水源中央空调系统技术手册

水源中心空调系统技术手册

目录

第一章概述......................................................3

第一节水源中心空调系统组成................................3

其次节水源中心空调系统的一般性特点.......................4

第三节水源中心空调系统应用条件...........................7

其次章水源中心空调系统主机设备.................................9

第一节热泵概述............................................9

其次节GSTHP型水源中心空调机组..........................14

第三节压机的选型及比较...................................25

第四节不同冷、热源主机设备的比较........................28

第三章水源中心空调系统的水源水系统...........................30

第一节水源中心空调系统对水源水系统的要求................30

其次节水源水质...........................................30

第三节取水构筑物.........................................34

第四节水源系统设计和施，中应留意的问题.................39

第五节水质处理及节水技术................................41

第六节地下水人工补给（俗称回灌）..........................42

第七节应用水源中心空调系统的限制条件....................44

第四章水源中心空调系统设计....................................45

第一节设计参考规范及标准.................................45

其次节水源中心空调系统方式..............................45

第三节水源中心空调系统水量计算..........................58

第四节水源中心空调系统在设计时留意事项..................59

第五节水源中心空调系统末端部分设计......................60

绪言

本手册编者试图为公司市场人员、合作伙伴、代理商及公司其它相关

人员，供应水源中心空调系统的整体概念和设计、施工、调试、运行、维

护一般性方法及操作规程。由于时间和编者水平的缘由，本手册存在的错

误和不足之处，请大家指责指正，以便再版时更改。

本《水源中心空调系统技术手册》的版权，归海湾集团公司全部。未

经本公司允许，任何人不得翻印、影印、复印、出版发行。只允许做内部

参考运用。凡因公司员工、代理商和其它人员造成的翻印、影印、复印、

出版发行等侵扰版权的行为，均将追究其法律责任。

海湾科技集团

2001年4月22日

第一章概述

第一节水源中心空调系统组成

1.1.1水源中心空调系统的组成

水源中心空调系统是由末端（室内空气处理末端等）系统、水源

中心空调主机（又称为水源热泵）系统用水源水系统三部分组成。

为用户供热时，水源中心空调系统从水源中提取低品位热能，

通过电能驱动的水源中心空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以

满意用户制热需求。

为用户供冷时，水源中心空调系统将用户室内的余热通过水源

中心空调主机〔制冷）转移到水源水中，以满意用户制冷需求。

1.1.2系统原理图

以制热工况为例，系统原理见图1T：

图1—1系统原理图

1.1.3用户（室内末端等）系统由用户侧水管系统、循环水泵、水过滤器、

静电水处理仪、各种末端空气处理设备、膨胀定压设备及相关阀门

配件等组成。

1.1.4水源中心空调系统主机由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、各种

制冷管道配件和电器限制系统等组成。

1.1.5水源水系统由水源取水装置、取水泵、水处理设备、输水管网和阀

门配件等组成。

1.1.6工况转换可通过阀门切换来实现。制冷工况：水源水进冷凝器，蒸

发器的冷冻循环水接用户系统。（反之则为供热工况）

1.1.7水源中心空调系统中的主机设备、末端设备由海湾集团建筑节能事

业部设计、生产，并为用户供应系统的全面解决（实施）方案。

其次节水源中心空调系统的一般性特点

1.2.1节能

高效、节能是水源中心空调系统的显著特点。其一次能源利用率在

目前常见的中心空调系统中高居首位。（见表1-1）

各种中心空调系统一次能源利用率比较

表1T

中心空调方案一次能源水源中心空调

备注

（冷、热工况）利用率E。系统节能效

冷水机组£=4

冷水机组+电热锅

0.82525电热锅炉E=0.33

炉

Eo=(O.33X4+0.33)/2

冷水机组£=4

冷水机组+燃煤锅

0.9612燃煤锅炉E=0.60

炉

Eo=(0.33X4+0.6)/2

冷水机组£=4

冷水机组+燃油

1.067燃油(气)锅炉E=0.8

（气）锅炉

Eo=(0.33X4+0.8)/2

风冷热泵e=3

风冷热泵0.9925

Eo=O.33X3

蒸汽溟吸£=0.9

蒸汽溟吸冷水机组

0.5757燃煤锅炉E=0.6

+燃煤锅炉

Eo=(0.9X0.6+0.6)/2

蒸汽澳吸£=0.9

蒸汽澳吸冷水机组

0.7642燃油(气)锅炉E=0.8

+燃油（气）锅炉

Eo=(0.9X0.8+0.8)/2

直燃型澳吸冷热水直燃型澳吸冷热水机

0.9528

机组组

水源中心空调系统。

水源中心空调系统1.32—二4

17一八QQJ

从表1-1看出，水源中心空调系统的一次能源利用率在全部中

心空调系统中是最高的，所以是志向的高效、节能型中心空调系统。

1.2.2环保

及传统的中心空调系统相比，水源中心空调系统是环保型中心空调

系统。

L水源中心空调系统没有冷却塔，不须要小型锅炉，不产生象冷却

塔常见的“军团菌”等污染物，也没有小型锅炉对城市环境产生

的大量粉尘、有害气体等污染物。

2.燃油（气）锅炉供热和水源中心空调系统供热相比（发电厂耗油），

每100KJ供热量燃油所产生的有害气体比较状况如下：

表1-2（例如100KJ热量）

发电厂

项目燃油锅炉备注

（水源中心空调系统

4.511：0.32

co21.14

0.48ml1：0.07

so26.5ml

NO：：3.6m10.96ml1：0.27

从上表看出：在供热量相同时（100KJ）,中心空调系统（耗

电）对环境产生的污染物比燃油锅炉要少得多。

3.燃煤锅炉供热和用水源中心空调系统供热（发电厂燃煤），同样的

供热量状况下，水源中心空调系统（发电厂）所产生的污染物（粉

尘、CO?、CO、SO,、NO?等）只是燃煤锅炉供热产生的污染物的1/5O

1.2.3开发利用低品位热能

我国有着丰富的水资源（包含生活、生产中产生废水、弃水等）

储有大量的低品位热能，在爱护水资源的前提下，怎样提取和利用

这些热能为人们的生活、生产服务是世界性课题。水源中心空调（水

源热泵）系统正是解决这一课题的特别有效的手段之一。

1.2.4节水

水源中心空调系统因没有冷却塔，不消耗高成本自来水，因此,

它是节水的中心空调系统。

1.2・5节资

1.水源中心空调系统的初投资比其它中心空调系统初投资少。（见表

1-3）

各种中心空调系统初投资比较

表「3

冷水机组+

冷水机组+直燃机水源中心

燃油（气）风冷热泵

燃煤锅炉（油气）空调系统

锅炉

、4/A

单位建筑

面积造价240〜280240〜280260〜300280〜320220〜300

（元/n?）

2.水源中心空调用&统及其它中心、空调系统相比，由于全年性高效运

行，其运行费用微低。

各不中中心空调系多东运行费用比较

方式冷水机组+直燃（油

冷水机组+水源中心

运彳竟心燃油（气）气）澳吸风冷热泵

燃煤锅炉空调系统

锅炉机

单位建筑面

积全年运行

15〜2830〜5540〜7517〜3518〜30

费用

（元/年.in?）

1.2.6舒适

水源中心空调系统的用户（末端）系统能应用中心空调（末端）

的全部技术和手段。假如及数字、网络化、变频限制技术相结合，

将实现人类对人工环境的幻想。

1.2.7综上所述，水源中心空调系统具有高效、节能、节水、节资、舒适

的特点，是志向的中心空调系统方案。

第三节水源中心空调系统应用条件

1.3.1作为最佳的中心空调系统方案一一水源中心空调系统，在具体的工

程项目中能否合理的应用，主要取决于电源条件和水源条件。

1.3.2一般来说，水源条件取决于五个因素：

1.水源水的获得

2.水量

3.水温

4.水质

5.回灌

1.3.3水源水的获得

1.对于地表水、湖水、海水、江河水、城市废水、工业废水等水源

的利用，政府一般不进行干预，有的水源水（如城市污水、工业

废水）政府还有激励利用的各种实惠政策。

2.对于地下水，作为国家的资源之一，政府对开采及运用有各种各

样的限制政策和法规。耍获得地下水，需通过有关政府主管部门

的批准。各地的水资源管理部门设置不同，大体上有如下部门进

行管理：规划局、市政局、地矿局、节水办、水利局、环保局等。

1.3.4水源水量

水源水量是否满意具体工程的要求，及建筑物冷、热负荷的大

小、空调系统的运行方式、空调系统设计方案（例如是否采纳蓄水

池、是否采纳协助加热或协助冷却方式）、水源水的温度等因素有关,

应通过全面的分析和精确的计算，合理的设计来解决。

1.3.5水源水温

一般来讲，水源中心空调系统对水源水温度要求的范围是：制

热工况下，进蒸发器的水温为10~22℃,制冷工况下，进冷凝器的

水温为18~40℃。

1.3.6水质

对于水源中心空调系统主机而言，须要保持进入其冷凝器、蒸

发器的水质有较高要求，当水源水质达不到要求时，可实行各种处

理手段来满意水源中心空调主机对水质的要求。因此，一般来讲，

水源水质不是影响水源中心空调系统应用的主要因素。

1.3.7回灌

水源水经水源热泵利用后能否有效回灌，关系到打井能否得

到有关部门批准。

1.3.8总之，对于具体工程而言，水源中心空调系统是中心空调系统的首

选方案，但是应用是有条件的。

其次章水源中心空调系统主机设备

第一节热泵概述

水源中心空调技术是热泵技术的一种，介绍水源中心空调系

统时有必要先概述一下热泵的工作原理及分类。

2.1.1热泵的定义、工作原理和分类

按新国际制冷辞典的定义,热泵就是以冷凝器放出的热量来供

热的制冷机。热泵及制冷机在工作原理上是相同的，就是输入肯定

高品位能源（如电能）驱动压缩机，使工质（如R22）在系统中循环运

动并反复发生物理相变，在蒸发器中汽化吸热，在冷凝器中液化放

热，从而实现吸热制冷或放热制热的目的。

热泵及制冷机的区分主要是两者的目的及状况不同。热泵是从

环境温度条件下吸热并将热量传递到高于环境温度的场所释放，从

而实现制冷或供暖。而制冷机是从低于环境温度的场所吸热并洛热

量排放到环境中去，从而对该场所制冷。

热泵的分类有多种，可按工作原理、热源、功能、用途、驱动

方式、压缩机类型、供热温度和安装方式等将热泵分为不同种类。

其中，按热源和供热介质的组合方式可将蒸汽压缩式热泵划分为六

种类型：即空气-空气热泵、空气-水热泵、水-空气热泵、水-水热

泵、土壤-空气热泵和土壤-水热泵。

本章重点介绍蒸汽压缩式热泵。

2.1.2蒸汽压缩式热泵

可供空调制热和制冷的最为普遍的几种热泵形式。

1.空气-空气热泵（如图2-1）

图2-1：空气-空气热泵

这是最一般的热泵型式，特殊适用于由工厂制造的单元式热泵，

广泛地用于住宅中。该类热泵中，热源（制冷运行时为冷却介质）和供

热（冷）的介质均为空气。可通过电机驱动和手动操作的换向阀来进行

内部切换，以使被空调房间获得热量或冷量。在该系统中，一个换热

盘管作为蒸发器，而另一个作为冷凝器。在制热循环时，被调的空气

流过冷凝器，而室外空气流过蒸发器。工质换向则成了制冷循环，被

调的空气流过蒸发器而室外空气流过冷凝器。

2.空气-水热泵（如图2-2）

图2一2空气一水热泵

这是风冷热泵型冷（热）水机组的常见型式。及空气-空气热泵的区

分在于，室内侧采纳水作为传热介质，冬季按制热循环运行，供热水

为空调系统采暖。夏季按制冷循环运行，供冷水为空调系统供冷。制

热及制冷循环的切换通过换向阀变更热泵工质的流向实现。

3.水-空气热泵（如图2-3）

图2—2水一空气热泵

这类热泵制冷的热源（或制冷时的冷源）为水，供热（冷）的介质为

空气。制热及制冷循环的切换通过换向阀变更热泵工质的流向实现。

作为热源的水有多种，后面将具体介绍。

4.水-水热泵（如图2-4）

图2-4水-水热泵

制热（或制冷）运行时以水作为热源］或冷源）。供热（冷）的介质也

是水。可用切换工质回路来实现制冷及制热运行。然而更便利的是由

水回路中的三通阀来完成。虽然图中表示了水流干脆进入换热器，在

某些场合，为了避开污染封闭的冷水系统（通常是处理过的），须要间

接地通过一个换热器来供水。

5.大地耦合式热泵（如图2—5）

图2-5大地耦合式热泵

利用大地的土壤作为热源和冷却物。及大地的换热可通过然泵

工质一水换热器，也可采纳热泵工质埋于地下的盘管干脆膨胀形式。

供热（冷）的介质为空气。水或防冻液被泵送到埋入大地中的水平或

垂直的盘型管中循环。大地盘管可采纳热泵工质干脆膨胀，满液式

或再循环的蒸发器回路，大地耦合式热泵热交换器的效果及沙土类

型、含湿量、成分、密度和是否匀称地紧贴换热器面有关。管子材

料和当地沙土及地下水的腐蚀作用会影响传热和运用寿命。

2.1.3压缩式热泵的热力经济性指标

热泵的性能系数用COP（CoefficientofPerformance）来表示。

COP指其收益（制热量）及代价（所消耗机械功能或热能）的比值。对

消耗机械功的蒸汽压缩式热泵其性能系数COP也可用制热系数£h来

表示，即为制热量Qh及输入功率P的比值即£产Qh/P,依据热力学第

肯定律，如不计压缩机向环境的散热，则热泵制热量6等于从低温

热源吸热量（可视为制冷机的制冷量）Qc及输入功率P之和。由于Qc

及P的比值为制冷系数£,故一也可写成：eh=（Qc+P）/P=l-8,

可见一值恒久大于lo

2.1.4水源热泵

水源热泵是以水为热源的，可进行制冷、制热循环的一种热泵

型整体式水水、水空气空调装置，它在制热时以水为热源而在制

冷时以水为排热源。以水作为热源的优点是：水的质量热容大，传

热性能好，传递肯定热量所需的水量较少；换热器的尺寸可较紧凑,

每平米建筑面积所花费的经费比空气-空气热泵要少，而且不存在结

霜问题，运行合理稳定，在易于获得稳定供水的地方，水是志向的

热源。

水源热泵的空调系统主要有以下几种类型：

1.水环路热泵系统

水环路热泵系统用一个循环水路作为加热源和排热源，系统中必

需设置排热器（冷却塔）和补热器（锅炉或电加热器）。

2.地下水的热泵系统

地下水的热泵系统是将建筑物旁边井内的地下水取出，并通过水

源热泵的换热器进行加热或冷却，然后将地下水排入下水道或湖

泊中，最好重新回灌地下。

3.地表水的热泵系统

地表水的热泵系统运用建筑物旁边的湖泊、河流、水渠中的地表

水，使之通过水源热泵空调机中的换热器，然后再将上升或降低

几度的地表水排回水源中去。

4.闭式环路地表水热泵系统

闭式环路地表水热泵系统是运用1个闭式的水或盐水环路，包括

浸没在地表水（河、湖或池）中的管道。作为换热器，加热或冷却

后的水再进入水源热泵空调机作为水源。

其次节GSTHP型水源中心空调机组

2.2.1水源中心空调机组的开发背景

传统的取暖方式，主要实行燃烧煤、石油、自然气等有限矿物

质能源，而这些固有能源在开采、运输和利用过程中，对人类生存

环境造成极大污染。随着经济发展，能耗越来越大，环境污染也越

来越严峻，由于大气污染，使正常的生态环境被破坏，温室效应也

受到全世界的普遍关注。运用有限矿物质燃料用于取暖不仅极大的

奢侈着国有资源，同时也严峻污染着环境。因此爱护环境和爱护日

益匮乏的能源资源，越来越引起社会各界的高度重视。目前，国内

有不少家采纳北热取暖，而且用地热供暖的建筑采暖系统均为直流

式，即地热水由地下抽上，经供水泵送往用户，在用户处放出热量,

地热水温度降为40度以下直排入下水。因为地热采暖回水温度较

高，干脆排放，不仅奢侈大量的热能，而且给环境带来比较严峻的

污染。近儿年我国普遍地区逐步禁止运用燃煤锅炉取暖，燃油也得

到了肯定的限制，个别地区对地热采暖回水的排放进行了限制，假

如地热采暖的用户不实行相应措施，则只有关闭地热井，重新找寻

其他热源。若用超前的环保意识相识上述问题，21世纪利用地下能

源采暖或送凉，预示着一场新的环保采暖方式、能源利用的革命。

如何合理运用能源的问题是特别重要的。为此，利用低位能量的热

泵技术已引起越来越多人们的重视。热泵也就是靠高位能（如电能）

拖动，迫使能量从低位热源流向高位热源的装置。顾名思义，热泵

就象泵那样把低位热源的热能泵送到高位热源。热泵虽然须要用肯

定的高位能，但供应的热量却是消耗的高位能和吸取的低位能之和。

热泵不但节约了高位能，而且还适用于同时供冷和供暖的场合。

目前，国内市场上的热泵型空调主要是以空气为热源，但是其

制热效果受到室外气候条件影响。若在现行的空气源热泵进行一些

改进，可在肯定程度上解决低温环境下的制热实力，但产品的成本

将有所增加，因此风冷热泵的广泛应用受到限制。

我公司依据市场的须要，依托海湾集团的人才和科研实力，利

用自身强大的制冷空调产品的开发实力和先进的生产制造实力，结

合国际目前最先进的制冷技术、机械制造技术和智能自控技术研制

生产了新型高效水-水热泵机组，即GSTHP型，弥补了国内厂家在这

一领域的空白，其以水为热源（地下水、地热水、地表水、海水、工

业废水等），不受室外气候条件变更的影响，广泛应用于全国各地区，

从根本上克服了风冷热泵的局限性。

2.2.2水源中心空调机组的工作原理

1.相变制冷及制热

液体汽化形成蒸汽。当液体处在密闭容器内时，若此容器内除

了液体及液体本身的蒸汽外不存在任何气体，液体和蒸汽在某一压

力下将达到平衡，此时的气体称为饱和蒸汽，它所具有的压力称为

饱和压力，温度称为饱和温度。饱和压力随温度的上升而上升。假

如将一部分饱和蒸汽从容器中抽走，液体中就必定要汽化一部分蒸

汽来维持平衡。液体汽化时，须要吸热，此热量称为汽化潜热。汽

化潜热来自被冷却的对象，它对冷却充象制冷。反之，气体冷却成

液体时放热，热量被供热介质汲取和传递，实现制热。

2.蒸汽压缩式制冷循环

单级蒸汽压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器

组成。其工作过程如下：制冷剂在蒸发压力巳、蒸发温度「下沸腾,

L低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生

的蒸汽，并将它压缩到冷凝压力1\,然后送往冷凝器在冷凝压力PK

下等压冷凝成液体，制冷剂冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是

水和空气），及冷凝压力R相对应的冷凝温度几肯定要高于冷却介

质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或节流元件进入蒸发器。当制

冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力R降到蒸发压力P。，部分液体

气化，剩余液体的温度降至发温度L,于是离开膨胀阀的制冷剂变

成蒸发温度T“的两相混合物。在它被压缩机重新吸入之前几乎不再

起吸热作用。

在整个循环过程，压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸汽和造成蒸

发器中、低压力的作用，是整个系统的心脏；节流阀对制冷剂起节

流降压作用，

并调整进入蒸发器的制冷剂流量；蒸发器是输出冷量的设备，制冷

剂在蒸发器中汲取被冷却物体的热量，从而达到制取冷量的目的；

冷凝器是输出热量的设备，从蒸发器中汲取的热量，连同压缩机消

耗的功所转化的热量，在冷凝器中被冷却介质带走。依据热力学其

次定律，压缩机所消耗的功(电能)起了补偿作用，使制冷剂不断从

低温物体中吸热，并向高温物体放热，从而完成整个循环。蒸汽压

缩式原理，是热泵中最为普遍而广泛应用的一种形式。如图2-6：

2.2.3GSTHP型水源中心空调机组的用途及特点

1.用途：

GSTHP型水源中心空调机组能适用于工矿企业、高层建筑、会堂

医院等场所，供应冷热源，并为纺织、化工、电子、国防、科

研等部门供应工艺流程所需的7—55C之间的用水。

A)循环流程图B)Lgp-h

图

图2-6蒸汽压缩式制冷循环图

2.特点：

结构紧凑，占地小，节约空间，安装简便，噪音低(73dB)

GSTHP360：2台压机,2个循环回路。

GSTHP540：3台压机，3个循环回路。

GSTHP720：4台压机，4个循环回路。

GSTHP1080：6台压机,6个循环回路。

这样设置多个独立循环系统，工作过程中利用分级调控，相互

不受影响。

GSTHP机组为高温热泵机组，考虑到机组的特殊运用功能，设

计过程中充分发挥了海湾集团的科技人才优势，细致计算、优化设

计，将各主要配件合理配置，以达到各自的最佳工作状态，保证整

个机组的高效率。其优越性具体体现在以下几个方面：

（1）机组进水、出水温度范围广O冬季冷冻水进水温度为

10-22℃,夏季冷却水进水温度为18—35C；冬季冷却

水出水温度为45-55℃,夏季冷冻水出水温度为5—15℃。

（2）及其他公司的水源热泵产品相比，GSTHP型机组两器设计温

差大。一般水源热泵采纳标准的进出水温差，蒸发器和冷凝

器均为5℃0而我公司的GSTHP型机组蒸发器进出水温

差为7℃,冷凝器为10℃0

（3）适用工程面广。由（1）和（2）可看出，冬季运行工况，GSTHP

机组所能供应的热水最高温度可以达到55℃,循环水供、

回水温差为10℃；而其他公司机组可供应的热水最高温度

仅可达到50℃,循环水供、回水温差只有5ro因此

GSTHP机组不仅适用于新建建筑物空调系统（风机盘管或暖

气片系统），而且还可用于旧有建筑物老采暖系统日勺改

造工程，从而克服了以往水源热泵机组适用面窄的缺

陷。

（4）能效比高。冬季制热工况，能效系数C0P（供热量及输入功

率的比值）约为3.7—4.6之间；夏季制冷工况，能效系

数COP（制冷量及输入功率的比值）约为3.8—5.2之间。

（5）良好的完整性、系统性。为了更好的协作GSTHP水源中心

空调系统方案设计，在机组设计过程中，考虑了各地区

的不同适用条件（如：不同水源的温度，水量等）和运用状况

（原有锅炉房采暖系统改造、新建小区及建筑物的采暖、空

调系统），对机组的蒸发器和冷凝器进行了特殊处理，采纳

及常规热泵机组不同的进出水温差，以到在冬季和夏季不

同运用季节中，在不更换冷热水循环水泵、水源水泵的状况

下，都可以满意运用，减小了月户的一次性投资，提高了设

备的利用率。

（6）机组有较完备的平安爱护功能，见表2-1

表2-1

序平安爱护项目爱护设施

号

1压缩机油压限制“Sentronic”油压爱护器

2压缩机过载、过热、缺相压缩机自带电控器

3压缩机油温过低油加热器

4压缩机启动限制分压缩机、分绕组、自动减载启动

5系统凹凸压爱护凹凸压爱护器

6系统防污防湿干燥过滤器

7水系统温度过低防冻开关

8水系统缺水断水水流开关

9冷凝器压力过高平安阀

2.2.4GSTH1J型水源中心空调机组主要配件及性能

1.压缩机

压缩机选用国际名牌活塞式、螺杆式压缩机，具有高制冷实力

和COP值，在高冷凝温度下运行比其他类型压缩机更牢靠，因此特

殊适合供应热水温度50℃以上的高温热泵机组。采纳经多年验证的

高质量材料和零件，结构牢靠耐用；并且平安爱护功能完备：曲轴

箱油加热器、排气温度爱护、电机爱拧和油压差爱护。

主要特点简述如下：

(1)高质量的抗磨损驱动部件：经表面硬化处理的曲轴，密闭主轴承

和加大尺寸的油泵，专利回油技术，低摩擦力铝活塞，镀硬格活

塞环，特殊活塞销轴承；

(2)特殊高效和稳定阀板结构：最小的死区和加大的通道截面；

(3)加大铁芯电机：在高冷凝温度下具有优良的性能。

2.壳管换热器

干式蒸发器和壳管冷凝器是海湾集团及国内闻名专业配套厂

商共同开发研制，特地为海湾集团GSTHP水源中心空调机组特殊设

计生产。其特点是：两大器换热系数高，制冷剂侧和水侧阻力损失

小，结构紧凑，内部的换热管为高效螺纹铜管(换热效率比同类产品

高20^30%),筒体采纳优质钢板卷筒焊接而成，承压实力高，气密

性好，运行平安牢靠、高效。

3.制冷管路配件

制冷配件选用世界闻名制冷配件制造商ALCO的产品：

(1)平衡式热力膨胀阀

•运用范围广，安装便利快速；

•管道及感温包之间传热良好，功能稳定，结构紧凑；

.钎焊焊接接口：一体式热力执行元件、最佳密封效果；

•激光焊接的不锈钢感温元件：保证最佳调整功能、动作快速、

膜片寿命长、耐压强度高、耐腐蚀；

•双平衡阀口设计，宽广的负荷为蒸发温度，冷凝温度范围供

应精确牢靠的限制，特殊适合夏季制冷、冬季制热的水源中

心空调。

(2)电磁阀

・阀体结构紧凑，体积小；

•干脆导通，动作快捷，无须外力引导；

•工作压力范围广，制冷剂经过该阀时的压力损失小；

•性能牢靠，运用寿命长。

(3)干燥过滤器、视镜

干燥过滤器选用高效过滤芯，对系统内的水分和酸性物

质具有极强的汲取实力，保证整个系统平安、牢靠的运

行。

视镜精确的水分显示，采纳玻璃整体焊接，不存在泄露

问题，示剂对水和酸性物质具有抗腐蚀性，因此运用寿

命长，压力损失小。

4.先进的机组限制系统

水源热泵机组电控部分主要部件均采纳进口或合资产品，性能

稳定，牢靠性高。例如：法国施耐德接触器，德田维那尔鑫宝母线

式刀熔开关，嬷国凤凰端子接线端子。机组的核心限制部分为我公

司及意大利CAREL公司、德国西门子公司联合开发的水源热泵

专用限制器，其中硬件部分运用CAREL公司成熟的PCO系列微电脑

限制器，结合我公司自己开发的水源热泵专用限制程序使机组在智

能化和网络化方面优于其它同类机组。本限制器主要具有以下特点:

(1)先进的输入输出口管理。限制器具有8路模拟量，12路开关

量输入；13路开关量，2路模拟量输出。可检测和限制

机组的各种工作状态。

（2）完善的信息显示。限制器采纳LCD液晶显示屏，可以显示每

台机组的工作状态、测量参数、报警信息、维护信息以

及各种内置参数的设定等。全部显示均为文字信息，清

楚直观。

（3）敏捷便利的参数设置。限制器具有八十多个可以变更的内置

参数，通过这些参数的设定可随时调整机组的工作状态,

以使机组更加适应用户的现场须要。

（4）先进的口令操作管理。限制器具有三级口令操作，针对不同

的对象限定了不同的操作权限，以确保机组不会因误操

作而损坏。

（5）可便利的升级为网络限制管理。当有多台机组时，利用限制

器的网络管理功能可以便利的构成一个局域网系统。使

整个系统可以由一个或几个手操器限制，从而使多机系

统具有了轮值，备份及远程限制等先进功能。还可以连

接网络打印机随时记录各种所需信息。

（6）可简便地接入小区智能监控系统（BMS）。通过限制器的网络功

能可以组成集中限制和远程限制系统，实时监视设备的

运行状态。这些设备可以是本地的也可以是异地的（通过

调制解调器和公共电话交换网）。通过相应的附件可以将

这些数据转换为及大多数的楼宇限制系统相兼容，从而

可以便利的接入楼宇限制系统。

2.2.5GSTHP型水源中心空调机组运用的制冷剂R22

GSTHP型水源中心空调机组运用的工质是R22,是整个系统中“充

溢活力”的工作流体，在系统各部件之间循环流淌来实现能量转换及传

递，以达到热泵从低温热源吸热向高温热源放热的目的。

R22是应用最为广泛的制冷工质，运用性能在众多制冷工质中是独

一无二的。在CFC问题出现后，因为它有较好的环境可接受性，用来取

代Rll、R12、R502等的最便利而有效的一种过渡性替代工质。

1.《蒙特利尔议定书》1995年12月份规定:

（1）对CFC,包括CFC11、CFC12、CFC113、CFC114、CFC115等氯

烧物质以及哈龙1211（即12B1）、哈龙1301（即13B1）、哈龙

2402

（即11432）

A对发达国家，规定从1996年1月1日起完全停止生产及

消费；

B对发展中国家（CFC年人均消耗量小于0.3kg）最终停用的

日期

是2010年。

（2）对HCFC,包括HCFC22、HCFC142b.HCFC123等

A对发达国家，从1996年起冻结生产量，2004年起先削减，

至2020年完全停用：

B对发展中国家，从2016年起先冻结生产量，到2040年完全

停用。

2.R22工质的物理性能及参数，见表2-2

表2-2

代名称化学分相对分标准沸凝固临界温临界压临界比

号子式子量点/℃点℃度/℃力kPa容1/Kg

22二氟二

CHC1F.86.48-40.76-1609649741.904

氯甲烷

3.儿种常用制冷介质对环境的影响，见表2-3表

2-3

介质化学式对臭氧层的影响相对温度效应系数

CFC-11CCLF1.00.4

CFC-120.91.0

CC12F2

CFC-1130.80.3~0.8

CCI2FCIF2

CFC-1140.60.5~1.5

CCIF,CCIF2

CFC-115CC1F2CF30.3广3

HCFC-220.050.07

CHC1F2

CFC-134aCH2FCF300.08

注：瑞典某公司试验结果显示，运用HPC-134a代替CFC类介质,

机组效率系数降低2〜5机

第三节压机的选型及比较

2.3.1压机的分类

压缩机是蒸汽压缩式热泵系统中的动力源，是确定系统实力大小的

关键部件，对系统的运行性能、噪音、振动、维护和运用寿命等有着干

脆的影响。从压缩机工作原理上看，各类压机都可用于制冷机和热泵中,

但必需依据其各自运行的工况和条件的差别做特地的设计，以保证在各

自应用场所下工作的经济性和牢靠性。

压缩机依据其热力学原理，可分为容积型和速度型两类，容积型压

机有两种）型式：往复活塞式（往复式）和回转式；依据压机结构特点

又可分为滚动转子式、滑片式、螺杆式（又称双螺杆式）、单螺杆式、涡

旋式；速度型压机主要指离心式压缩机，下图表示了制冷及热泵用

压机的分类其结构示意图。本章主要介绍活塞式往复压机及双螺杆

式压机。

I-----------压缩机------------1

容积型速度型

往复式回转式

——

——

——

—

离心式

滚

单

滑

双

动

螺

片

螺

转

式

杆

装

子

式

式

制冷及热泵用压缩机分类示意图

2.3.2热泵用压机的特点和要求

要相识热泵设计和应用所涉及到的问题，首先要了解热泵用压缩

机的一些特殊性。

1.压缩机要能在蒸发温度-15℃〜+15℃、冷凝温度＜65℃下正常工

作。在很低的环境温度下，热泵系统的工作事实上相当于低温制冷

系统，而目前热泵中常用的制冷剂为R22,其结果是压机工作的压

比高，排气温度高，吸气密度小，质量流量下降。在机械结构方面,

由于压比大，压差大，轴承中的承载油膜会遭到破坏（如活塞销轴

承），而招致严峻磨损。为此，有必要加大这些轴承的支承面积，

改进轴承材料（如采纳有聚四氟乙烯渗入的轴承材料）。

2.压机安装处的温度低于室内机组中蒸发器的温度时，假如压机停

机，则蒸发器中的液体制冷剂将不断蒸发，经过压机吸气管而冷在

压机的曲轴箱或机壳中冷凝，及润滑油混合在一起，压机所在的环

境温度越冷，停机的时间越长，则凝合在曲轴箱或机壳中的制冷剂

越多，使液面高度上升。就是所谓制冷剂在系统中迁移的现象，它

会带来以下两种不利的后果：一是、一旦热泵重新启动，曲轴箱中

压力隧然下降，制冷剂-润滑油混合物沸腾发泡，简洁引发压机的

液击和曲轴箱中失油的严峻状况。二是，润滑油中溶有较大比例的

制冷剂会大大降低其润滑性能，使运行时轴承润滑恶化以至烧毁。

3.在制冷空调用压机中的吸气舌簧阀的设计是按吸入过热蒸汽考虑,

吸气流中略带液滴也能承受。但在热泵用压机中，吸气流中所带液

滴的大小和数量往往会大量增加，使阀的应力大大上升，因此，要

对舌簧阀中的阀片强度，吸气孔大小作特地设计，以确保承受液滴

冲击带来的阀片抖动和过大的弯曲。

4.热泵用压机的运行部件要比通常用压机恶劣；另一方而，热泵用压

机往往严冬酷夏都要运用，每年累计的运行时间长，工况变更范围

大，因此，对它的工作牢靠性要求高，运用寿命要求长。

5.封闭式压机中其内置电动机由吸气冷却而带走的热量可转移到冷

凝器中变为热泵的制冷量，另外吸入的湿蒸汽会被电动机加热而气

化，有利于避开气缸进液。

6.对于水源中心空调热泵用压机，由于水温不会很低，没有除霜和较

低温度气候所带来的问题。对于通常水源温度，压机的机械负荷不

会很高，因此工作条件不会象空气源热泵用压机那样严酷，但这类

系统的运行时间长，其牢靠性主要确定于其对长期运行的适应实

力。

2.3.3活塞式压机及嗯杆式压机的简洁对比

本节所探讨的活塞式压机及螺杆式压机的对比，主要是指半封

闭活塞压机及半封闭双螺杆压机结合GSTHP型水源热泵主机系统选

型而言，结合海湾集团的企业状况而论。

我公司新推入市场的水源中心空调机组，可供应55c的水，不

仅适用中心空调系统，还可适用于暖气系统的改造。由于上述特点,

在初期设计系统选择压机时，就必须耍考虑，选择什么型式的压机

能够满意设计要求。

螺杆式压机及活塞式压机的简洁对比

表2-4

项日螺杆式压机活塞式压机

发展历史50年头兴起的新兴技术，发130多年的发展史，技

展快速体现了较好的市场前术较成熟，形式基本定

景样

结构，主要部件一对主、副转子，轴承，油活塞、连杆、曲轴、缸

分别器套、曲轴箱

单机功率范围10~1000kw0.1.〜150kw

Tc20~62cTclO〜62℃

压机运转范围

Te-30〜10℃Te-30-12℃

环境温度-10℃-50℃-30℃〜60c

跳脱温度：105±2.5℃

排气高温爱护设

复位温度：95±2.5℃不必加喷液系统

定

加喷液系统（95。。）

转速1450转/分2900转/分

螺杆压机的转子受高温高压

冷媒气体的作用，产生轴间

推力，作用于轴承上，在传如回气温度太低，易产

耐液击性

动时极易损伤轴承，所以轴生液击

承要特殊考虑机械性能，耐

液击性较好。

螺杆转子及轴承之间温度高

至120℃以上时，润滑油易碳

防高温设喷液化，造成“拖轴”现象，所无需加喷液系统

以必需加喷液系统进行喷液

降温，但降低效率15%左右。

噪音螺杆压机由于螺杆相互啮合

高速旋转，因此在运转中产

75dB

生很大噪音，而且是启动时

噪音尖锐,82dBo

经济成本ft低

第四节不同冷、热源主机设备的比较

冷、热源主机设备的选型对于每一个业主来说都是一件较费心的事,

主机品种繁多，各有特色运用户如雾里看花。何种方案技术经济性最优，

必需进行细致分析及比较，一般考虑以下几个方面:

1.系统设备投资；

2.运用平安、牢靠；

3.机房占用面积；

4.运行费用;

5.维护管理

2.4.1水源中心空调主机及其它常用中心空调冷热源主机设备的技术特

占•

/、、、♦

表2-5

\区分占用机房面积

(百分比是占水资源消

类M主机寿命驱动能源环境爱护

用面积及建筑耗

面积之比)

需冷冻站

水源中(0.6^1.2%)不无矿物能

电能C0P：

心空调占屋顶面积，水15年无源燃烧污

3.6~5.2

主机井占地(可做地染

下泵房)

无燃烧污

染有肯定

风冷热无需冷冻站，占电能COP：

15年无噪音，-8℃

泵用屋顶面积3%2.5~3.2

不能正常

制热

需冷冻站

有燃烧污

(1.2%)冷却塔冷却水循

漠化锂燃油或燃染有肯定

占用屋顶面积10年环水量

直燃机气噪音(冷却

(1.5~2%)油罐2~5%

塔)

占地

需冷冻站及锅

水冷冷冷水机组有燃烧污

炉房(2%)冷却冷却水循

水机组+15年冬天：燃油染(冬)

塔占用屋面面环水量

燃油热燃油锅炉夏天：电能有肯定噪

积(1.2^1.6%)2%

水10年