地源热泵培训(业务部版本)

地源热泵空调,一、目前上海别墅建筑常用的集中空调系统及存在的问题二、地源热泵中央空调介绍三、上海地区别墅建筑采用地源热泵系统的可行性分析四、地源热泵的施工,一、上海别墅建筑常用的集中空调系统及存在的问题:,1.1风冷冷热水机组加风机盘管空调系统1.2VRV空调系统1.3风冷管道式冷热风空调系统,1.1风冷冷热水机组加风机盘管空调系统,该空调系统由1台室外机(风冷冷热水热泵机组)、若干台室内机(风机盘管)、水管、冷凝水管及膨胀水箱、循环水泵等组成。系统结构紧凑、安装方便、占室内建筑空间较少,易与建筑装修融为一体。各房间温度可独立控制,运行节能。缺点是无新风供给,集水盘内容易集尘滋生细菌,存在漏水可能。,1.2VRV及多联机空调系统,该空调系统由1台变频变制冷剂流量的室外机、若干台室内机、冷媒管、冷凝水管等组成。与1.1节（风冷冷热水机组加风机盘管空调）系统不同的是室内外机之间用紫铜冷媒管连接,不需要膨胀水箱、循环水泵。这种系统能对各空调房间实现较精确的温控,使用方便,运行节能。但无新风供给,安装要求高,如发生冷媒泄漏,很难找出漏点,不易维修。,1.3风冷管道式冷热风空调系统,该系统由室外主机、室内管道机、冷媒管、送风管道和风阀、风口等组成。与1.2节系统相仿,也属冷媒直接蒸发式,只是将1.2节（VRV空调）系统的多个室内机改为一个室内管道机,向各室内提供冷热风。管道机可进新风,使室内空气清新,无漏水之忧,相对价格低。但各房间不易独立控制,房间送风量调节困难,集中回风影响各房间的私密性,风管布置要占建筑空间。,目前常用空调系统存在的问题上述3种空调系统均为空气源热泵系统，室外机组均要求暴露于大气中，所以对建筑立面有影响,破坏了建筑的整体美观；系统夏季制冷运行,将大量的热量排放至室外大气，会造成周围环境空气温度的升高,加剧城市的温室热岛效应；冬季低温下制热运行效率低;冬季当室外温度低于零度时,还需要运行制冷循环来除霜，增加了能量损失，制热效果会大大降低。,二、地源热泵中央空调:地源热泵中央空调分为水源热泵和土壤(地)源热泵两类形式,2.1水源热泵空调系统2.1.1水源热泵概念2.1.2水源热泵原理2.1.3水源热泵的分类2.2土壤(地)源热泵空调系统2.2.1土壤热交换器地源空调概念2.2.2土壤热交换器地源空调分类2.2.3工作原理2.2.4机组运行过程2.2.5土壤热交换器埋管形式2.3地源热泵系统优势2.4地源热泵系统限制因素,2.1.1、水源热泵概念,水源热泵技术是一种利用地球表面或浅层水源（如地下水、河流、湖泊或海水），或者是人工再生水源（生活污水、工业废水、地热尾水等）的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移，既可供热又可制冷的高效、环保、节能的空调系统。,2.1.2、水源热泵原理,地球表面浅层水源（一般在1000米以内），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，地壳也向井水,地表水的传热,使水源的温度提高,而且水温一般都较稳定。水源热泵技术就是：在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。由于夏季水源温度较室外空气温度低，冬季要高,所以制冷/热的效率远高于空气源热泵.通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。,2.1.3、水源热泵的分类,井水源热泵（GWHP）井水源热泵系统，也就是通常所说的深井回灌式水源热泵系统。通过建造抽水井群将地下水抽出，通过二次换热或直接送至水源热泵机组，经提取热量或释放热量后，再由回灌井群灌回地下。地表水源热泵（SWHP）地表水热泵系统。通过直接抽取或者间接换热的方式，利用包括江水、河水、湖水、水库水以及海水作为热泵的冷热源。,2.2土壤(地)源热泵空调系统2.2.1土壤(地)源空调概念,土壤(地)源空调系统是把热交换器埋于地下，通过水在由高强度塑料管组成的封闭环路中循环流动，从而实现与大地土壤进行冷热交换的目的。夏季通过机组将房间内的热量转移到地下，对房间进行降温。同时储存热量，以备冬用。冬季通过热泵将土壤中的热量转移到房间，对房间进行供暖，同时储存冷量，以备夏用，大地土壤提供了一个很好的免费能量存贮源泉，这样就实现了能量的季节转换。,2.2.2土壤(地)源热泵空调分类,按土壤热交换器形式分为垂直埋管地源热泵系统水平埋管地源热泵系统,2.2.3工作原理,供暖时，它吸取地热向用户排放，此过程只消耗少量电能，如图1所示。制冷时，它吸取用户室内的热量向地下排放，同样也消耗少量电能，如图2所示,2.2.4机组运行过程,冬天热泵中制冷剂正向流动，压缩机排出的高温高压R22气体进入冷凝器向集水器中的水放出热量，相变为高温高压的液体，再经热力膨胀阀节流降压变为低温低压的液体进入蒸发器，从地下循环液中吸取低温热后相变为低温低压的饱和蒸汽后进入压缩机吸气端，由压缩机压缩排出高温高压气体完成一个循环。如此循环往复将地下低温热能“搬运”到集水器，从而不断的向用户提供45-50的热水。如图3所示。夏天热泵中制冷剂逆向流动，与用户换热的冷凝器变为蒸发器从集水器中的低温水（7-12）提取热能，与地下循环液换热的蒸发器变为冷凝器向地下循环液排放热量，循环液中热量再向地下低温区排放，如此循环往复连续地向用户提供7-12的冷水。,2.2.5土壤热交换器埋管形式,地下埋管换热器主要有两种形式，即水平埋管和垂直埋管。选择哪种形式取决于现场可用地表面积、当地岩土类型以及钻孔费用。尽管水平埋管通常是浅层埋管，可采用人工开挖，初投资比垂直埋管小些，但它的换热性能比竖埋管小很多，并且往往受可利用土地面积的限制，所以在实际工程应用中，一般都采用垂直埋管。（见图4）,可再生能源：利用浅层地热能作为冷热源，实现冷热联供节能：（高温/严寒季节）性能系数高，节省运行费用3050；环保：取消锅炉，减少热污染；一机多用：一套系统实现三种用途，制冷,供热及卫生热水.节省建筑空间性能稳定：温度波动小，不受环境影响美观：无室外机，不影响建筑外观,2.3地源热泵系统优势,2.4地源热泵系统限制因素,初投资较高（打井、钻孔、埋管等）需要有一定的空间埋设埋管系统施工要求较高，需要专业施工队伍和设备注意冷热负荷平衡的问题,三、上海地区别墅建筑采用地源热泵系统的可行性分析,上海地区属于夏热冬冷地区,近几年最热月平均气温已达30.2、最冷月平均气温为4.2,最冷月与最热月平均相对湿度分别为75%,83%,高于35的酷热天气长达半个月至一个月,日平均温度低于5的天数长达两个月以上,因此每年传给土壤的冷热量基本相同,其气候条件适合推广地源热泵。地源热泵地下埋管换热器处于地壳的浅层地表土壤中,土壤的类型、热特性、热传导性、密度、湿度等对地源热泵系统的性能影响较大。据地质钻探知上海地区的浅层土是以黏土、亚黏土及粉砂为主的软土,属于第四纪沉积层,且土壤潮湿,地下水位高,是埋管系统较合适的土壤类型。别墅建筑一般都带有花园,具备供地源热泵系统布管的土壤面积,因此在上海地区别墅建筑中采用地源热泵空调系统是完全可行的。,四、地源热泵的施工,4.1热交换器的安装4.2室内空调系统的安装4.3主机的安装4.4调试,4.1热交换器的安装,选好钻孔设备，做好钻空前的准备工作，豆石屑的堆放，水、电的到位。泥浆的排放、储存、运输等。按给定的设计图测量确定各井孔位置。钻孔深度要大于换热器设计安装尺寸的510%。预先制作U型地耦管换热器，换热器下端安装沉积环路管。并固定在按图制作的导向架内。U型管两端用绞板攻丝旋入金属管帽，防止异物进入井内。对U型地耦管换热器做耐压测试，压力为管道设计正常运行压力的三倍，保压30分钟，然后释放到正常运行压力，旋进金属管帽，以待下井安装。井眼钻制完成后，用专用设备将带压的U型管换热器安装入孔，并保证U型管入孔设计深度。回填部分石料，防止U型管上浮和防止孔的塌陷，其余部分采用自然沉积回填法将孔填满并使结构紧密。待井孔填满后，对U型地耦管充水观察流水是否通常，然后加压检验，压力为正常运行压力二倍，保压30分钟，对所有U型管逐个检验，均可与集路环路连接。按照PE焊接工艺，将各U型地耦管汇集在循环集管上。竖直换热器系统充水做耐压检验，压力为正常运行压力的两倍，保持30分钟。联接循环泵，系统充足水，开启循环泵全系统闭路循环。观察流量，运行压力。集路管管沟与水平管沟要求一样，根据地表面功能确立沟的深度，但集路管埋管最浅深度要保证在当地冻土层以下0.51m，从末端到始端的坡度为0.30.5%。在管沟回填前，应将集路管和地耦管引出管固定放置端正，排列均匀，不准有折曲或拱起现象以防气堵。清除尖利的岩石和碎杂石，认真用砂子回填管道上方5cm的第一回填层。其余部分均为人工分层压实，根据地表面的用途采用不同回填用料，严禁使用机械回填，以防损坏集路管道。,4.2室内空调系统的安装,室内机安装,1）要点：保证室内机周围有足够的安装和维修空间。（详见技术资料）2）安装要符合室内机包装盒内所附安装说明书的要求。3）水平安装：保证水平度在1以内，以防止排水盘倾斜使冷凝水流出；4）吊装室内机必须使用带螺纹的吊杆，以便调整室内机位置；5）吊装室内机要使用随机附带的安装纸板来定位吊装孔，保证吊杆竖直，以使设备平稳；6）室内机吊装后要注意防尘、防杂物，可以用随机的包装塑料袋进行保护。,变流量控制：采用电动二通阀实行水路控制定流量控制：不控制水路，只控制风机盘管的风机起/停.(冷量虚耗大）,风机盘管,风机盘管,风机盘管,电动二通阀,电动二通阀,风机盘管,风机盘管,风机盘管,变流量系统,定流量系统,电动二通阀,安装装饰板,要点：装饰板与天花板之间不能有空隙,进、出水管安装,1异程系统，又称为直接回水配管法，系统由两根水管组成，一进一出，空调水流经每一个末端所走的路程是不同的；2同程系统，又称为逆回水配管法，系统由三根水管组成，一进两出，空调水流经每一个末端所走的路程是相同的（最先进水，最后回水）同程系统可以保证流经每一个末端的空调水流量均匀，防止远端水流量不足而影响制冷制热效果。,补水有两种方式,水泵,气压罐,压力控制水泵,进水,水泵,高位膨胀水箱1、液位信号,对于外露的接头要进行保护,从外部可以大致看出接头熔合是否均匀。,PPR管,1、热熔温度过高，时间过长，造成过熔，水管被部分堵塞，管径大大缩小，导致水流量不足；2、热熔的温度或时间不足，将造成未熔合，导致水管接头处漏水；,主机接管方式（主机自带水泵/不带泵）一：采用同程式接管，管道采用涂塑钢管二：变换管径（2倍）,主机,主机,水泵,水泵,D32,D80,D80,D32,D32,D64,D64,D32,主机,主机,D32,D80,D80,D32,D32,D64,D64,D32,水泵,冷冻水,D80,D80,D80,D80,自带泵同程式,另配泵异程式,1）要点：倾斜度至少1/100；如果做不到1/100坡度，可考虑使用大一号配管，利用管径做坡度；排水管就近排放，尽可能短；空调排水管必须与其他水管分开安装，以防止其他水管堵塞时水倒流入室内机；特别是与污水管分开安装，以防止异味进入室内。PVC管：应采用给水管，不能用线管。,排水管工程,排水管工程,2）PVC水平管支撑间隔为0.81.0m，以防弯曲；3）水平合流必须从总管上部4590流入，以防止回流；,保温工程,1）要点：保温材料的接口不应有间隙；2）配管的保温原因：制冷时气管温度很低，会损失冷量并引起结露、滴水；制热时气管温度较高，会引起烫伤；保温材料采用发泡聚乙烯，耐热大于120（液管可用70以上）；,4.3主机的安装,4.4调试,1设备单机试运转及调试（1）空调机组室内外机中的风机试运转前应检查各项安全措施；盘动叶轮，应无卡阻和碰擦现象；叶轮旋转方向必须正确；运转平稳，无异常震动与声响；电动机的电流和功率不应超过额定值。（2）空调机组室内外机运行，产生的噪声不应超过国家有关标准及产品说明书的规定值。（3）空调末端设备的温控转速开关有动作应正确，并与空调机组运行状态一一对应。2空调工程系统联合试运转及调试（1）系统联合试运转应在空调机组单机试运转并在风管系统漏风量测定合格后，冷（热）水系统管道和制冷剂配管系统管道无泄漏检测合格后进行。（2）系统联合试运转时，第一次合上空调系统总电源开关，