能源塔技術介紹

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應用熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理

熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應用01020304熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景中國南方地區(qū)冬季潮濕陰冷，空氣濕度大，采用燃油、燃氣、煤為主供熱時，其能耗高又污染環(huán)境;傳統(tǒng)空氣源熱泵在冬季供熱時嚴重結霜，融霜耗電大，熱泵效率低;而地源熱泵在城市的應用受到地質條件、場地的限制，在這種背景下開發(fā)的熱源塔熱泵空調系統(tǒng)。概念：以室外空氣為冷熱源，由熱源塔熱交換系統(tǒng)、熱源塔熱泵機組、建筑物內系統(tǒng)組成的可為建筑物提供供冷、供熱和加熱生活熱水的系統(tǒng)。適用范圍：適用于冬季室外計算空氣干球溫度不低于-8℃，計算相對濕度不低于60%的氣候條件熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理

熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應用01020304熱源塔熱泵系統(tǒng)原理傳熱介質與空氣在其中進行熱交換并為熱泵機組提供連續(xù)冷熱源的塔式換熱裝置。冬季：利用冰點低于零度的載體介質，高效提取低溫環(huán)境下相對濕度較高的空氣中的低品位熱能，實現(xiàn)低溫熱能向高溫熱能的傳遞，達到制熱目的。夏季：起到高效冷卻塔的作用，利用水的蒸發(fā)散熱，將熱量排到大氣中實現(xiàn)制冷。熱源塔熱源塔結構示意圖1.塔體框架2.出風筒3.維護板4.進風柵5.變速電動機控制裝置6.斜射旋流風機7.高效肋片8.換熱管9.進液口10.出液口11.斜流折射分離器12.斜射旋流分離器13.接水盤14.凝結水控制裝置15.溶液控制閥16.溶液池17.噴淋泵控制裝置18.噴淋器熱源塔熱泵防霜系統(tǒng)溶液防霜濃縮系統(tǒng)的原理：

當噴射濃縮機檢測到環(huán)境空氣溫度低于１℃時，關閉冷凝水排水閥，啟動噴射濃縮機，將溶液池溶液濃縮升壓，高壓溶液通過控制閥進入噴射器向換熱器噴射溶液，與換熱器換熱，形成水滴，靠重力作用落入溶液盤，進入溶液池，完成一個噴射和濃縮周期，待低溫期過后采用濃縮裝置分離水分。當環(huán)境空氣溫度高于１℃時，關閉噴射濃縮機，開啟冷凝水排水閥。自動加藥系統(tǒng)

防凍液除了存在飄失損失外，當環(huán)境相對濕度較高時，熱源塔還會吸收空氣中的水分，從而將鹽溶液稀釋。因此，防凍液損失由兩部分組成：飄失損失和結露損失。

為防止鹽溶液的濃度降低，必須定期測定鹽溶液的濃度，濃度降低時，應補充鹽量，使其保持在適當?shù)臐舛龋涣硗?，當空氣相對濕度較低時，機組運行時鹽溶液中的水分會蒸發(fā)，鹽溶液會濃縮，也需要補充水分。自動加藥裝置可自動檢測鹽溶液的濃度，這樣鹽溶液的濃度就能夠達到一個動態(tài)的平衡。

抗凍劑選擇要點抗凍劑又稱阻凍劑，是一類加入到其他液體(一般為水)中以降低其冰點、提高抗凍能力的物質?？箖鰟┯屑状?、乙醇、乙二醇、水溶性酰胺和氯化鈣、鹽水等。不同的用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇。抗凍劑加入量在冬季抗凍劑加入量隨著不同的環(huán)境溫度而不同抗凍劑的加入量能影響系統(tǒng)的能效比

抗凍劑加入量參考表熱源塔的組成部分塔身風機換熱器噴淋裝置防凍、補水系統(tǒng)熱源塔的組成部分塔身熱源塔的組成部分風機熱源塔的組成部分換熱器熱源塔的組成部分噴淋裝置熱源塔的組成部分防凍、補水系統(tǒng)熱源塔的分類閉式熱源塔開式熱源塔混合式熱源塔1231.閉式熱源塔·循環(huán)介質一直都在管道內流動，不與外部空氣相接觸；·換熱器為銅管、肋片；·噴淋裝置主要用于噴灑防凍液，從而防止換熱器表面結霜與結冰；·噴淋裝置內的防凍液與循環(huán)介質并不混合。2.開式熱源塔·循環(huán)介質在管道內流動，在塔內經過噴淋裝置噴淋到換熱器上，與空氣直接接觸；·換熱器為填料（塑料、PVC、PP）；·噴淋裝置主要用于噴灑循環(huán)介質，從而循環(huán)介質與空氣相接觸。3.混合式熱源塔部分循環(huán)介質通過塔內換熱器，部分循環(huán)介質通過噴淋裝置噴灑到換熱器上。部分循環(huán)介質與空氣直接接觸。開式熱源塔和閉式熱源塔的比較開式熱源塔閉式熱源塔開式塔有較大局限，閉式塔應用前景廣闊防凍液直接與空氣接觸，溶液溫度易受外界氣象條件變化的影響使其冰點不斷變化，需要定期啟動溶液濃縮裝置，管理非常麻煩?！た朔艘陨先秉c；·通過使空氣逆向流過低溫高效肋片換熱器的表面，形成傳熱面與空氣之間的顯熱和潛熱交換；·由于閉式能源塔的高效換熱器的管內防凍液依靠溶液泵強制循環(huán)，流動速度快，換熱效率高。熱源塔熱泵空調系統(tǒng)示意圖熱源塔熱泵空調系統(tǒng)的原理【熱源塔熱泵供熱工藝原理圖】熱源塔熱泵系統(tǒng)原理熱源塔熱泵系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)原理單制冷系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)原理單制熱系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)原理

單制熱水系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理

熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應用01020304熱源塔熱泵系統(tǒng)特點1節(jié)能效果顯著

冬季，熱源塔提取環(huán)境低品位熱能的性能比風冷熱泵穩(wěn)定，無結霜困擾。整個冬季機組的平均能效比在3.5以上。

夏季，由于熱源塔的散熱能力比冷卻塔強，起到高效冷卻塔的作用，主機能效比在4.5以上。

同時，利用熱回收可免費得到衛(wèi)生熱水。

熱源塔熱泵系統(tǒng)特點2一機多用

實現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷以及全年提供衛(wèi)生熱水。

提高了設備使用率，降低初投資，節(jié)能環(huán)保。熱源塔熱泵系統(tǒng)特點3不受地質條件與場地限制：

與地源熱泵比：不受地質條件的制約，占地面積?。慌c水源熱泵比：不依賴地下水、地表水等熱源；與風冷熱泵比：主機放置在機房，噪音小，功率大。熱源塔熱泵系統(tǒng)特點4運行穩(wěn)定、壽命長

熱泵機組冬季使用的熱源,是相對濕度較高的空氣中的低品位熱能，蒸發(fā)壓力穩(wěn)定度和蒸發(fā)溫度都高于風冷熱泵，使得機組比風冷熱泵機組有更寬的運行范圍；

熱泵機組夏季使用的冷源，是汽化蒸發(fā)潛熱帶走空調余熱，熱源塔在夏季有足夠的蒸發(fā)面積可承受瞬間高峰空調負荷，冷卻水溫低，效率高。全年運行與風冷熱泵比較，機組能耗小，磨損輕，壽命長熱源塔熱泵系統(tǒng)特點5系統(tǒng)設計簡單

與地源熱泵比：不用考慮地源側冬夏季冷熱負荷均衡；與風冷熱泵比：不用考慮輔助電加熱和冬季融霜的問題。

熱源塔熱泵系統(tǒng)特點6適用性強

既可應用于新建建筑又適用于既有建筑的節(jié)能改造。熱源塔熱泵系統(tǒng)特點7經濟、高效

熱源塔熱泵系統(tǒng)綜合經濟性能較高，用于夏季制冷時具有負壓蒸發(fā)冷卻水溫度低的節(jié)能特點；用于冬季供暖時，采用低溫寬帶技術和負溫度噴淋防霜溶液。

熱源塔熱泵在中國長江流域以南：

1.對比單冷機+燃油鍋爐耗能低45%左右；

2.對比單冷機+燃氣鍋爐耗能低25%左右；熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理

熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應用01020304

熱源塔低溫技術適用范圍

項目地質條件缺水、少水，不具備埋管、打井、其他水源換熱的地區(qū)；適用于長江以南地區(qū)冬季室外計算空氣干球溫度不低于-8℃，計算相對濕度不低于60%的氣候條件；建筑面積大于1萬平方、空調負荷容量不小于1000kw規(guī)模中大型公共項目；傳統(tǒng)單冷水機制冷+鍋爐制熱形式的改造項目。熱源塔與常用中央空調對比

可用空調系統(tǒng)形式系統(tǒng)形式特點平均-制冷能效平均-制熱能效傳統(tǒng)—單冷水機+鍋爐綜合能效比較低、設計施工簡單耗能大、存在二次污染4<1傳統(tǒng)—風冷熱泵綜合能效比較低、設計施工簡單、無需鍋爐耗能大、冬季存在化霜困難及無法開機的隱患冬季制熱效果差、需輔助加熱設備2.51.5-2或無法開機節(jié)能—地源熱泵垂直埋管全封閉系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠，能效比高、無污染投資相對較大、需要專業(yè)設計及有經驗施工需要場地埋管4.5-54-4.5地下打井能效比高，系統(tǒng)效果穩(wěn)定可靠、無污染對地下水溫、水量有要求5-64-5湖水換熱能效比較高、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，無污染需要有湖水、河水等良好換熱條件43-4節(jié)能—熱源塔熱泵適合長江中下游地區(qū)，能效比高、無需輔助加熱熱泵、適合中大型項目4.54熱源塔與常用中央空調對比可用空調系統(tǒng)形式空氣噪聲土壤/水源冷媒泄露傳統(tǒng)—單冷水機+鍋爐鍋爐排放氣體宜造成二次污染主機位于機房，僅為冷卻塔噪聲無無傳統(tǒng)—風冷熱泵無有，一般需置屋頂且有相關避音措施無有，且VRV形式泄露較常見節(jié)能—地源熱泵垂直埋管無全封閉系統(tǒng)，噪聲等級最小一般無；如在冷卻換熱系統(tǒng)中添加極端抗凍物質存在少許無地下打井無全封閉系統(tǒng)，噪聲等級最小存在水源污染隱患，視工程施工完備性而定無湖水換熱無全封閉系統(tǒng)，噪聲等級最小存在水源污染隱患，視工程施工完備性而定無節(jié)能—熱源塔熱泵無同冷卻塔轉數(shù)且有變頻系統(tǒng)可降噪無無熱源塔與常用中央空調對比可用空調系統(tǒng)形式空調投資估算運行投資對比傳統(tǒng)—單冷水機+鍋爐250-320元/m2傳統(tǒng)鍋爐標準正在被取締，新建建筑基本很少使用該形式傳統(tǒng)—風冷熱泵250-320元/m2平均能效2-2.5節(jié)能—地源熱泵垂直埋管400-600元/m2比傳統(tǒng)風冷節(jié)能50-60%地下打井350-400元/m2比傳統(tǒng)風冷節(jié)能50-60%湖水換熱350-480元/m2比傳統(tǒng)風冷節(jié)能30-40%節(jié)能—熱源塔熱泵350-450元/m2比傳統(tǒng)風冷節(jié)能40-50%案例分析普陀山大酒店建筑面積：15000m2空調機型：原使用單冷螺桿+燃油鍋爐；制冷量1500千瓦改造系統(tǒng)：制冷、制熱：熱源塔熱泵機組改造后，年降低能耗80萬左右列項改造前系統(tǒng)改造后系統(tǒng)項目簡介項目概述中國浙江普陀山四星級酒店15000㎡改造要求改造原有空調耗能、效果降低現(xiàn)狀，降低污染，滿需原有

空調只用要求，滿需每天80噸熱水需求空調系統(tǒng)形式制冷：單冷水機1200KW×1臺制熱：1噸燃油鍋爐×2臺（含熱水）制冷/熱：熱源塔熱泵350kw×3臺+90kw×2臺面臨狀況原空調機組制冷量減小、自轉功率比高、能效比下降燃油自開業(yè)始至06年油費上漲,自2460元/噸到5530元/噸,費用過高改造思路根據(jù)酒店客房開啟率及熱水使用要求，設置3臺螺桿機及2臺渦旋形式熱源塔機組夏季：5臺機組同時提供空調制冷；其中2臺渦旋形式主機余熱回收制取生活熱水冬季：3臺螺桿機組滿足空調制熱；2臺渦旋機組優(yōu)先進行熱水制取，冬季最不利工況條件，2臺渦旋機組合并螺桿機組進行空調制熱；案例分析運行能耗（元）改造前系統(tǒng)改造后系統(tǒng)夏季制冷532950420008冬季采暖793800494131生活熱水1041600246000合計23683501160138年節(jié)約能耗120萬改造效果2007年改造后，次年空調及熱水年能耗節(jié)省120萬熱源塔熱泵系統(tǒng)的應用ThankYou參考文獻[1]梁彩華,張小松,徐國英.顯熱除霜方式的能量分析與試驗研究[J].東南大學學報:自然科學版,2006,36(1):81-85.[2]姚楊,馬最良.空氣源熱泵冷熱水機組結霜工況研究現(xiàn)狀與進展[J].哈爾濱建筑大學學報,2002,35(5):66-69.[3]郭憲民,楊賓,陳純正.翅片型式對空氣源熱泵機組結霜特性的影響[J].西安交通大學學報,2009,43(1):67-71.[4]劉曉茹.地埋管地源熱泵系統(tǒng)熱平衡及其地域性分析[J].暖通空調,2009,38(9):57-59.[5]彭金梅,羅會龍,崔國民,等.熱泵技術應用現(xiàn)狀及發(fā)展動向[J].昆明理工大學學報(自然科學版),2012,37(5):54-54.[6]張晨,楊洪海,吳建兵,等.三種典型結構熱源塔的比較[J].制冷與空調(北京),2009,9(6):81-83.[7]宋應乾,馬宏權,龍惟定.能源塔熱泵技術在空調工程中的應用與分析[J].暖通空調,2011,41(4):20-23.[8]章文杰,李念平,王麗潔.熱源塔熱泵系統(tǒng)相變潛熱的應用研究[J].重慶大學學報,2011,34:58-61.[9]文先太,梁彩華,劉成興,等.基于空氣能量回收的熱源塔溶液再生系統(tǒng)節(jié)能性分析[J].化工學報,2011,62(11):3242-3247.[10]文先太,梁彩華,張小松,等.填料型叉流熱源塔不同運行模式下?lián)Q熱性能實驗分析[J].重慶大學學報,2011.[1]參考文獻[11]梁彩華,文先太,張小松.基于熱源塔的熱泵系統(tǒng)構建與試驗[J].化工學報,2010,61(S2):142-146.[12]劉成興,梁彩華,文先太,等.逆流熱源塔傳熱傳質模型建立與凝水調節(jié)的可行性[J].東南大學學報:自然科學版,2013,43(4):788-792.[13]