土壤源热泵简介

地源热泵系统及案例介绍,克莱门特捷联制冷设备（上海）有限公司2009.10.23,地源热泵系统简介,地源热泵系统是一种利用浅层地热资源的既可供冷又可供暖的高效节能空调系统。,一个完整的地源热泵系统由三大部分组成：,地下埋管（土壤）,地表水（湖、河、江、海）,城市污水,风机盘管,空调箱,地板采暖,卫生热水末端,地源热泵系统简介,制冷季节,采暖季节,地源热泵系统简介,源侧换热器形式,地下埋管,垂直埋管系统水平埋管系统螺旋埋管系统,特点：占地相对较少，不受外界环境影响，换热稳定。,水平埋管和螺旋埋管很少被应用。,地源热泵系统简介,垂直埋管形式,上海地区埋管深度一般在60m100m之间,每米管长换热量约为30W/m,地源热泵系统简介,地下土壤温度变换特点,大地吸收了半数以上的太阳能。地下温度的变化随深度增加而逐渐减小。15m以下土壤温度可视为恒温。,当地地下温度取决于当地气候条件、地表覆盖层等等,地源热泵系统简介,源侧换热器形式,地表水,抛管换热器，闭式回路,直接取水，开式回路,特点：循环水与源侧水隔开，不受源侧水质影响。,特点：直接取水，避免中间传热损失。,地源热泵系统简介,源侧换热器形式,城市污水,特点：城市污水夏凉冬暖，是地源热泵系统理想的冷热源，利用城市污水中蕴含的热量，通过水源热泵机组将其传递到室内。空调效果好，节能性效率高。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵机组特点,标准螺杆机组,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵机组特点,低噪音螺杆机组(选配),降低噪音全封闭隔音装置,安装橡胶减振垫上内帖加厚消音棉机组噪音可减少8dB以上,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵机组特点,HRHNDHW机组,HRHNDHW共有5种共工作模式单制热单制冷单热回收制热水制热+热回收热水制冷+热回收热水,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵机组特点,螺杆式机组主要部件,高效螺杆式压缩机,采用专为空调系统之应用而开发的直接传动半封闭式双螺杆压缩机，优质可靠，能效比高，寿命长。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵机组特点,螺杆式机组主要部件,高效换热器,优化进气方式，提高进气均匀性，延长冷凝距离专利四/二管程技术，通过节水调节阀，实现大温差小流量,高效冷凝器设计特点,冷媒充注量小,维护检修费用低出口为过热气体,对机组无液击自然回油,无需回油装置完全蒸发换热,机组传热效率稳定,高效非对称蒸发器,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵机组特点,控制中心,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的优点,合理的冷热源高效稳定的机组,高效节能的空调系统,水地源热泵空调系统具有如下优点：,1、利用可再生资源，符合可持续发展战略,土壤、水体是一个巨大的太阳能集热器，水地源热泵是利用了地球本体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的冷暖空调系统，被认为是一种可持续发展的“绿色空调”。,另外，利用工业生产、生活所产生的污水作为冷热源，转移其中的能量，实现能量的循环利用，变废为宝，节能减排。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的优点,2、高效节能,与周围空气温度相比，地下土壤、水体和污水的温度稳定，可谓冬暖夏凉，为水地源热泵的运行提供了稳定环境和有利的条件，系统运行效率高，运行费用低。,机组制冷效率达5.2左右（即输入1kW的电能，可获得5.2kW的冷量，），制热效率达4.5左右（即输入1kW的电能，可获得4.5kW的热量）；根据美国环保署EPA的估计，设计安装良好的水地源热泵系统平均来说可节约用户30%40%的供暖制冷空调运行费用,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的优点,3、环境效益显著,地源热泵机组可取代热水锅炉，地源热泵的运行没有燃烧、没有排烟、也没有废弃物，对城镇大气污染的治理具有积极意义。根据有关资料统计，地源热泵的污染物排放量，比空气源热泵的排放量减少40%以上，比直接电供暖的减少70%以上。,运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料以及燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。,设备安装在机房内，没有外挂机，对外界环境没有噪音污染，不直接向周围空气排放热量，没有热岛效应。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的优点,4、运行稳定可靠,在同等条件下，采用地源热泵系统的建筑物能够减少维护费用。地源热泵非常耐用，它的机械运动部件非常少，机组安装在室内，从而避免了室外的恶劣气候，机组使用寿命长，正确保养的机组寿命在25年以上；机组紧凑、节省空间；自动控制程度高，可无人值守。,对于采用地埋管方式的系统，其埋管采用高密度聚乙烯材料，地下部分可保证50年，地上部分可保证30年，因此地下埋管是免维护的，节省了维护费用。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的优点,5、一机多用，节约设备，节省用房,地源热泵机组可一机多用，系统可供暖、制冷，采用热回收型地源热泵机组还能同时提供生活热水，同时满足用户对空调和生活热水的需求。一台机组可取代传统的制冷机加锅炉两套装置或系统。机组结构紧凑，节省建筑空间，由此产生的经济效益也十分可观。,6、用途广泛,从严寒地区至热带地区均适用。冬季不结冻地区的江、河、湖、水等均可得到有效利用；可为办公楼、宾馆、医院、饭店、学校、别墅、超市等区域提供中央空调并提供生活热水；可为纺织、化工、食品、电子等行业提供工业用冷冻水。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的经济性分析（仅空调）,空调的运行时间按照如下假设1.制冷季120天，每天10小时；2.供暖季120天，每天10小时；3.过渡季节125天，不开空调；4.电价按照0.8元/kwh计算；5.空调使用季节系数0.51；6.空调冷负荷120W/m2，热负荷90W/m2；,通过上述假设估算每万平方米空调所需要的运行成本见下表：空调主机运行费估算值用见下表：,相比风冷热泵，地源热泵的节能量为28%；相比VRV机组，地源热泵的节能量为26.9%；,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的经济性分析（制热水）,水地源热泵机组不仅能为空调提供冷量和热量，还可用来制生活热水。设在相同条件下，将1吨自来水从10加热至55，需要45000千卡的热量。比较不同设备制1吨热水费用如下：,天然气3.6元/Nm3；城市煤气1.45元/Nm3；柴油4.8元/kg；电0.8元/kWh,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵系统的经济性分析（制热水）,若上述同样制1吨热水所消耗的不同能源折算成标准煤，则各自的标准煤能耗分别为：,通过比较可知，采用地源热泵机组制同样多的热生活热水，其消耗的标准煤约为其它方式的20%，节能量十分可观。,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵独特的热回收技术,机组制冷的同时要排放大量的冷凝热，克莱门特采用热回收技术回收冷凝热，加热热水，有效利用废热，综合能效提高100%,地源热泵系统简介,克莱门特水地源热泵独特的热回收技术,地源热泵热回收机组的节能性分析,假设某项目要求的制冷量为1200kW，制热量为900kW，全天24小时运行，每天需要55生活热水30吨，对比采用地源热泵全部热回收系统方案、普通地源热泵空调制冷和制热水方案、普通螺杆式冷水机组燃气热水锅炉的方案（燃气热水锅炉制热在采用燃烧方式的加热系统中属于比较经济的方式）。,节能4%,节能46.5%,克莱门特典型案例介绍,由于水地源热泵显著的节能优点，目前克莱门特水地源热泵已在国内有大量的应用案例,克莱门特典型案例介绍,苏州慈济慈善志业中心,总建筑面积为约60000，属大型综合建筑，有研习室、僚房、餐厅、体检中心、静思堂、静思精舍、慈济世界博物馆等，其中体检中心和静思堂共24000采用地源热泵空调系统，末端采用风机盘管+新风送风。,设计总冷负荷2874kW，总热负荷1857kW；建筑24小时提供生活热水，全天生活热水的需求量为100吨；,空调冷热源采用地源热泵机组，由于有全年生活热水的需求，可以充分利用克莱门特地源热泵机组热回收技术，既能够在制冷的同时实现制热，还可满足冬季采暖和热水要求，不需要单独再设置热源。,根据空调及生活热水负荷情况，选择如下机组：螺杆式高温地源热泵机组PSRHH4802-Y一台；螺杆式全热回收地源热泵机组PSRHH4802-R-Y一台（生活热水出水温度为55）,克莱门特典型案例介绍,苏州慈济慈善志业中心运行费用分析,原设计采用燃油锅炉提供生活热水。现在使用克莱门特地源热泵热回收技术提供生活热水。,制取生活热水的成本：（苏州地区电费0.79元/度，柴油4.8元/Kg），以10的冷水，加热至55的热水，约需45000大卡的热量为例，每吨热水相比燃油锅炉可节省运行费用14.82元。另外夏季热水可通过全部热回收机组的热回收免费制热水。,每kg柴油燃烧产生1Nm3废气，0.02kg二氧化硫，0.1kg烟尘；每天100吨热水，全年365天，若采用燃油锅炉将产生废气182500Nm3，烟尘18250kg，二氧化硫3650kg。采用地源热泵则无这些废烟气污染产生。,克莱门特典型案例介绍,苏州慈济慈善志业中心运行费用分析,全年空调及热水运行费用对比：,该项目原设计体检中心采用风冷热泵空调系统，静思堂采用水冷螺杆机组+燃油锅炉空调系统，燃油锅炉提供生活热水，初投资估算为860万元。现在使用克莱门特地源热泵热回收技术同时供空调和生活热水，初投资为1000万元。,克莱门特典型案例介绍,无锡江南大学长广溪酒店,江南大学长广溪酒店位于无锡市江南大学蠡湖校区内,总建筑面积2万平方米，总计172个标间、6个总统套房、中餐厅4个、西餐厅1个、大小会议室4个、KTV包厢4个、健身房2个、其他用房6间。,本工程最大的亮点就是利用克莱门特地源热泵全热回收技术取代传统的冷水机组单制冷+锅炉系统单制热的组合。,负荷情况：夏季酒店最大冷负荷：1284kw。冬季最大热负荷：981kw。日生活热水最大负荷：357kw。日最大用水量：40.56吨60热水。,克莱门特典型案例介绍,无锡江南大学长广溪酒店,根据负荷情况选择如下机组：一台全热回收型高温水地源热泵PSRHH1301-R-Y一台部分热回收水地源热泵PSRHH2402-D,地埋管情况：本工程共设置83m深能源井320口，每5根地埋管为一组，总占地面积约为4960平方米。,运行方案：夏季：PSRHH1301-R-Y机组制冷并全部热回收运行，PSRHH2402-D机组制冷并部分热回收运行，制冷同时回收热量免费制生活热水。过渡季节：PSRHH1301-R-Y机组制热水运行，满足全天生活热水需求。冬季：PSRHH2402-D机组制热供空调，PSRHH1301-R-Y机组制热水运行供热水。,克莱门特典型案例介绍,无锡江南大学长广溪酒店初投资分析,克莱门特典型案例介绍,无锡江南大学长广溪酒店经济性分析,（1）制冷季120天，供暖季90天，每天运行24小时（2）电费为0.89元/KWh，日生活热水量为40.56吨，燃气锅炉热效率按照0.9计算，天然气发热量8200Kcal/m3，天然气价格3.8元/m3，24小时提供生活热水。（3）空调使用季节系数0.51,克莱门特典型案例介绍,南京朗诗,建设部节能住宅示范工程，省社会发展重大项目科技示范工程,项目概况：朗诗国际街区住宅项目位于南京河西新城中央商务区与商业区十字形交叉点的南端，地处新城区CBD内的黄金地段。为高档住宅小区，该项目总建筑面积约30万平方米，一期面积：10万平方米。负荷情况：总制冷量4000KW，总制热量：3300KW，其中新风负荷占总负荷的60%,顶棚辐射负荷占总负荷的40%。,项目特点：较早大型住宅区采用地埋管式地源热泵空调系统，建筑档次高，运用了顶棚辐射全新风系统+排水噪声处理系统+外遮阳系统+屋顶地面系统+外窗等系统，桩基埋管，施工难度大。,克莱门特典型案例介绍,南京朗诗混凝土顶棚辐射制冷制热系统,采用克莱门特主机供应顶棚辐射系统，夏季所需供回水温度为18/20，冬季所需供回水温度为28/26。由于降低了对机组的出水温度的要求，机组的能效比有显著提高,克莱门特典型案例介绍,南京朗诗桩基埋管系统,埋于桩基中的地埋管型式有U型或W型，共计有效利用桩孔环路为885个,另外，在室外补孔302个，间距5米，钻孔深度60米。,克莱门特典型案例介绍,北京当代万国城,北京第一个大型建筑物下埋管的土壤源热泵项目,当代万国城二期占地面积1公顷，总建筑面积约22万平米，地下室约55000m2。本工程为高舒适度、低能耗、健康、绿色、环保型住宅建筑，总制冷量9696KW，总制热量：5058KW，另配燃气锅炉调峰，热回收生活热水热负荷：1700kw。项目特点：大型住宅区采用地源热泵空调+热回收生活热水的系统；建筑档次高，运用了顶棚辐射新风系统；地下室地板下埋管，施工难度大；热回收生活热水需求量较大。,采用克莱门特地源热泵部分热回收机组PSRHH3302-D四台，克莱门特水冷冷水热回收机组CSRH2702-D二台，CSRH3302-D二台。提供空调制冷和采暖的同时，通过热回收功能制备生活热水。辅助热源：一台燃气热水锅炉，做为采暖系统调峰使用，由于系统供暖效果好，未投入使用。,克莱门特典型案例介绍,北京当代万国城机房,采用克莱门特地源热泵部分热回收机组PSRHH3302-D四台，克莱门特水冷冷水热回收机组CSRH2702-D二台，CSRH3302-D二台。提供空调制冷和采暖的同时，通过热回收功能制备生活热水。辅助热源：一台燃气热水锅炉，做为采暖系统调峰使用，由于系统供暖效果好，未投入使用。,克莱门特典型案例介绍,由于地处北京市核心地带，没有场地，因此将土壤换热器设置在车库底板下，共计635组双U换热管，埋深100米。地源热泵机组夏季的排热由土壤换热器和冷却塔完成；冬季取热源由土壤换热器实现。,克莱门特典型案例介绍,天津咸阳路再生水厂,天津市咸阳路水厂利用污水处理厂内的二级出水再深度处理，日处理污水量50000吨，由于其处理的二级污水中有足够的热量可使用，因此采用水源热泵机组为500m2的办公楼和4000m2的厂房提供空调制冷和采暖。采用克莱门特FOCSWH0951水源热泵机组3台。,水源侧系统：包括全自动清洗过滤器、循环泵、污水换热器，及作为备用热源使用的板式换热器。,冬季：水源进出水温度9/5机组供回水温度55/50夏季：水源进出水温度24/30机组供回水温度7/12,克莱门特典型案例介绍,泰达污水厂,泰达污水厂位于天津市开发区，改造及扩建工程包括污水厂构筑物、新水源1厂构筑物、海水淡化构筑物、电镀车间构筑物等。冬/夏季均需要供冷/供暖的建筑面积约3600，只需冬季采暖的面积6350。,一期选用机组：PSRHHY17022台，中水直接进入机组。夏季运行模式设计水温：中水20/30，冷冻水12/7。冬季运行模式设计水温：中水11/6，热水50/55。,克莱门特典型案例介绍,苏州现代园墅,现代园墅别墅群位于苏州市吴中越溪城市副中心规划范围内，北邻北溪江，西、南侧临小石湖，东近友新路,水产路南北侧，总建筑面积：27.2万。该项目有12套别墅和一个会所，作为市政府接待中心，采用地源热泵热回收空调系统，末端采用风机盘管制冷+地板采暖+新风送风。,克莱门特典型案例介绍,苏州现代园墅,该项目4户别墅共用一套地源热泵系统，夏季设计总冷负荷约为140kw，冬季设计总热负荷