水源熱泵設(shè)備選型

1、水源熱泵設(shè)備選型 一般情況下按空調(diào)冷負(fù)荷確定機(jī)組型號(hào)，對(duì)于熱負(fù)荷高的地區(qū)要校核采暖負(fù)荷。傳統(tǒng)的系統(tǒng) 用較大的熱負(fù)荷或冷負(fù)荷選擇系統(tǒng)。以出水溫度 35的制冷量或以出水溫度 18的制熱量作為選擇水源熱泵機(jī)組的依據(jù)。 無鍋爐系統(tǒng) 用冷負(fù)荷選擇水源熱泵機(jī)組，房間的熱損耗需用足夠能量的電加熱型加熱器加以抵消。 水系統(tǒng)進(jìn)水溫度選定原則：一般制冷為 1535，制熱為 1032，國標(biāo)規(guī)定制造商參數(shù)標(biāo)定按制冷進(jìn)出水溫度 ，熱泵制熱進(jìn)出水溫度20。 水量及風(fēng)量確定原則：一般每 KW 的水流量為0.19m3/h ，風(fēng)量為 140250m3/h 。 實(shí)際制冷量及制熱量會(huì)因室內(nèi)設(shè)計(jì)干、濕球溫度的不同而有所變化，應(yīng)根據(jù)室

2、內(nèi)設(shè)計(jì)干、濕球溫度進(jìn)行 xx。二、循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)水環(huán)系統(tǒng)通常有冷卻塔、換熱器、蓄熱箱、輔助加熱器、泵及相應(yīng)管路組成。水環(huán)水溫控制范圍一般為 1535，在此溫度范圍內(nèi)，一般不需要開冷卻塔或輔助加熱器。三、系統(tǒng)水流量設(shè)計(jì)1/10水源熱泵系統(tǒng)夏季需冷量的計(jì)算方法與其它系統(tǒng)相同。根據(jù)需冷量和所需的冷卻水溫差，各臺(tái)水源熱泵裝置的循環(huán)水量即可求出，在考慮到裝置的同時(shí)使用系數(shù)，即可得到整個(gè)系統(tǒng)所要求的夏季總冷卻循環(huán)水量。一般來說，單一性質(zhì)的建筑同時(shí)使用系數(shù)較高，綜合性建筑則低一些。另水源熱泵裝置的數(shù)量越多，同時(shí)使用系數(shù)越小，反之則越大。同時(shí)使用系數(shù)可按以下原則來確定： 循環(huán)水量小于 36 m3/h 時(shí)，同時(shí)

3、使用系數(shù)取0.850.9 循環(huán)水量為 3654 m3/h 時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)取0.850.85 循環(huán)水量大于 54 m3/h 時(shí)，同時(shí)使用系數(shù)取0.750.8以上原則中所提到的循環(huán)水量是指各裝置所需水量的累計(jì)值，把此值乘以同時(shí)使用系數(shù)即可得到系統(tǒng)實(shí)際所需的總循環(huán)水量，并以此作為循環(huán)水泵、冷卻塔的選型參數(shù)以及循環(huán)水總管徑確定的依據(jù)。四、系統(tǒng)形式水源熱泵水路系統(tǒng)通常采用一次泵系統(tǒng)，運(yùn)行簡單、管理也比較方便?？紤]到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，系統(tǒng)中必須設(shè)置備用泵。水系統(tǒng)的循環(huán)泵建議多臺(tái)xx。2/10為保證每一臺(tái)水源熱泵機(jī)組都得到所需水流量，其水系統(tǒng)一般建議采用同程式；每一個(gè)分支管路上最好加上平衡閥?？紤]到建筑

4、物的特點(diǎn)，為了配管方便，有時(shí)也可采取直接回水的異程式方案。五、循環(huán)水管設(shè)計(jì) 確定循環(huán)水管的管徑時(shí)，需要保證能輸送設(shè)計(jì)水流量，使摩擦損失和水流噪音最小，以獲得經(jīng)濟(jì)合理的效果。 循環(huán)管徑越小，流速越高，相應(yīng)摩擦損阻力變大，水流噪音也大。 當(dāng)確定管徑時(shí)，對(duì)于50mm 直徑的水管，極限水流速度為1.52 m/s，在極限水流速以下時(shí)，可以減小水泵揚(yáng)程和水流噪音。 水流速度的低限為0.450.6 m/s 時(shí)，水流速度過低時(shí)，不便于帶走水中的空氣。 循環(huán)水管可選用焊接鋼管、銅管、 PVC塑料管， PVC塑料管具有不受腐蝕，易加工安裝，節(jié)省投資，易清洗的優(yōu)點(diǎn)，但具有熱膨脹系數(shù)高及不耐高溫的缺點(diǎn)，需要設(shè)置較多的

5、支吊架。六、循環(huán)泵循環(huán)水泵的選擇必須注意以下幾點(diǎn)： 必須滿足預(yù)先確定的流量、揚(yáng)程和功率要求。 要有備用泵，并設(shè)自動(dòng)程序控制，以減小水系統(tǒng)流量降低而產(chǎn)生的問題。 設(shè)斷路繼電器，以便在水系統(tǒng)產(chǎn)生水流故障時(shí)關(guān)閉熱泵機(jī)組。 計(jì)算水泵揚(yáng)程時(shí)，必須考慮冷卻塔、鍋爐或加熱器、水過濾器、水源熱泵、管道和零配件（例如閥門）等的摩擦阻力。3/10 水泵的功率根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)流量和水泵揚(yáng)程確定，公式為：揚(yáng)程（ m）×流量（ L/S）×r(kg/L)水泵軸功率（ KW）= 流量的容量， kg/Lr 102 ×水泵效率若循環(huán)水中加入防凍劑時(shí)，水泵軸功率將會(huì)增加。七、 xx水源熱泵循環(huán)水系統(tǒng)一般

6、做成密閉式系統(tǒng)，不直接與大氣接觸。采用封閉式蒸發(fā)冷卻塔是一種較好的選擇。選擇閉式冷卻塔，必須已知所需冷卻水的水量和水源熱泵冷卻水的進(jìn)出水溫度，以及冷卻塔安裝地點(diǎn)的空調(diào)設(shè)計(jì)室外濕球溫度。選型程序： 確定 xx 溫度； 確定進(jìn)出水溫度差和空氣濕球溫度； 求出排熱系數(shù)； 計(jì)算排熱系數(shù)； 求出 xx 后負(fù)荷； 按照流量查找等于或大于排熱能力的機(jī)型，確定何種型號(hào)閉式冷卻塔。另一種冷卻裝置是開放式冷卻塔加熱交換器（通常采用板式換熱器），用熱交換器把冷卻水與循環(huán)水分開。為了保證熱交換器能正常工作，一般來說至少應(yīng)采用兩臺(tái)以上并聯(lián)運(yùn)行。八、板式熱交換器選用4/10板式熱交換器冷卻水、循環(huán)水進(jìn)出口水溫的確定，要根

7、據(jù)當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件（主要指夏季空調(diào)濕球計(jì)算溫度）及一次投資和運(yùn)行費(fèi)用的比較來定。一般情況下，冷卻水的供水溫度要比當(dāng)?shù)氐南募究照{(diào)濕球溫度高 46，冷卻水的溫差為 46，循環(huán)水的出水溫度比冷卻水的供水溫度高 2左右，循環(huán)水溫度取 5左右。九、蓄熱裝置為了縮小輔助熱源的容量，充分利用夜間廉價(jià)的電力，也為克服內(nèi)、外區(qū)的水源熱泵之間熱量轉(zhuǎn)移的不平衡性，保證水溫的穩(wěn)定，還可采用蓄熱裝置。蓄熱水箱的容積以每 KW 總冷負(fù)荷 1020 升容積來計(jì)算。一般來說，對(duì)于夏季需作蓄冷水箱的，不宜保溫；對(duì)于專供冬季使用的低溫蓄熱水箱，其保溫后的傳熱系數(shù)應(yīng)低于0.5W/m2.;對(duì)于冬季使用的高溫蓄熱水箱，其保溫后的傳熱系數(shù)

8、應(yīng)低于0.2 W/m2.十、輔助熱源的選用水源熱泵機(jī)組在冬季工作時(shí)，全部機(jī)組處于制熱工況，對(duì)于氣候溫和地區(qū)，室內(nèi)傳遞給循環(huán)水的熱量可以保持其水溫不低于 15，無需熱源投入運(yùn)行。當(dāng)水溫低于 15時(shí)，機(jī)組的供熱量會(huì)下降較快，故對(duì)于氣溫較低、采暖時(shí)間較長得地區(qū)，輔助熱源需投入工作，以維持循環(huán)水溫在15以上。熱源形式可以多種多樣，視具體情況而定。如熱水或蒸汽加熱、電加熱、燃油加熱、燃?xì)饧訜?、或者太陽能集熱器、廢熱等。輔助加熱量的計(jì)算公式如下：Gf=GzGrGsGn當(dāng)運(yùn)行的機(jī)組都處于制熱狀態(tài)時(shí)，Gr=0,5/10則上式， Gf=GzGsGn=GoGo/COP其中， Gf輔助加熱量（ KW）Gz總耗熱量（

9、 KW）Gr制冷機(jī)組總排熱量（ KW）Go總熱負(fù)荷（ KW）Gs室內(nèi)散熱量（ KW）Gn輸入功率（ KW）十一、新風(fēng)處理按照衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，室內(nèi)必須保持一定的新風(fēng)量，一般可采取如下方式： 采用水源熱泵新風(fēng)機(jī)組，直接從室外引入新風(fēng)，減少設(shè)備投資費(fèi)用。 回風(fēng)與新風(fēng)混合室外新風(fēng)通過風(fēng)道與每臺(tái)熱泵機(jī)組的回風(fēng)混合，水源熱泵機(jī)組承擔(dān)新風(fēng)負(fù)荷或與熱回收方式相結(jié)合，先回收，后混合。十二、噪聲控制 分體水源熱泵機(jī)組本身的降低噪音措施A、壓縮機(jī)外部增設(shè)鋼板為1.5mm 并內(nèi)附漢堡式材料的消音裝置 ,漢堡式材料為兩邊為 LC消音材料、夾層為橡膠復(fù)合材料 ,隔離壓縮機(jī)低頻聲音的向外傳遞。B、消音裝置外部采用橫梁加固，減少消

10、音裝置振動(dòng)C、機(jī)組外殼 L 型加強(qiáng)筋更改為T 型加強(qiáng)筋 ,減少外殼振動(dòng)產(chǎn)生的聲音D、機(jī)組外殼吸音棉改為橡膠復(fù)合材料,隔離機(jī)組內(nèi)部低頻聲音的向外傳遞6/10E、機(jī)組底盤增加加強(qiáng)橫梁,吊裝孔設(shè)置在加強(qiáng)橫梁兩邊,減少機(jī)組振動(dòng)的傳遞F、低頻噪音降低8dBA，機(jī)組整體噪音降至40dBA以下，實(shí)際測(cè)量值為38.5dBA正確地設(shè)計(jì)與安裝分體式水源熱泵機(jī)組和整體式水源熱泵機(jī)組吊裝機(jī)組、吊架需加減震彈簧，送回風(fēng)口連接軟性接管，主風(fēng)管的風(fēng)速低于 5m/s,送回風(fēng)管最好做 90 度的彎頭；送風(fēng)管與送風(fēng)口的連接最好用軟性連接；安裝時(shí)需要加減震裝置。2.3 水源冷熱水機(jī)組選用地下水在夏季和冬季的實(shí)際需要量，與空調(diào)系統(tǒng)選

11、擇的水源冷熱水機(jī)組性能、地下水溫度、建筑物內(nèi)循環(huán)溫度和冷熱負(fù)荷以及熱交換器的型式、水泵能耗等有密切關(guān)系。電腦軟件選型分析及實(shí)際工程使用結(jié)果表明地下水使用溫差較大時(shí)，水源冷熱水機(jī)組的能效比較高，地下水的使用量較小，其配套井水泵的功率也較小。因此，在實(shí)際選用水源熱泵系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)盡可能加大地下水的使用溫差，減少地下水用量，這對(duì)提高水源熱泵系統(tǒng)的能效比和減少地下水量的開采，保護(hù)水資源都是極為重要的，如此合理高效地利用地下水資源才能產(chǎn)生最好的節(jié)能環(huán)保效益。經(jīng)過多方技術(shù)論證，設(shè)計(jì)中最后選用意大利克萊門特公司生產(chǎn)的 BE/SRHH/D2702型水 水螺桿冷熱水機(jī)組3 臺(tái)，因地下水氯離子含量偏高（84.72mg

12、/l ），為防止水源冷熱水機(jī)組被腐蝕和泥沙堵塞，地下水抽取后先進(jìn)入板式換熱器，設(shè)計(jì)中選用的板式換熱器為阿法拉伐公司的 M15-EFG8型板式換熱器。板式換熱器采用小溫差（對(duì)數(shù)溫差 2K）設(shè)計(jì)，制冷時(shí)地下水進(jìn) / 出口溫度為 ，進(jìn)入機(jī)組溫度為 ；制熱時(shí)，地下水進(jìn) / 出口溫度為 ，進(jìn)入機(jī)組溫度為，每臺(tái)機(jī)組地下水冬夏季的使用量均為 80m3/h 。采用板式熱交換器間接換熱，水源冷熱水機(jī)組的能效比約降低 5%左右，但能保護(hù)機(jī)組穩(wěn)定正常運(yùn)行，提高機(jī)組的使用壽命。3空調(diào)系統(tǒng)形式7/10水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)水環(huán)路的設(shè)計(jì)與常規(guī)冷水機(jī)組水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)略有差異，必須根據(jù)各生產(chǎn)廠家的技術(shù)要求進(jìn)行考慮。用戶側(cè)及地下水側(cè)空

13、調(diào)循環(huán)水泵與水源冷熱水機(jī)組均采用先并后串的方式，循環(huán)水泵既可與冷熱水機(jī)組實(shí)現(xiàn) 一對(duì)一 供水，又可互相調(diào)節(jié)互為備用。對(duì)于水源冷熱水機(jī)組來說其實(shí)現(xiàn)夏冬季節(jié)制冷供暖的轉(zhuǎn)換，是通過水路系統(tǒng)閥門的轉(zhuǎn)換來進(jìn)行的，夏季用戶側(cè)通過蒸發(fā)器回路供應(yīng)冷凍水，冬季用戶側(cè)則通過冷凝器回路供應(yīng)供暖熱水。因此夏冬季節(jié)水環(huán)路轉(zhuǎn)換閥最好采用調(diào)節(jié)靈活、性能可靠的電動(dòng)閥，采用普通蝶閥時(shí)也一定要采用關(guān)斷靈活、密閉性好的閥門。地下水井抽水泵可采用深井潛水泵，潛水泵下放深度應(yīng)在動(dòng)水位之下 5m 處，安裝要平穩(wěn)，泵體要居中。一般依據(jù)井管內(nèi)徑、流量和揚(yáng)程要求，根據(jù)生產(chǎn)廠家提供的樣本選配合適的水泵，再根據(jù)所需電功率選擇電機(jī)及配套電纜。潛水泵的

14、揚(yáng)程應(yīng)包括井內(nèi)動(dòng)水位至機(jī)房地面高度，管道及板式換熱器阻力，水泵管道阻力及回灌余壓。地下水回灌管道設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)各回灌井的距離進(jìn)行阻力平衡計(jì)算，以保證各灌井流量的均衡?？照{(diào)室外水環(huán)路和室內(nèi)立管均采用機(jī)械密閉同程式系統(tǒng)，每個(gè)戶型由上至下均設(shè)有空調(diào)供回水管井，下供上回，戶內(nèi)空調(diào)水管路為異程式。每戶供水管上設(shè)有分戶計(jì)量裝置，回水管上設(shè)有流量平衡閥。戶內(nèi)空調(diào)末端設(shè)備均為臥式暗裝風(fēng)機(jī)盤管，根據(jù)裝修布置情況頂送頂回或側(cè)送底回。風(fēng)機(jī)盤管及戶內(nèi)連接水管的布置均根據(jù)戶型設(shè)置情況盡量利用走道、進(jìn)門過道，衛(wèi)生間、廚房等對(duì)房間使用功能影響較小的位置，做到隱蔽、美觀并與室內(nèi)裝修融為一體。空調(diào)室內(nèi)供回水管保溫采用難燃橡塑管套，

15、室外空調(diào)供回水水管采用聚氨脂現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡保溫直埋管，并作五層防水防腐保護(hù)層和玻璃鋼護(hù)殼，穿越馬路的直埋管增設(shè)鋼套管，并保證埋設(shè)深度在 1m 以上。4空調(diào)自控及減振克萊門特水源冷熱水機(jī)組采用 CVM300電腦微處理器，功能齊全，可自動(dòng)調(diào)溫，調(diào)節(jié)流量、故障報(bào)警、記錄及自診斷功能，可進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)無人值守。多機(jī)控制系統(tǒng)除具備單機(jī)自動(dòng)化配置及功能外，還具備顯示多機(jī)組運(yùn)行情況，根據(jù)回水溫度電腦自動(dòng)判斷空調(diào)系統(tǒng)是部分機(jī)組運(yùn)行還是全部機(jī)組運(yùn)行。機(jī)組根據(jù)負(fù)荷側(cè)回水溫度進(jìn)行邏輯計(jì)算，控制機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)及啟停機(jī)，每臺(tái)機(jī)組采用無級(jí)能量調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)機(jī)組的高效節(jié)能運(yùn)行。機(jī)組還具備控制多臺(tái)壓8/10縮機(jī)的均衡運(yùn)行功能，能控制

16、調(diào)整每臺(tái)壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，確保壓縮機(jī)的長期高效運(yùn)行。水源冷熱水機(jī)組壓縮機(jī)的下面設(shè)置彈簧減振器，減振效率在 85%以上，即振動(dòng)傳遞率小于0.15，降低了機(jī)組的振動(dòng)及系統(tǒng)的振動(dòng)，從而降低了機(jī)組的運(yùn)行噪聲。空調(diào)水泵、機(jī)組進(jìn)出口均采用橡膠接頭軟性連接，冷水機(jī)房內(nèi)的空調(diào)水管均采用減振支吊架，避免因機(jī)組、水泵及管徑系統(tǒng)的振動(dòng)而產(chǎn)生的噪聲。5設(shè)計(jì)總結(jié)xx 花園水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)于2002 年 11 月竣工投入使用，經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試和一個(gè)完整的空調(diào)制冷供暖季運(yùn)行檢驗(yàn)，空調(diào)使用效果良好，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。對(duì)今年6、7 月份中央空調(diào)用電的運(yùn)行記錄進(jìn)行分析，可以看到 6 月份日均用電量為 4970Kw，按小區(qū)建筑面積

17、 40856m2 計(jì)算，每平方米建筑面積空調(diào)耗電0.122Kw/d，電費(fèi)支出0.064 元/d ；7 月份因連續(xù)高溫日均用電量略有上升，達(dá)到 6342Kw，每平方米建筑面積空調(diào)耗電0.155Kw/d，電費(fèi)支出0.082 元/d 。以戶均面積 200m2 計(jì)，一戶日均空調(diào)電費(fèi)支出為12.8 元，月支出為 384 元，相當(dāng)于一臺(tái)2 匹空調(diào)的費(fèi)用支出，可以看出其運(yùn)行費(fèi)用是很低的，既低于常規(guī)冷水機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)，更低于戶式中央空調(diào)系統(tǒng)。進(jìn)一步的分析可以看到，水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用之所以如此低廉，除水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)較常規(guī)冷水機(jī)組中央空調(diào)系統(tǒng)能源利用效率高，中央空調(diào)系統(tǒng)在大面積居住小區(qū)中使用較戶式中

18、央空調(diào)具有更大的負(fù)荷調(diào)節(jié)性和節(jié)能性，居住小區(qū)面積越大其用戶空調(diào)的同時(shí)使用率就越低，其負(fù)荷的參差性就越大，中央空調(diào)系統(tǒng)滿負(fù)荷運(yùn)行的時(shí)間就越短，其優(yōu)越性和節(jié)能性就越顯著。按以上9/106、7 月份的運(yùn)行數(shù)據(jù)折算， 6 月份的中央空調(diào)系統(tǒng)每天滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間為5.24 小時(shí)， 7 月份的每天滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間也僅為6.68 小時(shí)，遠(yuǎn)低于戶式中央空調(diào)系統(tǒng)和分體式空調(diào)器的滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間。香榭里花園中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，風(fēng)機(jī)盤管采用了電動(dòng)二通閥的變流量系統(tǒng)，熱泵機(jī)組主機(jī)供回水總管上設(shè)壓差旁通控制。因住宅小區(qū)空調(diào)同時(shí)使用率較低，其節(jié)能效果應(yīng)是非常顯著的，遺憾的是其主在后期因?yàn)榭刂普麄€(gè)投資成本，而砍掉了電動(dòng)二通閥的節(jié)能控