定； 水井的深

14、度一般在100m左右，否則會導(dǎo)鉆打井成本的升高。 如果地下水位埋深較淺，淺部有較好的含水層，如單層厚度大于5m的粗砂以上地層，也可以減少井深只取上部含水層的水，井深可在5060m之間。,井徑和井管 井的直徑可以為500800mm，井管直徑一般為300500mm，一開到底。井管可選焊接管或卷焊管，也可選鑄鐵管，不宜用水泥管，因為其使用壽命短。濾水管可用打孔外纏絲鋼管或橋式濾水管。,井?dāng)?shù)的考慮 要用較少的井完成需要的取水量，單井的出水能力以5m降深考慮。由系統(tǒng)所需最大水量除單井出水量得到抽水井?dāng)?shù)。 回灌井?dāng)?shù)量應(yīng)根據(jù)各地水文地質(zhì)條件確定，一般應(yīng)等于或多于抽水井?dāng)?shù)量。 根據(jù)水源熱泵供暖的特點(diǎn)，可以采用

15、適當(dāng)提高利用溫差的方法減少地下水的用量。提高利用溫差的方法有多機(jī)組串聯(lián)用水和單機(jī)混水法或板換隔離法。,28,濾水管的位置,鉆孔后應(yīng)進(jìn)行電阻率和自然電位或自然伽瑪測井，根據(jù)測井曲線解釋的含水層位置決定排管方案。 一般取水井水位以下15或20m之內(nèi)不應(yīng)下濾水管，一是考慮動水位的下降，二是考慮留出潛水泵的長度和位置，避免抽空和進(jìn)水口距濾水段太近（應(yīng)大于2m）。井內(nèi)其它濾水管的位置要視含水層的分布情況而定，一般選井內(nèi)較厚的、顆粒較粗的23層為主力水層。粉細(xì)砂和較薄的水層（12m）不宜保留，以免造成出砂等后患。 專用的回灌井應(yīng)下有回?fù)P泵，其它要求同抽水井。,橋式濾水管,29,計算地下?lián)Q熱器的負(fù)荷,負(fù)荷與

16、建筑物的供熱、制冷及供生活熱水的設(shè)計負(fù)荷及系統(tǒng)運(yùn)行所需要的能量負(fù)荷有關(guān)。換熱器的換熱量應(yīng)滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行工況時的最大吸熱量或最大放熱量的要求，計算公式同(1)、(2)。 地埋管換熱器需要510的換熱溫差，冬季取熱時管內(nèi)液體的平均溫度比地層溫度低510，夏天可高1020，以管內(nèi)設(shè)計溫度確定機(jī)組的COP值。 計算得出最大吸熱量與最大釋熱量相當(dāng)時，應(yīng)分別計算供熱、制冷工況下?lián)Q熱器埋管的長度，并取其大者；當(dāng)兩者相差較大時，根據(jù)項目規(guī)模，宜采用輔助設(shè)備調(diào)峰解決，使系統(tǒng)更經(jīng)濟(jì)合理。,30,地埋管換熱器形式的選擇,埋管形式可以分為如下幾種： 水平埋管 垂直埋管 單U型 雙U型(比單U提高15%的換熱量) 垂

17、直埋管布孔形式 等間距布孔（正方形布孔） 梅花型布孔（等邊三角形布孔）,水平地埋管,垂直單/雙U型地埋管,31,埋管長度的確定,根據(jù)計算的負(fù)荷、巖土層熱物性參數(shù)、所選的地理管形式及熱泵參數(shù)，通過軟件模擬的方法，計算得出埋管總長度。 目前實(shí)際工程中，常利用單位埋管深度的換熱量來計算換熱管的長度，一般垂直埋管的單位深度換熱量為3070W/m(利用溫差為1015)之間，放熱大于吸熱。該數(shù)據(jù)需要通過熱響應(yīng)測試獲得。,埋管長度可按如下公式計算： L=1000Qmax/ql (5) 式中：L為埋管換熱器總長(m)； ql為最大利用溫差的每米換熱功率(W/m)，一般由接近實(shí)際工況的現(xiàn)場換熱試驗取得； Qma

18、x為夏季向埋管換熱器排放的最大功率與冬季從埋管換熱器吸收的最大功率中的較大值(KW),32,孔深、孔徑、孔數(shù)、孔間距的確定,換熱孔深度的確定： 結(jié)合現(xiàn)場的地質(zhì)條件與鉆機(jī)的經(jīng)濟(jì)鉆進(jìn)深度，一般基巖地層鉆進(jìn)深度不超過120米，第四系地層一般不超過150米。 結(jié)合現(xiàn)場可布設(shè)換熱孔的面積，面積大則選擇的余地大，面積小則選擇的余地小。 換熱孔直徑的確定： 結(jié)合現(xiàn)場的地質(zhì)條件，一般第四系地層，尤其是粘土含量大、縮徑嚴(yán)重地層換熱孔的直徑會比較大；一般基巖地層換熱孔的孔徑相對較小。 結(jié)合布管形式，一般雙U型比單U型的孔徑大。 第四系地層一般在180300mm之間，基巖地層一般在100-180之間。,換熱孔數(shù)量的確定： N=L/H 式中：N為鉆井?dāng)?shù)(個)； L需要的換熱孔的總長(m)； H為換熱孔單孔深度 (m)； 換熱孔間距的確定： 場地條件：場地有限可適當(dāng)減小間距。 熱干擾半徑：地層導(dǎo)熱性好，熱傳遞快，單個換熱孔的換熱能力高，熱擴(kuò)散半徑大，孔間距大；相反則小。 施工成孔率：目前換熱孔施工的鉆機(jī)的控斜能力不強(qiáng)，換熱孔很容易傾斜，當(dāng)孔間距較小時，容易造成穿孔。換熱孔深度大，間距可適當(dāng)加大，相反則小。 應(yīng)綜合考慮以上三方面因素，確定換熱孔的間距