第5章水源热泵系统设计-2014

1、第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计水源热泵系统概述水源热泵系统概述v水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术；水源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术；v水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为水源热泵是利用了地球水体所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的空调系统。冷热源，进行能量转换的空调系统。v可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。河流和湖泊以及海洋。v由于水的质量热容大，传热性能好，传递一定热量由于水的质量热容大，传热性能好，传递一定热量所需的水

2、量较小，换热器的面积小。所需的水量较小，换热器的面积小。第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.1.1 5.1.1 水源热泵的优点水源热泵的优点v高效节能，运行费用低；高效节能，运行费用低；v运行安全稳定可靠性高；运行安全稳定可靠性高；v环境效益显著；环境效益显著；v一机多用，应用范围广。一机多用，应用范围广。第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.1.2 水源热泵机组的种类水源热泵机组的种类 水源热泵机组是指以水为热源水源热泵机组是指以水为热源( (汇汇) )的可进行的可进行制冷制冷/ /制热的一种整体式热泵机组，通常是水制热的一种整体式热泵机组，通常是水/ /空空气或水气或

3、水/ /水两种水源热泵机组。水两种水源热泵机组。 从集中形式，目前常用的分为两类：从集中形式，目前常用的分为两类：一是小型的水一是小型的水/ /空气热泵机组和水空气热泵机组和水/ /水热泵机组水热泵机组 ( (四通换向阀功能转换四通换向阀功能转换) ) ；二是可用于集中供热、供冷的水二是可用于集中供热、供冷的水/ /水热泵机组，水热泵机组，它以地下水、地表水、城市污水为热源。它以地下水、地表水、城市污水为热源。 第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.1.3 水源热泵系统的分类水源热泵系统的分类v水环热泵系统水环热泵系统v地下水源热泵系统地下水源热泵系统v地表水水源热泵系统地表水水源热

4、泵系统v海水源热泵系统海水源热泵系统v污水源热泵系统污水源热泵系统第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计1 1 水环热泵系统及其特点水环热泵系统及其特点v用一个循环水环路作为加热源和排热源用一个循环水环路作为加热源和排热源; ;v当环路中水的温度由于机组的放热升高时环路中当环路中水的温度由于机组的放热升高时环路中的水将通过冷却塔将热量放给大气；当环路中水的水将通过冷却塔将热量放给大气；当环路中水的温度由于机组的吸热水温降低时的温度由于机组的吸热水温降低时, ,通常使用加热通常使用加热装置对循环水进行加热。装置对循环水进行加热。v有的机组以制冷工况运行，有的以制热工况运行，有的机组以制冷工

5、况运行，有的以制热工况运行，控制系统的作用用于保持循环水回路中温度在一控制系统的作用用于保持循环水回路中温度在一定范围之内。定范围之内。第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计2 2 地下水源热泵系统地下水源热泵系统v按地下水供给方式分为水按地下水供给方式分为水/水热泵机组的集中系水热泵机组的集中系统或者水统或者水/空气热泵机组的分散系统空气热泵机组的分散系统v根据内循环水与地下水关系，分为开式环路地下根据内循环水与地下水关系，分为开式环路地下水源热泵系统和闭式环路系统水源热泵系统和闭式环路系统第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计中央闭式

6、环路底下水源热泵空调系统（集中式）中央闭式环路底下水源热泵空调系统（集中式）1）地下水换热系统；2）水源热泵机组；3）热媒和冷媒的管路系统；4）空调末端系统第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计分散开式环路地下水源热泵系统分散开式环路地下水源热泵系统 第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计分散闭式环路地下水源热泵系统分散闭式环路地下水源热泵系统第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计3 地表水源热泵系统地表水源热泵系统v分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统n开式环路系统直接将水通过取水口从河流或湖开式环路系统直接将水通过取水口从河

7、流或湖泊中抽出，经过污物过滤装置处理，直接送入泊中抽出，经过污物过滤装置处理，直接送入机组作为热源；机组作为热源；n闭式环路系统通过中间换热器将地表水与机组闭式环路系统通过中间换热器将地表水与机组用水隔开。用水隔开。v对于直接抽取的地表水，根据水质的不同采取不对于直接抽取的地表水，根据水质的不同采取不同的水处理方式。同的水处理方式。第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计地表水源热泵系统图地表水源热泵系统图第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计返回本节返回本节4 4 海水源热泵系统海水源热泵系统第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5 污水源热泵系统污水源热泵系统v按是否直接从

8、污水中获取热量，分为直接开式和按是否直接从污水中获取热量，分为直接开式和间接闭式；间接闭式；v间接闭式的运行条件要优于开式，中间间接闭式的运行条件要优于开式，中间-污水换污水换热器应具有防堵塞、防腐蚀、防繁殖微生物等功热器应具有防堵塞、防腐蚀、防繁殖微生物等功能，造价较高；能，造价较高；v在同样的温度条件下，蒸发温度开式要高于闭式在同样的温度条件下，蒸发温度开式要高于闭式2-3度，增加效率度，增加效率7%；v针对不同的水质特性，设计和优化换热器是关键，针对不同的水质特性，设计和优化换热器是关键，分为壳管式、浸没式或者污水干管组合式。分为壳管式、浸没式或者污水干管组合式。第第5章章 水源热泵系统

9、设计水源热泵系统设计壳管式换热器污水源热泵原理图壳管式换热器污水源热泵原理图1）蓄水池 2）环路循环泵（污水泵）3）壳管式换热器 4）环路循环泵 5）压缩机 6）蒸发器（热泵工况）7）节流阀 8） 冷凝器（热泵工况）第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计浸没式换热器污水源热泵系统原理图浸没式换热器污水源热泵系统原理图1）蓄水池2）浸没式换热器 3）节水缸和分水缸 4）环路循环泵 5）压缩机 6）蒸发器（热泵工况）7）节流阀 8） 冷凝器（热泵工况）第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计污水干管组合式换热器污水源热泵原理图污水干管组合式换热器污水源热泵原理图1）压缩机 2） 冷凝器（

10、热泵工况）3）节流阀 4）蒸发器（热泵工况）5）蒸发器（热泵工况） 6）循环泵 7）制冷剂泵 8）儲液桶 9） 调节站第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.2 水源热泵空调系统的运行性能水源热泵空调系统的运行性能v5.2.1 水源热泵机组的变工况性能水源热泵机组的变工况性能v5.2.2 影响水源热泵系统运行性能的因素影响水源热泵系统运行性能的因素返回首页返回首页第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.2.1 水源热泵机组的变工况性能水源热泵机组的变工况性能第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.2.2 影响水源热泵系统运行性能的因素影响水源热泵系统运行性能的因素v水量

11、水量v水温水温v水质水质v供水稳定性供水稳定性第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.3 水源热泵机组的选择水源热泵机组的选择水源热泵机组的选择应注意以下几个问题水源热泵机组的选择应注意以下几个问题: :u根据不同的水源选择不同的水源热泵机组根据不同的水源选择不同的水源热泵机组 可选择的有地表水源型、地下水源型和地耦可选择的有地表水源型、地下水源型和地耦管水源型。要考虑机组的工作温度是否与水源的管水源型。要考虑机组的工作温度是否与水源的温度相适应。在设计中一定要注意选用能效比高、温度相适应。在设计中一定要注意选用能效比高、部分负荷性能良好的水源热泵机组。部分负荷性能良好的水源热泵机组。

12、第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.3 水源热泵机组的选择水源热泵机组的选择u根据对水源是直接利用还是间接利用，选择配根据对水源是直接利用还是间接利用，选择配有合适的制冷剂有合适的制冷剂/ /水换热器的机组。水换热器的机组。 板式换热器换热效率高，但它对水质的要求板式换热器换热效率高，但它对水质的要求也很高。对水源水间接利用的系统中可选择用板也很高。对水源水间接利用的系统中可选择用板式制冷剂式制冷剂/ /水换热器的机型。水换热器的机型。 壳管式换热器的防堵能力较强。对水源水直壳管式换热器的防堵能力较强。对水源水直接利用的系统，可选择用壳管式制冷剂接利用的系统，可选择用壳管式制冷剂/

13、 /水换热器水换热器的机型。的机型。 对于含盐浓度高，有腐蚀性物质的水源，选对于含盐浓度高，有腐蚀性物质的水源，选择机组时，其换热器一定要耐腐蚀。择机组时，其换热器一定要耐腐蚀。第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.3 水源热泵机组的选择水源热泵机组的选择u进水温度取决于所选择的系统类型进水温度取决于所选择的系统类型 例如，当采用例如，当采用地下水地下水时其额定制冷工况的进时其额定制冷工况的进水温度为水温度为1818，额定制热工况的进水温度为，额定制热工况的进水温度为1515；当采用当采用地表水地表水时其额定制冷工况的进水温度为时其额定制冷工况的进水温度为2525，额定制热工况的进水温度为，额定制热工况的进水温度为00。第第5章章 水源热泵系统设计水源热泵系统设计5.3 水源热泵机组的选择水源热泵机组的选择u根