能源塔熱泵系統(tǒng)介紹(原理)

能源塔熱泵技術(shù)在空調(diào)工程中的應(yīng)用江蘇海雷德蒙集團(tuán)Contents1能源塔熱泵技術(shù)的誕生2能源塔熱泵技術(shù)概述3能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)

4.能源塔熱泵系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)５.能源塔熱泵系統(tǒng)與常用空調(diào)系統(tǒng)對(duì)比1.能源塔熱泵技術(shù)的誕生能源塔熱泵技術(shù)用于空調(diào)冷熱源起源于20世紀(jì)80年代的日本，采熱塔或者加熱塔?？照{(diào)領(lǐng)域的節(jié)能需求，響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召?？照{(diào)系統(tǒng)冷熱源方案的完善與優(yōu)化。冷卻塔的一塔兩用，綜合了冷卻塔與空氣源熱泵的優(yōu)點(diǎn)。2能源塔熱泵技術(shù)概述2.1能源塔熱泵系統(tǒng)工作原理在夏季，主機(jī)通過能源塔系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)冷卻，提供穩(wěn)定冷源；在冬季，低溫?zé)岜弥鳈C(jī)通過能源塔系統(tǒng)采用某種凝點(diǎn)低于0℃的特殊載體介質(zhì)、以及低溫寬帶小溫差傳熱技術(shù)，能高效地提取0℃以下濕空氣的顯熱和潛熱，在-15℃工況下仍可提供穩(wěn)定熱源。能源塔熱泵技術(shù)概述2.2能源塔工作原理--夏季運(yùn)行情況；將高于空氣濕球溫度的循環(huán)水，均勻噴淋在高于冷卻塔N倍的具有親水性質(zhì)凹凸形波板上循環(huán)水在親水填料面形成水膜；空氣側(cè)經(jīng)多層凹凸形波板填料空間的表面空隙逆向流通，形成水氣之間的接觸面；水膜與空氣直接進(jìn)行顯熱與潛熱（蒸發(fā)）的逆流換熱；水份蒸發(fā)時(shí)吸收了制冷機(jī)冷卻循環(huán)水余熱，降低了循環(huán)冷卻水溫，使冷卻水接近于空氣濕球溫度上限值1~2℃。--冬季運(yùn)行情況：將低于濕球溫度的防凍溶液，均勻地噴淋在凹凸形波板具有親液性質(zhì)填料填料層上，使防凍溶液在親液填料面形成液膜，空氣側(cè)經(jīng)由多層凹凸形波板填料空間的表面空隙逆向流通，形成液氣之間的接觸面。溶液在能源塔中熱交換吸熱，主要是依靠表面液膜，在發(fā)生顯熱交換的同時(shí)，潛熱交換也存在。能源塔熱泵技術(shù)概述2.3能源塔熱泵技術(shù)適用范圍項(xiàng)目地質(zhì)條件缺水、少水，不具備埋管、打井及其他水源換熱的地區(qū)。冬季最低溫度不低于-12℃，室外相對(duì)濕度不低于55%的長(zhǎng)江周邊及以南地區(qū)。建筑面積大于1萬平米，空調(diào)負(fù)荷容量不小于1000kw

規(guī)模中大型公共項(xiàng)目。傳統(tǒng)單冷水機(jī)制冷+鍋爐制熱形式的改造項(xiàng)目。能源塔熱泵技術(shù)概述2.4能源塔熱泵技術(shù)可實(shí)現(xiàn)的功能中央空調(diào)夏季7℃-12℃供回水；冬季45℃-40℃供回水制冷同時(shí)免費(fèi)提供生活熱水。洗浴用55℃中溫水桑拿或工業(yè)專用60℃-95℃高溫水能源塔熱泵技術(shù)概述2.5能源塔種類開式塔與閉式塔；方形塔與圓形塔；橫流塔與逆流塔；玻璃鋼塔與金屬塔。3能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)3.1能源塔熱泵系統(tǒng)組成能源塔熱泵系統(tǒng)由能源塔熱交換系統(tǒng)、能源塔熱泵機(jī)組、管路切換裝置和建筑物內(nèi)系統(tǒng)四大部分組成。能源塔熱交換系統(tǒng)包括能源塔、溶液泵、溶液濃度控制裝置、溶液儲(chǔ)存裝置及附屬管路系統(tǒng)等組成。3.2能源塔熱泵機(jī)組構(gòu)成與原理能源塔發(fā)熱泵機(jī)組采用雙冷凝器全熱回收技術(shù)。采用閥門切換來實(shí)現(xiàn)4中不同工況的運(yùn)行。本質(zhì)上能源塔熱泵屬于空氣源熱泵的一種形式，但比空氣源熱泵多了載冷劑與空氣側(cè)的二次換熱。從另一個(gè)角度上來說，它屬于水地源熱泵的衍生品。它比常規(guī)水地源熱泵多了一套油冷卻器。能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)3.3能源塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與使用要點(diǎn)

1、

能源塔的設(shè)計(jì)采用特殊的結(jié)構(gòu)和填料系統(tǒng)，保證能源塔的換熱效果。專門的防漂系統(tǒng)設(shè)計(jì)，有效地降低了溶劑和水的漂移損失。塔料體材和不銹鋼緊固件保證塔的使用壽命。沒有化霜問題。2、能源塔的布置應(yīng)于建筑協(xié)調(diào)，病選擇合適場(chǎng)合保證通風(fēng)順暢。一般布置在裙房或者主樓屋頂。另外，能源塔應(yīng)設(shè)置在專用基礎(chǔ)上.3、能源塔與傳熱介質(zhì)接觸的客體、換熱填料、型材、螺栓等，應(yīng)根據(jù)防凍液的腐蝕特性，進(jìn)行有效防腐處理。能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)3.4溶液濃度控制裝置

溶液濃度控制裝置系統(tǒng)主要包括濃縮裝置、儲(chǔ)液池、加藥系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。1、溶液池與濃度控制系統(tǒng)圖中A：溶液集水箱或池（?。〣：溶液集水箱或池（大）C：溶液濃縮裝置（標(biāo)配）其中B≥3A整套裝置安裝于能源塔冷卻水環(huán)路，設(shè)置在主機(jī)旁并連接熱水水箱旁路，也可連接主機(jī)熱回收或其他加熱設(shè)備；C設(shè)備加熱時(shí)溫控啟動(dòng)A設(shè)備啟動(dòng)時(shí)壓力控制啟動(dòng)。能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)2、抗凍劑選擇與使用抗凍劑又稱阻凍劑，是一類加入到其他液體(一般為水)中以降低其冰點(diǎn)、提高抗凍能力的物質(zhì)。能源塔系統(tǒng)可選用的抗凍劑有甲醇、乙醇、乙二醇、水溶性酰胺和氯化鈣、鹽水及某新型冰河冷媒等。不同的用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇。抗凍劑的加入量如下圖所示

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)的能效比抗凍劑的初次添加量按照1：3添加（抗凍劑：水）能源塔熱泵系統(tǒng)組成及關(guān)鍵技術(shù)3.5管路切換裝置能源塔熱泵系統(tǒng)采用管路切換裝置（聯(lián)箱）來實(shí)現(xiàn)冬夏工況的轉(zhuǎn)換，以減少管路中的混水現(xiàn)象。其中制冷管路采用雙閥門控制4能源塔熱泵系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)低溫吸熱的能源塔，利用低于冰點(diǎn)載體介質(zhì)，高效提取低溫高濕地區(qū)冰點(diǎn)以下濕空氣的顯熱和潛熱；低溫制熱的熱泵機(jī)組，輸入少量高品位能源，實(shí)現(xiàn)冰點(diǎn)以下低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移；一機(jī)多用的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物提供制冷、供熱和生活熱水的“三聯(lián)供”的熱泵空調(diào)。無毒、緩蝕、無蒸發(fā)的溶液技術(shù)。機(jī)房及室內(nèi)系統(tǒng)工程控制技術(shù)。工程控制技術(shù)—1、溶液輸配2、低溫報(bào)警3、防腐銹蝕4、雙季管路切換

5、能源塔防漂和溶液濃度控制5能源塔熱泵系統(tǒng)與常用空調(diào)系統(tǒng)對(duì)比5.1、形式對(duì)比可用空調(diào)系統(tǒng)形式系統(tǒng)形式特點(diǎn)平均-制冷能效平均-制熱能效傳統(tǒng)—單冷水機(jī)+鍋爐綜合能效比較低、設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單耗能大、存在二次污染4<1傳統(tǒng)—風(fēng)冷熱泵綜合能效比較低、設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單、無需鍋爐耗能大、冬季存在化霜困難及無法開機(jī)的隱患冬季制熱效果差、需輔助加熱設(shè)備2.51.5-2或無法開機(jī)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(duì)較大、需要專業(yè)設(shè)計(jì)及有經(jīng)驗(yàn)施工需要場(chǎng)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(duì)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—能源塔熱泵專利技術(shù)（適合長(zhǎng)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(xiàng)目4.54能源塔熱泵系統(tǒng)與常用空調(diào)系統(tǒng)對(duì)比5.2、環(huán)評(píng)對(duì)比可用空調(diào)系統(tǒng)形式空氣噪聲土壤/水源冷媒泄露傳統(tǒng)—單冷水機(jī)+鍋爐鍋爐排放氣體宜造成二次污染主機(jī)位于機(jī)房，僅為冷卻塔噪聲無無傳統(tǒng)—風(fēng)冷熱泵無有，一般需置屋頂且有相關(guān)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(jí)最小一般無；如在冷卻換熱系統(tǒng)中添加極端抗凍物質(zhì)存在少許無地下打井無全封閉系統(tǒng)，噪聲等級(jí)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(jí)最小存在水源污染隱患，視工程施工完備性而定無節(jié)能—能源塔熱泵無同冷卻塔轉(zhuǎn)數(shù)且有變頻系統(tǒng)可降噪無無能源塔熱泵系統(tǒng)與常用空調(diào)系統(tǒng)對(duì)比5.3、投資對(duì)比可用空調(diào)系統(tǒng)形式空調(diào)投資估算運(yùn)行投資對(duì)比傳統(tǒng)—單冷水機(jī)+鍋爐250-320元/m2傳統(tǒng)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)正在被取締，新建建筑基本很少使用該形式傳統(tǒng)—風(fēng)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