熱泵系統(tǒng)簡介

1、水源熱泵空調系統(tǒng)一、應用背景環(huán)境污染和能源危機已成為當今社會的兩大難題， 如何在享受的同時付出 最少的代價逐漸成為人類的共識， 在這種背景下以環(huán)保和健康為主要特征的綠色 建筑應運而生。盡可能少地消耗能源為建筑物創(chuàng)造舒適環(huán)境已經成為空調的發(fā)展 方向，開發(fā)利用天然的冷 /熱源能夠為空調帶來節(jié)能和環(huán)保雙重效益，因而越來 越受到人們的重視。地下水是一個巨大的天然資源，其熱惰性極大， 全年的溫度 波動很小，一般說來，埋藏于地表 50m 以下的深井水可常年維持在該地區(qū)年平 均溫度 17 度左右，是一種理想的天然冷熱源。2、水源熱泵簡介 水源熱泵中央空調系統(tǒng)是一種從地下水資源中提取熱量的高效、 節(jié)能、環(huán)保、

2、 再生的供熱（冷）系統(tǒng)。該系統(tǒng)集成熟的熱泵技術、暖通空調技術配套以及地質 勘察成井技術于一體，在相對穩(wěn)定的水體溫度下高效、穩(wěn)定、經濟的運行。水源 熱泵中央空調系統(tǒng)是由末端 （室內空氣處理末端等） 系統(tǒng)、水源中央空調主機 （又 稱為水源熱泵）系統(tǒng)和水源水系統(tǒng)三部分組成。 為用戶供熱時， 水源熱泵中央空 調系統(tǒng)從水源中提取低品位熱能，通過電能驅動的水源中央空調主機（熱泵） “泵” 送到高溫熱源，以滿足用戶供熱需求。為用戶供冷時，水源中央空調系 統(tǒng)將用戶室內的余熱通過水源熱泵主機 （制冷）轉移到水源水中，以滿足用戶制 冷需求。用戶（室內末端等）系統(tǒng)由用戶側水管系統(tǒng)、循環(huán)水泵、水過濾器、靜電水 處理儀

3、、各種末端空氣處理設備、膨脹定壓設備及相關閥門配件等組成。水源熱泵主機由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、各種制冷管道配件和電 器控制系統(tǒng)等組成。水源水系統(tǒng)由取水裝置、 取水泵、各種水處理設備、水源水管系統(tǒng)和閥門配 件等組成。制冷工況的實現只需通過合理地設計用戶系統(tǒng)和水源水系統(tǒng)管道和閥門， 切換閥門來實現進蒸發(fā)器的水源水改進冷凝器， 進冷凝器的用戶系統(tǒng)循環(huán)水改進 入蒸發(fā)器，以達到制冷的目的。 （反之則為供熱工況）水源熱泵是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源，進行能量轉換的冷暖空調系統(tǒng)。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47%的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多

4、（地下的水體是通過土壤間 接的接受太陽輻射能量），而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和 水體自然地保持能量接受和發(fā)散相對的均衡。 這使得利用儲存于其中的似乎無限 的太陽能或地能成為可能。所以說，水源熱泵是利用可再生能源的一種有效途徑3、水源熱泵中央空調系統(tǒng)的工作原理圖機組輸入電能Q25Q2冬季：制熱量 Q3=Ql+Q2 Q3>4Q2Q2:機組耗功Q 地能在上圖中，供水井的地下水通過潛水泵進入機組并進行能量提取后回灌入回 水井，構成井水循環(huán)系統(tǒng)。機組提取地下水中的低位能量并將其聚變?yōu)楦呶荒芰浚?然后輸送給冷暖水循環(huán)系統(tǒng)（用戶末端）。整個系統(tǒng)僅消耗電能，無任何污染。由 于地下水循環(huán)

5、使用.因此也不會造成地層沉降。主機占地面積比傳統(tǒng)方式大大減 少，可放置在地下室等空間。4、水源熱泵中央空調系統(tǒng)應用難點一般來說，水源能否應用主要取決于兩個條件：地下水的水量、水溫、水質必須能滿足系統(tǒng)的要求，同能必須保證抽出來的地下水能夠完全回灌到可回灌的地層。不同的地質條件就具有不同的水量、水溫、水質，同時水的回灌也跟地層緊密相關，很容易造成抽出來的水不能 及時的回灌，從而造成水資源的浪費。當地水文地址管理部門出臺的各項政策、 措施是否允許抽取地下水并相應的 進行回灌。5、水源熱泵空調系統(tǒng)優(yōu)點環(huán)保潔凈沒有燃燒過程， 避免了排放任何煙塵及有害物質， 社會效益顯著。 自由運用地表水資源，又可成功地

6、控制地面沉降。利用城市已有的地熱資源的棄水， 既解決了熱污染問題， 又進一步提高能效比節(jié)水省地以地表水為源體，向其吸收或放出能量，即不消耗水資源， 也不 會對其造成污染。省去了鍋爐房，冷卻塔及附屬的煤場、渣場所占用的寶貴面積。節(jié)能經濟能源利用率為傳統(tǒng)方式的 34 倍，投入 1KW 的電能可得到 45KW 以上的制冷或供熱的能量。初投資是其它中央空調系統(tǒng)的 2/3，運行費用可節(jié)省 1/21/3。靈活安全真正做到“一機兩用” 。利用地下水熱泵冬季向建筑物供暖，夏 季向建筑物供冷，提高了設備的利用率。機組可靈活地安置在任何地方， 節(jié)約空間。 系統(tǒng)末端亦可作多種 選擇。無儲煤、儲油罐等衛(wèi)生及安全隱患。

7、自動化程度高，無需專業(yè)人員操控。運行可靠機組的運行工況穩(wěn)定， 幾乎不受環(huán)境溫度變化的影響， 即使在寒冷的冬季制熱量也不會衰減，更無結霜除霜之慮了。機組主要零部件技術已經很成熟， 維護簡單， 主機運行壽命可達25 年甚至更長。地源熱泵中央空調系統(tǒng) 一、地源熱泵空調系統(tǒng)簡介地源熱泵中央空調系統(tǒng)是一種從土壤資源中提取熱量的高效、節(jié)能、環(huán)保、 再生的供熱（冷）系統(tǒng)。對于對地下水使用有所限制的地區(qū)，或地下水缺乏而不 適合采用水源熱泵的地區(qū)，地源熱泵中央空調 （吸取土壤中的能量） 則是可以采 用的最好方法。地源熱泵系統(tǒng)是利用地球表面淺層地熱資源作為冷熱源進行能量 轉換的中央空調系統(tǒng)。 由于地下水或河流、

8、湖泊中蘊藏著十分豐富的低溫位能量， 它收集了太陽散發(fā)的 47%的能量，因此這種能量是儲存在地表淺層近乎無限的可 再生能源，也是最為清潔的可再生能源。由于地表淺層地熱資源的溫度一年四季相對穩(wěn)定， 冬季比環(huán)境空氣溫度高， 夏季比環(huán)境空氣溫度低， 是一種十分理想的中央空調可利用的冷熱源， 這種溫度 特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調系統(tǒng)運行效率要高 40%，節(jié)省運行費用 50%左右， 另外，地溫恒定的特點也使熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定， 也保證了系統(tǒng)的高效性 和經濟性。地源熱泵的污染物排放與電供暖相比，相當于減少了70%的排放，雖然地源熱泵也采用了制冷劑， 但比常規(guī)空調減少了 25%的充灌量， 該裝置的運行沒

9、有 任何污染，是十分環(huán)保的一種產品。地源熱泵系統(tǒng)可供暖、可供冷，還可提供生活熱水，一機多用，一套系統(tǒng) 可以替換原來的兩套甚至三套系統(tǒng)，可應用于任何建筑物使用。地源熱泵發(fā)明于 1912 年，近十年來是地源熱泵發(fā)展的一個高峰，如美國 1985年止全國共有 1.4 萬臺地源熱泵機組，而 1997年就安裝了 4.5萬臺，而且 每年以 10%的速度增長，之所以有如此成績是因為地源熱泵機組有明顯的節(jié)能特 性，通常地源熱泵消耗 1KW 的能量，用戶可以得到 4KW 以上的熱量或冷量。地源熱泵中央空調系統(tǒng)同樣也是由三個部分構成，它與水源熱泵中央空調 系統(tǒng)唯一不同之處在于：將水源熱泵的井水系統(tǒng)替換為地埋管系統(tǒng)。

10、地源熱泵工藝原理:地源熱泵空調系統(tǒng)的動力系統(tǒng)部分主要由地源熱泵主機，地源側循環(huán)水泵、空調側循環(huán)水泵、補水定壓裝置、自動化軟水器和軟水箱組成。如下圖所示：L一L1 / 111丿：I9 . Bft三、室外地埋管系統(tǒng)室外地埋管系統(tǒng)是保證機組平穩(wěn)運行的一項基本條件。地埋管安裝施工由專 業(yè)技術施工隊伍進行。首先，要選一個空蕩平坦的地方鉆井埋置地埋管，通常地埋管垂直安裝，由垂直鉆孔內放置“ U”型PE管連接而成，U型管外與鉆孔孔井壁面之間填充沙 礫和黏土以增進換熱能力。U型管與U型管之間并聯安裝，安裝形式為同程安 裝。地埋管的管溝布置可如附圖所示，U型管深埋在地下，干管也埋在凍土層以 下。所以管溝之上地面

11、可以作草坪、停車場，不耽誤正常的使用。埋管用孔井中心距一般保持在 45米間距以保證充分的換熱。為了減少占地面積，孔井可采用梅花形布置&】翅血柵四、地源熱泵中央空調系統(tǒng)優(yōu)點環(huán)保潔凈沒有燃燒過程，避免了排放任何煙塵及有害物質，社會效益顯著。地埋側采用閉式循環(huán)，不會對地下水造成任何影響。節(jié)水省地地埋井設與綠化和廣場下部，不會占用任何地上面積。省去了鍋爐房，冷卻塔及附屬的煤場、渣場所占用的寶貴面積。節(jié)能經濟能源利用率為傳統(tǒng)方式的3 4倍，投入1KW的電能可得到4KW以上 的制冷或供熱的能量。靈活安全真正做到“一機兩用”。利用地下水熱泵冬季向建筑物供暖，夏季向建筑 物供冷，提高了設備的利用率。機

12、組可靈活地安置在任何地方，節(jié)約空間。系統(tǒng)末端亦可作多種選擇。 無儲煤、儲油罐等衛(wèi)生及安全隱患。自動化程度高，無需專業(yè)人員操控。運行可靠 機組的運行工況穩(wěn)定，幾乎不受環(huán)境溫度變化的影響，即使在寒冷的冬 季制熱量也不會衰減，更無結霜除霜之慮了。機組主要零部件技術已經很成熟， 維護簡單，主機運行壽命可達 25 年以 上。五、地源熱泵中央空調系統(tǒng)應用難點初投資較高地源熱泵空調系統(tǒng)的造價比其它形式的空調系統(tǒng)都高， 從而要求設 計和施工過程中各個環(huán)節(jié)控制必須嚴格， 每一個環(huán)節(jié)出現問題都會影響 整個系統(tǒng)的運行效果和運行費用。地埋管施工工藝復雜 地埋管系統(tǒng)施工不能達到設計要求會使系統(tǒng)換熱量減小， 從而造成 系

13、統(tǒng)運行費用的提高。地埋管系統(tǒng)與主機匹配必須精確 地埋管設置大于實際數量會提高投資， 但對系統(tǒng)能耗不會帶來太大 影響；地埋管設置少于實際需要的數量則會造成熱泵制冷、制熱效率下 降，影響系統(tǒng)的運行效果，同時也會使系統(tǒng)運行費用大大提高?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)、空氣源熱泵系統(tǒng)簡介在自然界中，水總由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。但 人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實現水的由低處向高處流動， 熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升 裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象 （溫度較高的物體），其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作 的，所不同的只是工作溫度范圍不一樣。一臺壓縮式熱泵裝置，主要有蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部 分組成，通過讓工質不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量） 一壓縮一冷凝（放 出熱量）f節(jié)流f再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉移到水 中（如圖所示）。生活或采暖熱水襯膨脹閥Q*壞境中的熱量熱泵在工作時，把環(huán)境介質中貯存的能量 QA在蒸發(fā)器中加以吸收; 它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電 QB通過工質循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中 進行放熱QC, QC=QA+QB由此可以看出，熱泵輸出的能量為壓縮機做的功 QB和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量QA因此，采用熱泵技術可以節(jié)約大量的電 能。二、空氣源熱泵主