清华同方地源热泵技术介绍

清华同方热泵技术水、地源热泵技术,1,日期：2015年6月19日,2,目录,2,一、水、地源热泵的介绍二、清华同方水地源热泵产品系列三、清华同方水地源热泵产品特点四、清华同方核心技术介绍五、困扰地源热泵发展因素六、地源热泵施工工艺介绍,3,3,一、水地源热泵的介绍,水地源热泵的介绍,地源热泵起源于瑞士1912年的一个专利，商业使用1938年开始近70年的日臻完善，使其节能、高效、环保的优势彰显无疑系统以地能为主要能源，以电能为辅助能源，利用地下取之不竭的低位能量，通过热泵机组变为可利用的高位能量这一设施不仅满足冬季供暖，又实现了夏季供冷，并巧妙地将部分热量加以回收利用，提供生活热水，使主机设备的COP值（能效比）有较大提高（15.416.3）目前，在欧美、日韩等发达国家已得到广泛应用，其中瑞士几乎占到了96%，美国30%，奥地利38%，丹麦27%,1997年国家科技部与美国能源部签署了关于地能利用合作协议书，加速了地源热泵系统在中国的应用和推广2002年国家经济贸易委员会与美国能源部分别代表中美两国政府，签署中美两国政府关于促进中国可再生能源开发与利用商业化协议书，致力于在中国合作推广地源热泵技术，并实现其商业化和产业化。,水地源热泵的介绍,被称为：“21世纪的一项以节能和环保为特征的最具有发展前途的绿色空调技术”,地源热泵,水地源热泵的介绍,地源热泵空调系统：以岩土体、地下水或地表水为低温热源,由热泵机组、地热能交换系统、建筑物内系统组成的供热空调系统.分类（按热源）土壤源热泵-土壤、岩石、基桩等；地下水源热泵-井水、地热尾水、坑道水等；地表水源热泵-江水、河水、湖水、海水、水库水、工业废水、污水等；,地源热泵系统的定义,水地源热泵的介绍,1、地表水系统我国有丰富的地表水资源，用其作为热泵的低温热源，可获得较好的经济效益。地表水相对于室外空气是温度较高的热源，且不存在结霜问题，冬季温度也比较稳定。利用地表水作为热泵的低温热源，要附设取水和水处理设施，如清除浮游生物和垃圾，防止泥沙等进入系统，影响换热设备的传热效率或堵塞系统，而且应考虑设备和管路系统的腐蚀问题。,水地源热泵的介绍,2、土壤热交换器系统土壤是热泵良好的低温热源。通过水的流动和太阳辐射热的作用，土壤的表层贮存了大量的热能。土壤的温度变化不大，并有一定的蓄热作用。热泵可以从土壤表层吸收热量，土壤的持续吸热率(能量密度)为20-40wm2，一般在25wm2左右。土壤的主要优点是：(1)温度稳定，全年波动较小，冬季土壤温度比空气高，因此热泵的制热系数较高；(2)土壤的传热盘管埋于地下，热泵运行中不需要通过风机或水泵采热，无噪声，换热器也不需要除霜；(3)土壤有蓄能作用。,水地源热泵的介绍,3、地下水系统地下水位于较深的地层中，由于地层的隔热作用，其温度随季节的波动很小，尤其是深井水的温度长年基本不变，对热泵的运行十分有利，是很好的低温热源。但是如果大量取用地下水，会造成地面下沉和水源枯竭，因此以深井水作为热源时，应与“深井回灌”想结合，即采用“夏灌冬用”和“冬灌夏用”等蓄热（冷）措施，严禁采用直接取水无回灌的“抽水空调”。,水地源热泵的介绍,水、地源热泵空调系统原理,二、清华同方地源热泵产品系列,清华同方产品系列,1、制冷剂：R22,13,产品系列,2、制冷剂：R134a（升级产品）,产品系列,3、其它系列,15,产品系列,满液机组,干式机组,热回收型,16,注意：接管位置（机组左右式）,4、机组外形,三、清华同方地源热泵产品特点,1、整机简述,产品特点,18,2、压缩机,产品特点,3、换热器,产品特点,20,产品特点,4、膨胀阀管道与感温包之间传热良好钎焊焊接接口一体式执行元件激光焊接的不锈钢感温元件双平衡阀口设计,产品特点,5、干燥过滤器高效过滤芯对系统内的水分和酸性物质具有极强的吸收能力采用玻璃整体焊接，不存在泄露问题设置在系统管路上的视镜，可准确显示水分指示剂对水和酸性物质具有抗腐蚀性使用寿命长，压力损失小。,6、负荷跟踪控制理念水地源热泵机组不仅自动检测回水温度，还自动检测回水温度变化率（独有技术），实时跟踪室内负荷，自动调节机组的冷/热量输出节能效果显著室内温度波动小舒适性更好,产品特点,产品特点,7、多重保护功能,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）硬件构成,触摸屏手操器+控制主板+辅助扩展模块,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）友好的欢迎界面,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）根据不同的用户权限口令登陆,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）显示机组整体工作状态、模式等主要实测参数的主页面,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）上班状态辅助模块页面显示,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）用户可以修改的常用运行参数,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）通过口令才能修改的关键控制参数,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）时间设定界面,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）时区控制设定界面（可实现定时开关机）,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）报警信息显示，可达2000条以上,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）报警信息浏览页面，可查所有历史报警记录,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）可查机组的实时运行曲线,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）历史数据查询,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）通过口令修改电子锁参数，可实现自动关机功能,触摸屏主要页面展示,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）新增功能1、保留原控制主板的所有功能，并升级到彩色触摸屏手操器。2、丰富了人机交互信息，界面显示更加清晰、直观。依据选择的辅助模块，可增加了压力、电流、电子膨胀阀等参数的显示功能增设了历史数据、温度曲线及历史报警记录的查询功能并大大增加了历史报警的记录条数（高达2000条以上）,触摸屏主要页面展示,8、超大型触摸屏控制器（升级产品）新增功能3、增加了多种选择控制方式的功能。共4种控制方式：时区控制选择（定时开关机）、触摸屏控制选择、上位机控制选择、本地开关控制；既可作为机组本地手操器也可作为远程控制器使用。4、增设了选择手操器配置的功能。控制主板既可连接触摸屏也可选择连接原液晶手操器，新老控制器相互兼容，不存在售后维修及控制器升级的问题。,产品特点,9、电控电缆（优化设计）严格遵循国家标准电控箱主要元器件均采用施耐德、ABB等国际品牌专门设计机组电缆通道、排查方便、整齐划一整机更安全、可靠,四、清华同方核心技术介绍,1、【热泵】技术清华同方是最早将热泵技术应用于空调领域的国内企业，凭借着在该领域成熟的技术研发能力，先后开发出空气源热泵、水源热泵、地源热泵、吸收式热泵四大热泵产品。并针对不同地域气候条件及资源条件深化产品的技术及种类，获得百余项专利技术，清华同方已成为热泵中央空调领域的领跑者。,同方核心技术介绍,同方核心技术介绍,2、【超低温】技术清华同方采用超低温喷气增焓技术，成功研制出低环温空气源热泵机组，在-20的环境中仍能从低温的空气里汲取能量实现冬季采暖。加快了空气源热泵应用范围北扩步伐，为北方冬季的取暖提供了新的解决之道。,同方核心技术介绍,3、【能量回收】技术清华同方采用高效率冷凝热回收专利设计，将夏季建筑物制冷时排放的冷凝热加热生活热水，不仅可解决空调冷凝热污染问题，且为用户节约了加热生活热水所消耗的能源，提高了系统的性能系数及能源综合利用率；采用能量回收技术的冷凝热三联供热泵机组不但可以实现制冷和制热功能，而且全年可提供生活热水，是中央空调和中央热水机组的完美结合的新产品，有效节省前期投资成本。,同方核心技术介绍,4、【高温热水】技术在标准工况下，清华同方通用型水源热泵机组可以保证出水温度在50以上，环保高温型水源热泵机组出水温度可在60以上。高出水温度，可以减小室内侧设备的选型容量，并保证室内的温暖舒适度。清华同方创新研制的高温热水热泵机组可以制取65高品质的生活热水，符合国际卫生用水标准，有效抑制军团菌生长。,同方核心技术介绍,5、【大温差、小流量】技术清华同方水源热泵机组在世界范围内率先采取“大温差，小流量”的先进技术，“大温差”意思是适用中国国情恶劣气候情况下能迅速的将空调温度升高（冬季）或降低（夏季）。“小流量”的设计思路是说明同样制冷量或制热量情况下机组用水量最少，为用户最大限度节省宝贵水资源，同时降低运行费用。机组工作时，水源侧在冬季的进出水温差为8，而夏季的进出水温差为11。区别于传统的5的温差设计，可以省水20%50%，并相应地减少了取水（如打井和水泵运行）的费用。,同方核心技术介绍,6、【专利高效换热器】技术清华同方高效换热器是由清华同方与专业配套厂商共同研制开发，专为清华同方地源中央空调机组特殊设计。均流变温差壳管式换热器，对水源水质要求低冷凝器出水温度高，适于冬季供暖需要换热器进水温度范围宽，适应地域广,同方核心技术介绍,7、【智能化控制】技术清华同方采用世界顶级水平的控制器和自主研发的水源热泵系统自动控制软件技术，使主机在智能和网络化方面优于同类产品。采用电脑全自动汉字显示控制系统，根据负荷侧室内人员的增减及室外阳光直射、室内设备发热量等负荷的变化，自动确定开关机数量，将室温控制在设定的温度范围，既达到供热供冷的舒适效果又达到节能的目的。,同方核心技术介绍,8、【系统整体稳定性控制】技术清华同方的水源热泵在产品的设计时，采用的技术路线是：采用成熟的热泵技术，考虑中国的实际国情，重点放在高出水温度和宽使用温度的实现上，选择并确定压缩机工作点和工作范围。控制系统充分考虑多系统的协调统一控制，并设置多种的安全保护，同时考虑水系统的水泵控制和远程的操作。清华同方采用自主研发的控制系统，大大地提高了系统整体的精确性、稳定性和可靠性，并对“制冷、制热、供热水”等特殊工况具备更加成熟稳定的控制能力。应用同方SYSECDESTR系统设计技术为项目提供最佳方案与运行调控方案，可根据不同客户需求，选择采用设计个性化的控制系统。对多种工况下土壤逐年温度变化进行模拟计算，确保系统长期运行可靠。,同方核心技术介绍,9、【节能变频】技术节能变频产品是清华同方的重要组成部分，拥有一支成熟的专业技术队伍，多年来与世界著名电气厂商丹麦丹佛斯（Danfoss）公司密切合作，积累了丰富的工作经验，在节能和工控领域取得了卓越的成绩。,优势技术,1、满液机组独特的供油回路（同方独有）,53,续,优势技术,1、满液机组独特的供油回路（专利号ZL200910081665.9）,优势技术,2、满液机组高效的回油技术（同方独有）专利号ZL200920271754.5,优势技术,3、满液机组可靠的回油装置（同方独有）专利号ZL200920271753.0,续,优势技术,3、满液机组可靠的回油装置（同方独有）专利号ZL200920271753.0,优势技术,4、内置式双管束热回收技术（同方独有）专利号ZL200610169503.7专利号ZL200720190970.8独创内置式双管束热回收装置根据末端需求自动完成制冷、制冷热回收工况的自动切换简化了管路设计降低了故障点减小了机组外形尺寸,五、困扰地源热泵发展的因素,困扰地源热泵发展的主要因素,作为一种高效节能、环保的地源热泵系统，被越来越多的人接受并使用的同时，也有不少人由了解到怀疑1、井水是否能百分百回灌？是否影响环境？2、主机质量是否过关？技术是否成熟？3、同样的技术、设备，为何效果不同？4、系统是否真的节能效果那么好？5、系统寿命周期如何？,矛盾形成的多因素,针对以上问题，我们先来分析，同样是节能环保的地源热泵系统，为什么会有所区别，人们对地源热泵为什么认识不尽相同，之后我们再对以上三个问题加以详细解释和说明。,因工程施工企业水平参差不齐或因抢标而偷工减料，造成工程施工的质量差别较大将施工缺陷误认为地源热泵的缺陷，造成误解，形成误区地源热泵价格不一、质量有异，由于主机选型不合适，进回水井有缺陷，从而形成系统缺陷,问题之所在,因设计人员现场经验不足，造成设计负荷偏大、偏小。因地质情况复杂，差别较大；位置不同，水井工艺不同。因此，每一项目都需根据实际情况进行设计施工。制冷设备和空调系统设计的不同划分形式，造成研究设备的不懂系统，设计系统的不懂设备，从而不能全面的对地源热泵的优化设计提出合理方案。,六、地源热泵施工工艺介绍,地下水水泵源热泵,水文地质勘查,水文地质勘察应包括以下内容：地下水类型；含水层岩性、分布、埋深及厚度；含水层的富水性和渗透性；地下水水温及其分布；地下水径流方向、速度和水力坡度；地下水水位动态变化；地下水水质等。在确定有足够、适宜的水源地下水的情况下，应进行水文地质试验。试验应包括以下内容：抽水试验；回灌试验；测量出水温度；水流方向试验；取分层水样并化验分析分层水质；渗透系数计算等。抽水试验及回灌试验应满足下列要求：1)抽水试验应稳定持续12h，且出水量应大于设计出水量，水位降深应小于5m；2)回灌试验应稳定持续36h以上，且回灌量应大于设计回灌量。,抽水井数量的确定,1、根据负荷选定热泵机组，参照热泵机组水源侧参数选取，如地下水温度与机组标准工况不一致，知道如何调整。2、根据负荷、热泵机组cop及地下水的温度情况，计算水量。,回灌井数量的确定,回灌量的大小与水文地质条件、管井质量、回灌方法等有关，其中水文地质条件是影响回灌量的主要因素。一般应根据抽水、回灌试验的数据来确定回灌量和回灌方式。不同水文地质条件下的灌抽比、井的布置和单井出水量情况可参见下表。不同水文地质条件下的地下水系统设计参数,井间距的确定,1、地方法规2、水资源论证报告3、取水井、回灌井的间距应根据试验井的热干扰半径确定，一般以5080m为宜。,成井的基本程序,水井成井的基本程序:转井冲孔换浆下井管填砾止水洗井抽水试验,钻机的种类：冲击钻和回旋钻井管的种类：水泥管球墨铸铁管螺旋钢管塑料管,铸铁管及花管,水泥井管,螺旋钢管井管,水井成井图,静水位为没有抽水时的水位,而动水位是抽取一定水量时的水位,下泵时要在动水位以下,静水位,动水位,管井抽水泵一般选用潜水泵。潜水泵下放深度应在动水位下5m处，安装要平稳，泵体应居中。水泵扬程应包括井内动水位到机房地面高度、管道阻力、水泵管道阻力和设备或板式换热器阻力。,土壤源热泵系统,空压机,车载转井,履带式转机,1、地埋管地源热泵系统方案设计前，应对工程场区内岩土体地质条件进行勘察。2、地埋管换热系统勘察应包括下列内容：2.1岩土层的结构；2.2岩土体热物性；2.3岩土体温度；2.4地下水静水位、水温、水质及分布；2.5地下水径流方向、速度；2.6冻土层厚度。,地埋管换热系统勘查,地下岩土的热物性试验,1总体要求1）测试孔数量确定国外对商用和公用建筑应用地埋管地源热泵系统的技术要求，应用建筑面积小于3000m2时至少设置一个测试孔进行岩土热响应试验。结合我国国情，规范规定：建筑面积（m2）测试孔数量面积300003000面积5000015000面积100001面积100002备注：以下情况特殊处理1）成孔方案不同时，应分别测试。2）埋管区域较分散，或场