严寒地区空气源热泵应用

空气源热泵应用汇总

第一章空气源热泵技术介绍 所谓热泵，就是靠电能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。也就是说，热泵可以把不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、井水、河水、太阳能、工业废水等转换为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、燃气、电能等的目的。类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。因此，在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。 空气源热泵的历史以压缩式最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP （性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。 空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。 热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染。目前，在我国电力资源短缺的前提下，采用热泵热水机组制取热水，既能以最小的电力投入获得最大的供热效益。将热泵热水机组放在建筑物的顶层或室外平台即可工作，省却了专用锅炉房。在设备结构上真正实现了水、电分离，确保了用户的安全。 第一节热泵工作原理 热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的。通俗的说，如同在自然界中水总是由高处流向低处一样，热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温热源传递

超低温空气源热泵的工作原理及特点

超低温空气源热泵是以空气作为低品位热源来进行供暖或供热水的装置，同时 也可以进行夏季制冷。其特点是以准二级压缩喷气增焓热泵系统保证机组在-25℃能正常制热，实现了空气源热泵在寒冷地区供暖的可能。 热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四大主要部件构成封闭系统，其 内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡诺循环原理：液态工质首 先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽(汽化)，汽化潜热即为所回收 热量，而后经压缩机压缩成高温高压气体，进入冷凝器内冷凝成液态(液化)把 吸收的热量发给需要的加热的池水中，液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到 膨胀阀内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而 输出所加热的泳池水中，直接达到预定温度。 相比于普通热泵在-10℃及更低温度下，由于蒸发温度过低，引起蒸发量较少，导致压缩机回气量少，从而影响冷凝放热。超低温热泵增加了一条联通压缩机 的喷射增焓支路，当压缩机回气不够时，喷射增焓支路会给压缩机补气，这样 冷凝器的放热量就会提高，因此在极低的温度下仍能正常制热。 二、性能 热泵循环是在冷凝温度（TCO）下定温放热，在蒸发温度（TEV）下定温吸热， 定熵地进行膨胀和压缩，所需的平衡功由外界提供。 COP=TCO/ (TCO-TEV)（1） 空气源热泵技术最大的优势就是经济节能，因为具有很高的能效，只需消耗一 部分电能，而能得到3~4倍于所耗电能的热能。空气源热泵在国标工况下的 COP值一般在2.9~4.5之间，容易满足要求；但是环境温度低于5℃后，机组能效开始衰减，普通的空气源热泵在-5℃下几乎都不能使用；超低温空气源机组 确可以在-25℃的低温环境下正常制热，此时的能效衰减至2.0以下。

空气源热泵在公共洗浴系统中的应用

空气源热泵在公共洗浴系统中的应用 随着生活水平的提高，生活中人们对于热水的需求越来越大，能源消耗与日俱增。通过调查了解到高校建设中洗浴热水能耗占比20%，在节能环保的政策倡导下，高校越来越注重能源的节约，通过引入新能源太阳能、空气能等可再生能源，来降低能源节约、降低运营成本。 江苏某某高校原淋浴系统为公共澡堂，浴室为双层独栋建筑，设有淋浴头104个，每天洗浴总人数约为1000-1300人。浴室采用采用蒸汽锅炉供热系统，经管理操作人员通过手工操作混水阀，经冷热水配比，将水温调节至40°C储存至保温水箱，通过水泵输送至浴室末端使用。近些年因为设备的老化，与食堂共用的蒸汽供热系统维护难度大，在热水的输送上热损耗大，无法满足现有浴室的使用，鉴于以上情况校方决定对浴室热水系统进行升级改造，通过综合比较最终选用大白U帮解决方案，热源上选择供热理想的空气源热泵。 空气源热泵系统设计： 通过对高校的综合分析空气源热泵，选择的为格力红冰系类，具备直接加热和循环加热两种模式制取热水，可以保证水箱水温稳定在合适的温度。高校所在地区常年平均温度在10°C以上，极端低温温度-8°C左右，红冰空气源热泵机组运行温度为-26°-46°C，可以实现一年四季的完美供热。通过校内人数、男女生比例计算出用水量，据此设计储温水箱的大小，再通过需要的每日制热量计算出所需热泵数。 机组控制系统： 新的热水淋浴系统采用自动化控制，可以设置开关时间、出水温度，搭配监

控触电可以做到24小时无人值守智能运转，另外大白U帮系统还为能源站搭配了数据远传模块，搭配开发的APP实现手机实时查看运行数据，远程对能源站进行操控管理。 节能与环保： 空气源热泵在江苏地区的运行能效可以达到4.0左右，相比于高校原有的蒸汽锅炉，可以年平均降低运行成本50%，且在运行中没有废气、废渣的产生，做到零污染零排放，运行安全稳定采用模块化装配，安装便捷占地面积小，可与太阳能搭配使用，实现更高的节能效果。

空气源热泵工作原理

主讲人：刘海棠 职务：技术部部长课题：空气源工作原理

㈠空气源热水器工作原理 一、空气源热水器的定义 空气源热泵热水器又称热泵热水器，由热泵吸收空气热源制取热水。空气源热水器就是 通过热泵用逆卡诺原理，以极少的电能，吸收空气中大量的低温热能，通过压缩机的压缩变为高温热能，传输至水箱，加热热水，这种通过热泵运动来获得加热的热水器叫做空气源热水器。 目前，空气能热泵热水生产厂家和市场集中分布在长江以南。主要生产厂家集中在珠江 三角洲的佛山、东莞、深圳、珠海以及长江三角洲的杭州、宁波地区。消费市场主要分布在长江以南的广东、广西、福建、江西、上海、浙江、安徽等省区，并逐步从长江以南向长江以北扩展。 二、空气源热水器的组成部分 热泵热水装置，主要由蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、风机五大部件组成，通过让工质（制冷剂）不断完成蒸发（吸取环境中的热量）7压缩T冷凝（放出热量）7节流T再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水中。 蒸发器直接从空气中吸取热量，将节流后的制冷剂吸热气化达到预期效果的设备。 压缩机是空气源热水器的心脏，把制冷剂从低压提升为高压，并使制冷剂不断循环流动。 冷凝器就是将压缩机排出的高温高压气体释放出热量后冷凝成低温高压液体的换热设备。 膨胀阀是一种节流装置，控制制冷剂的流量，可提高系统的能效比和可靠性。 风机主要是起加强气体流通量的作用，是依靠输入的机械能，提高气体压力并排送气体 的设备。 制冷剂是热泵系统中实现制热循环的工作介质，也称冷媒。作为一种特殊的物质，制冷 剂的物质状态在热泵循环过程中不断发生变化：在蒸发器中，制冷剂在较低的压力状态下吸 收热能由液态变为气态；压缩机将此低压的气态制冷剂压缩升温为高压气态制冷剂；在冷凝器中，制冷剂在较高压力状态下放出热能由气态便为液态。 三、空气源热水器的基本工作原理 热泵技术是基于逆卡诺循环原理实现的；如同在自然界中水总是由高处流向低处一样， 热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水的由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温热源传递到高温热源，所以热泵实质上是一种热 量提升装置。热泵的作用就是从周围环境中吸取热量（这些被吸取的热量可以是地热、太阳能、空气的能量），并把它传递给被加热的对象（温度较高的媒质）。 热泵热水机组工作时，蒸发器吸收环境热能，压缩机吸入常温低压介质气体，经过压缩

土壤源热泵

土壤源热泵系统的设计方法 上海工程技术大学 胡建平★ 摘要：本文主要介绍了土壤源热泵系统的设计方法和步骤，重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。 关键词：土壤源热泵 热交换器 设计 The Design Ways of Ground-coupled Heat Pump System By Hu Jianping ☆ Abstract: In this paper the design ways and steps of ground-coupled heat pump system have been introduced. The design of the underground heat exchanger has been discussed in details, and an example has been taken to illustrate the process of the design. Keywords: Ground-coupled heat pump Heat exchanger Design ☆Shanghai University of Engineering Science ，China 0 引言 随着我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，而供热系统和空调系统是建筑能耗的主要组成部分，因此，设法减小这两部分能耗意义非常显著。地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统[1]。冬季通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，向建筑物供热；夏季向大地释放热量，给建筑物供冷。相应地，地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统3种形式。 土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热交换器。 地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下；闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。 地表水热泵系统与土壤源热泵系统相似，用潜在水下并联的塑料管组成的地下水热交换器替代土壤热交换器。 虽然采用地下水、地表水的热泵系统的换热性能好，能耗低，性能系数高于土壤源热泵，但由于地下水、地表水并非到处可得，且水质也不一定能满足要求，所以其使用范围受到一定限制。国外（如美国、欧洲）主要研究和应用的地源热泵系统以及我国理论研究和实验研究的重点均是土壤源热泵系统。目前缺乏系统设计数据以及较具体的设计指导，本文进行了初步探讨，以供参考。 1 土壤源热泵系统设计的主要步骤 （1）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算 建筑物冷热负荷计算与常规空调系统冷热负荷计算方法相同，可参考有关空调系统设计手册，在此不再赘述。 冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式[2]计算： ???? ? ?+?='11111COP Q Q kW （1） ???? ? ?-?='22211COP Q Q kW （2） 其中'1Q ——夏季向土壤排放的热量，kW 1Q ——夏季设计总冷负荷，kW

空气源热泵机组设计应用及案例分析

空气源热泵机组设计应用及案例分析 空气源热泵机组（简称“热泵机组”）自二十世纪四十年代发明至今，其技术已日臻完善，广泛应用于办公楼、宾馆、娱乐业、厂房、住宅等各行各业不同规模的工程中，市场占有率一直较高，究其原因，皆因其有如下优点：热泵机组夏季供冷，冬季供热，不需另设锅炉房；主机安装在屋顶，可省去冷冻机房、锅炉房土建投资及冷热系统投资；COP值较高，自动化程度高。 一、热泵机组类型及其特点： 1．涡旋式压缩机热泵机组： 涡旋式压缩机为容积式压缩机，具有运转平稳、振动小、噪音低等优点，常用于空气-空气热泵机组，适用于中、小型工程。 2．活塞式压缩机热泵机组： 活塞式压缩机为容积式压缩机，结构复杂、转速低、振动大、噪音大、单机容量较小，多机头组合可拼装成100万大卡/时左右热泵机组，COP=3.0～3.5； 3．螺杆式压缩机热泵机组： 螺杆式压缩机也为容积式压缩机，结构简单、运转平稳、振动小、噪音低、寿命长，COP=3.5～4.5,适用于中、小型工程，多机头热泵机组可用于较大工程。单螺杆为平衡式单向运转，磨损小，无轴向推力，其排气效率比双螺杆略低。 二、热泵机组设计： 1．选用原则： 热泵机组有优点也有缺点，与同容量单冷冷水机组相比，其用电量大，造价高，冬季随室外气温下降制热量衰减严重、结霜严重等，因此，①当某工程有蒸汽源时，空调冷热源应尽量采用“单冷冷水机组加热交换器”方案。无锡市正在形成城市蒸汽热力网，我们应优先采用以上方案。②本人认为医院、宾馆等对冬季采暖温度要求较高的工程不适宜采用热泵机组，办公楼、饭店等工程则较适宜，因为它们一般白天使用，热泵机组制热量衰减小，就算采暖效果差些，室内人员可多穿衣服，影响小些。 2．选型方法：

空气源热泵空调系统设计方案

空气源热泵空调系统设计 方案 第1章绪论 改革开放以来，随着国民经济的迅速发展和人民生活水平的大幅度提高，能源的消耗越来越大，其中建筑能源占相当大的比例。据统计，我国历年建筑能耗在总能耗的比例是19%～20%左右，平均值为19.8%。其中，暖通空调的能耗约占建筑总能耗的85%。在发达城市，夏季空调、冬季采暖与供热所消耗的能能量已占建筑物总能耗的40%～50%。特别是冬季采暖用的燃煤锅炉、燃油锅炉的大量使用，给大气环境造成了极大的污染。因此，建筑物污染控制和节能已是国民经济发展的一个重大问题。热泵空调高效节能、不污染环境，真正做到了“一机两用”（夏季降温、冬季采暖），进入20世纪90年代以来在我国得到了长足的发展，特别是空气源热泵冷热水机组平均每年以20%的速度增长，成为我国空调行业又一个引人注目的快速增长点。 所谓热泵，就是靠电能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。也就是说，热泵可以把不能直接利用的低品位热能(空气、土壤、井水、河水、太阳能、工业废水等)转换为可以利用的高位能，从而达到节约部分高位能(煤、石油、燃气、电能等)的目的。类似于人们把水自低水头压送至高水头的机械称为“水泵”，把气体自低压区送至高压区的机械称为“气泵”（在我国习称气体压缩机），因而把这种输送热能的机械称为“热泵”。因此，在矿物能源逐渐短缺、环境问题日益严重的当今世界，利用低位能的热泵技术已引起人们的关注和重视。空气源热泵的历史以压缩式最悠久。它可追溯到18世纪初叶，可以说1824年卡诺循环的发表即奠定了热泵研究的基础。热泵的发展受制于能源价格与技术条件，所以其历史较为曲折，有高潮有低潮，但热泵发展的前景肯定是光明的。当前热泵研究的方向是向高温高效发展，即开发高温热泵并最大限度提高COP（性能系数 Coefficient of Performance）值，同时积极发展吸收和化学热泵等。空气源热泵热水机组的制造、推广和使用在我国只是最近10年的事，但由于其相对传统制取热水设备的高效节能、环保、安全、智能化控制、不占用永久性建筑空间等优点而引起了市场日益广泛的关注。 热泵热水机组以清洁再生原料（空气＋电）为能源，既不使用也不产生对人体有害的气体，同时也减少了温室效应和大气污染。目前，在我国电力资源短缺

土壤源热泵系统的设计计算方法

土壤源热泵系统的设计计算方法 摘要：本文主要介绍了土壤源热泵系统的设计方法和步骤，重点论述了地下热交换器的设计过程。并举例加以说明。 0 引言 随着我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，而供热系统和空调系统是建筑能耗的主要组成部分，因此，设法减小这两部分能耗意义非常显著。地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统[1]。冬季通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，向建筑物供热；夏季向大地释放热量，给建筑物供冷。相应地，地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统3种形式。 土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热交换器。 地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下；闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。 地表水热泵系统与土壤源热泵系统相似，用潜在水下并联的塑料管组成的地下水热交换器替代土壤热交换器。 虽然采用地下水、地表水的热泵系统的换热性能好，能耗低，性能系数高于土壤源热泵，但由于地下水、地表水并非到处可得，且水质也不一定能满足要求，所以其使用范围受到一定限制。国外（如美国、欧洲）主要研究和应用的地源热泵系统以及我国理论研究和实验研究的重点均是土壤源热泵系统。目前缺乏系统设计数据以及较具体的设计指导，本文进行了初步探讨，以供参考。 1 土壤源热泵系统设计的主要步骤 （1）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算 建筑物冷热负荷计算与常规空调系统冷热负荷计算方法相同，可参考有关空调系统设计手册，在此不再赘述。 冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以 由下述公式[2]计算： ??????? ?+×=′11111COP Q Q kW （1） ??????? ??×=′22211COP Q Q kW （2） 其中——夏季向土壤排放的热量，kW ′1Q 1Q ——夏季设计总冷负荷，kW ′2Q ——冬季从土壤吸收的热量，kW 2Q ——冬季设计总热负荷，kW 1COP ——设计工况下水源热泵机组的制冷系数 2COP ——设计工况下水源热泵机组的供热系数 一般地，水源热泵机组的产品样本中都给出不同进出水温度下的制冷量、制热量以及制冷系数、供热系数，计算时应从样本中选用设计工况下的、。若样本中无所 1COP 2COP

空气源热泵可行性研究报告

空气源热泵可行性研究报 告 Prepared on 22 November 2020

摘要 本文主要从热泵热水器原理设计节能环保等方面进行了大体的说明。首先是从空气源热泵的概述、起源、发展历程等进行了介绍。从中可以了解到什么是热泵热水器什么又是超低温空气源热泵以及空气源热泵技术前景等等。 其次是从热泵的运行原理,以及蒸汽压缩式制冷循环原理方面,进行了更详细的介绍空气源热泵的组成以及设计方法。通过这一章可以的了解到热泵的组成、性质、特点等。 最后对空气源热泵的系统计算、工质性能的分析，从环保节能经济性等方面入手说明空气源的相对于其他热泵的优势。北方供暖机型的前景应用。 广州欧式博空调设备有限公司 企业简介 广州欧式博中央空调有限公司是一家致力于新能源技术开发，坚持以节能环保为企业核心发展目标，并专注于热泵技术研发、生产及提供综合节能、低温、高温应用解决方案的国际型企业。 一直以来，欧式博作为一家集研发、生产、销售“欧斯博”品牌热泵及特种中央空调的高科技企业，超过60%的产品出口欧盟、澳洲、北美、东南亚等地区，主要用于高端商用及家用场所。欧式博在近十年引进吸收整合欧盟地区热泵技术，长期与当地研发、工厂、客户保持良好的沟通与交流，由于低温供暖与低温热泵性能稳定，是欧盟地区主要的低温空气源热泵、泳池恒温热泵、低温热泵及热泵中央热水机主要供应商及OEM生产商。 近年来，欧式博公司着力把出口到发达国家，质量性能优越的“欧斯博”品牌产品供应国内市场，以满足国内高端市场日益提高的使用要求。 OSBERT GUANGZHOUOSBERTCENTRALAIRCONDITIONINGCO.,,offeringenergy-savingmediumandhightemperaturehotwatersolutionsindomesticandabroadmarket. Inthepastdecade,80%ofourproductsareexportedtoEU,Australia,,absorbingandintegratin gadvancedheatpumptechnologiesfromEU,and establishedgoodcommunicationchannelswithlocaldesigning/,wehavebecomeanimporta ntsupplierandOEMfactoryoflowtemperatureairtowaterheatpump,poolheatpumpandhot waterheatpumpinEUmarket. Tosatisfyupgradingdemandoflocalmarketforhighqualityproducts,inChinaOSBERTbeg instosellhighqualityandperformanceproductsdesignedforexportmarket.

关于低温环境下空气源热泵的探讨

能源是人类和社会生存发展的重要资源，但是随着人类社会的不断发展以及人民生活水平的不断提高，能源需求量不断增大，由此导致的能源消耗和环境污染问题也日益严重，节约能源和保护环境已经成为人类不可推卸的责任。 空气源热泵是一种以逆卡诺循环为工作原理，把丰富的空气作为低温热源，通过电能的驱动，将空气中大量的低温热能转变为高温热能的装置。近些年来，空气源热泵技术以其高效节能、安装方便、环保无污染的特点，有效的解决了在冬季我国北方以燃煤为供暖模式所带来的负面影响，缓解了我国资源紧张的局面，成为热泵技术中应用最为广泛的一种。但是，在室外温度较低的情况下，空气源热泵系统并不能高效安全的运行，成为了空气源热泵系统在寒冷地区应用的制约因素。 本文对空气源热泵系统进行了简单介绍，指出在寒冷地区空气源热泵系统容易出现的问题，综合国内外专家学者的研究成果，对不同的改善措施进行分析，希望能对空气源热泵技术的发展起到积极作用。 1 空气源热泵系统 热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界倍受关注的新能源技术。它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备—“ 泵”，热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。空气源热泵作为热泵技术的一种，有“ 大自然能量的搬运工” 的美誉，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以无处不在的空气中的能量作为主要动力，通过少量电能驱动压缩机运转，实现能量的转移，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。空气源热泵系统不需要复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房，它能够逐步减少传统采暖方式给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时实现节能环保的目的。 空气源热泵系统通常由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀 4 部分构成，通过让工质不断完成蒸发→ 压缩→ 冷凝→节流→ 再蒸发的热力循环过程，从而实现热量的转移. 在制热时，液态制冷剂在空气换热器中汽化，吸收空气中的热量，低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变为高温高压气体送至水换热器。由于制冷剂的温度高于水的温度。制冷剂从气态冷却为液态，液体制冷剂经膨胀阀节流后，在压力作用下进入空气换热器，低压气体制冷剂再次汽化，完成一次循环。在这个循环中，随着制冷剂状态的变动，实现了热量从空气侧向水侧的转移。在制冷时，液态制冷剂在水换热器中汽化，使水温降低。低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩，变为高温高压气体，进入空气换热器，由于制冷剂温度高于空气温度，制冷剂向空气传热，制冷剂经气体冷凝为高压液体，高压液态制冷剂经膨胀阀节流后进入水换热器，低压液体制冷剂再次汽化，完成一个循环。在这个循环过程中，随着制冷剂状态的变动，实现了热量从水侧向空气侧的转移。 2 空气源热泵北扩的制约因素 空气源热泵系统在环境温度相对较高时，运行性能良好，但是室外温度较低的情况下，空气源热泵系统不但无法满足负荷的需求，而且系统自身也无法保证安全稳定的运行，这一直制约着空气源热泵的发展和推广应用。在较低的室外温度情况下，空气源热泵系统容易出现以下问题：

土壤源热泵系统设计方法步骤(精)

土壤源热泵系统设计方法步骤 佚名 简介：随着我国建筑业持续发展，对建筑节能的要求越来越高，而供热系统和空调系统是建筑能耗的主要组成部分，因此，设法减小这两部分能耗意义非常显著。地源热泵供热空调系统是一种使用可再生能源的高效节能、环保型的系统。冬季通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，向建筑物供热；夏季向大地释放热量，给建筑物供冷。相应地，地源热泵系统分土壤源热泵系统、地下水热泵系统和地表水热泵系统3种形式。 关键字：土壤源热泵系统,地下热交换器 土壤源热泵系统的核心是土壤耦合地热交换器。 地下水热泵系统分为开式、闭式两种：开式是将地下水直接供到热泵机组，再将井水回灌到地下；闭式是将地下水连接到板式换热器，需要二次换热。 地表水热泵系统与土壤源热泵系统相似，用潜在水下并联的塑料管组成的地下水热交换器替代土壤热交换器。 虽然采用地下水、地表水的热泵系统的换热性能好，能耗低，性能系数高于土壤源热泵，但由于地下水、地表水并非到处可得，且水质也不一定能满足要求，所以其使用范围受到一定限制。国外（如美国、欧洲）主要研究和应用的地源热泵系统以及我国理论研究和实验研究的重点均是土壤源热泵系统。目前缺乏系统设计数据以及较具体的设计指导，本文进行了初步探讨，以供参考。 1 土壤源热泵系统设计的主要步骤 （1）建筑物冷热负荷及冬夏季地下换热量计算 建筑物冷热负荷计算与常规空调系统冷热负荷计算方法相同，可参考有关空调系统设计手册，在此不再赘述。 冬夏季地下换热量分别是指夏季向土壤排放的热量和冬季从土壤吸收的热量。可以由下述公式[2]计算： kW （1） kW （2） 其中Q1＇——夏季向土壤排放的热量，kW Q1——夏季设计总冷负荷，kW Q2＇——冬季从土壤吸收的热量，kW Q2——冬季设计总热负荷，kW COP1——设计工况下水源热泵机组的制冷系数 COP2——设计工况下水源热泵机组的供热系数 一般地，水源热泵机组的产品样本中都给出不同进出水温度下的制冷量、制热量以及制冷系数、供热系数，计算时应从样本中选用设计工况下的COP1、COP2 。若样本中无所需的设计工况，可以采用插值法计算。 （2）地下热交换器设计 这部分是土壤源热泵系统设计的核心内容，主要包括地下热交换器形式及管材选择，管径、管长及竖井数目、间距确定，管道阻力计算及水泵选型等。（在下文将具体叙述） （3）其它 2 地下热交换器设计 2.1 选择热交换器形式 2.1.1 水平（卧式）或垂直（立式） 在现场勘测结果的基础上，考虑现场可用地表面积、当地土壤类型以及钻孔费用，确定热交换器采用垂直竖井布置或水平布置方式。尽管水平布置通常是浅层埋管，可采用人工挖掘，初投资一般会便宜些，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，所以在实际工程中，一般采用垂直埋管布置方式。 根据埋管方式不同，垂直埋管大致有3种形式：（1）U型管（2）套管型（3）单管型（详见[2]）。套管型的内、外管中流体热交换时存在热损失。单管型的使用范围受水文地质条件的限制。U型管应用最多，管径一般在50mm以下，埋管越深，换热性能越好，资料表明[4]：最深的U型管埋深已达180m。U型管的典型环路有3种，其中使用最普遍的是每个竖井中布置单U型管。 2.1.2 串联或并联 地下热交换器中流体流动的回路形式有串联和并联两种，串联系统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性限制了系统能力。并联系统管径较小，管道费用较低，且常常布置成同程式，当每个并联环路之间流量平衡时，其换热量相同，其压降特性有利于提高系统能力。因此，实际工程一般都采用并联同程式。结合上文，即常采用单U型管并联同程的热交换器形式。 2.2 选择管材 一般来讲，一旦将换热器埋入地下后，基本不可能进行维修或更换，这就要求保证埋入地下管材的化学性质稳定并且耐腐蚀。常规空调系统中使用的金属管材在这方面存在严重不足，且需要埋入地下的管道的数量较多，应该优先考虑使用价格较低的管材。所以，土壤源热泵系统中一般采用塑料管材。目前最常用的是聚乙烯（PE）和聚丁烯（PB）管材，它们可以弯曲或热熔形成更牢固的形状，可以保证使用50年以上；而PVC管材由于不易弯曲，接头处耐压能力差，容易导致泄漏，因此，不推荐用于地下埋管系统。

空气源热泵技术与应用

空气源热泵技术及其应用 建筑工程学院建筑环境与能源应用工程 B132班游诚 目录 摘要 --------------------------------------------2 关键词 --------------------------------------------2 前言 --------------------------------------------3 1.空气源热泵的简介 ----------------------------------4 1)概念 ----------------------------------------4 2)特点 ----------------------------------------4 3)发展历史 ----------------------------------------5 4)优点 ----------------------------------------6 5)工作原理 ----------------------------------------6 2.空气源热泵的应用 -----------------------------------9 1)空气源热泵在我国的应用 ------------------------9 2)空气源热泵的技术性分析 ------------------------9 3)空气源热泵的经济性分析 ------------------------10 4)空气源热泵的能量利用分析 ------------------------10 5)空气源热泵与能源价格的关系 ----------------------10 参考文献 -------------------------------------------11 word完美格式

土壤源热泵方案及施工组织设计

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广州瑞姆节能设备有限公司简介 美国节能联盟（Allianee to save energy , 简称ATSE是全世界最专业的节能技术和产 品联合体，其总部设在美国纽约，主要在全世界范围内推广最新的节能技术和节能产品。广州瑞姆节能设备有限公司是美国ATSE在中国的战略合作伙伴。通过由美国ATSE提供最先进的热泵节能技术，结合天津大学热能研究所的深入研发，现拥有“热姆热泵” （REALM 自主品牌。在广州和天津分别设立了生产基地和研发中心，主要负责热姆热泵系列产品的研发，制造和中国境内的产品销售，美国ATSE负责国际市场的产品销售。 ?热姆热泵（REALM 系列产品主要有：家用、商用空气源热泵热水机组家用、商用冷暖热三联供机组热泵型冷暖中央空调 水源、地源热泵热水机组 ?我们的企业目标打造中国的节能品牌-- 热姆热泵成为国内先进的热泵新技术研发、新产品实验及生产基地建立国内一流的热泵营销、服务培训基地建立全国性的热姆热泵连锁专卖店及服务保障体系 ?我们的服务及保障产品整机保修一年，保修范围内的故障配件一年免费包换产品正常使用寿命10-15 年每年提供一次免费例行巡检服务 热姆热泵（REALM系列产品严格按照美国ATSE的质量控制体系及工艺要求进行生产，并通过了IS09001认证和美国EMC成员认证，中国CCC认证、全国工业产品生产许可证和节能认证，全国热泵热水器十大著名品牌，全国质量、信誉、服务AAA级会员单位。 目录

(完整版)芬尼克兹空气源热泵热水机组的应用

芬尼克兹（PHNIX）直热式空气源热泵热水机组的应用 芬尼克兹（PHNIX）直热式空气源热泵热水机组是目前世界上最先、能效比最高的热水设备之一。它是根据逆卡诺循环原理，采用电能驱动，通过制冷剂把自然界的空气、水等其他难以利用的低品位热能吸收，提升为可用的高品位热能对水进行加热的一种设备。 芬尼克兹（PHNIX）直热式空气源热泵热水机具备的特点如下： ●采用最先进的水路自控系统，保证出水温度恒定在60℃左右； ●降低了系统压力，使压缩机运转更轻松，更节能，延长压缩机的寿命； ●直接使用自来水压力，省去了循环水泵，减少投资，降低能耗； ●直接补热水到水箱，防止大量用水导致水箱温度下降。可减小保温水箱的容积，从而降低了初投资。 ●考虑到冬季气象条件的复杂性及空气源热泵正常的维护保养，为保障热水的正常供应不受影响，设备配置相应型号的电辅加热器，即使在环境温度为5℃以下都能确保有足够的热水输出。 适用范围广：芬尼克兹（PHNIX）直热式空气源热泵热水机组高效节能、安全可靠、绿色环保、经久耐用、方便舒适、使用可靠、安装方便；适用于环境温度为-7℃～43℃，可全天候工作；应用于宾馆、酒店、工厂、住宅小区、别墅、发廊、沐足、桑拿、学校等需要热水的场合。 一、芬尼克兹（PHNIX）直热式空气源热泵热水机的工程案例与经济性分析 一、工程概述：本工程为广东南海某宿舍楼，根据相关要求：为该宿舍楼提供300人的生活用热水。现设计选用芬尼克兹直热式空气源热泵热水机组为其提供热水。 二、设计依据及范围： 设计依据： A．本工程依据业主提供的要求； B．芬尼克兹空气源热泵热水机性能特点； C．根据国家规定的供热水标准设计规范进行设计； D．国家现行的其他相关规范及措施。 三、设计参数： 1、宿舍楼共300人，每人50升生活用热水； 2、沐浴：冬季最低环境温度条件下，从10℃自来水加热到60℃热水。 四、设计选型过程： 整个系统由空气源热泵热水机、水箱、水管、循环泵、电磁阀、智能控制器及一些检测控制元件组成：热泵热水机通过高效压缩机做功，把从蒸发器吸收的热量通过冷媒传到高温水冷凝器中释放给被加热的水， １

太阳能—土壤源热泵系统联合运行模式

文章编号:　1005—0329(2004)02—0041—05 制冷空调 太阳能—土壤源热泵系统联合运行模式的研究 杨卫波,董　华,周恩泽,胡　军 (青岛建筑工程学院,山东青岛266033) 摘　要:　针对青岛地区的气象条件,对太阳能—土壤源热泵系统联合运行的各种模式进行了模拟计算,并与土壤源热泵作了比较。结果表明,与土壤源热泵相比,联合运行各模式具有明显的节能效果,其节能率在12%以上,可作为实际工程设计、运行的优选方案。 关键词:　太阳能—土壤源热泵系统;联合运行模式;土壤源热泵 中图分类号:　T U83211 文献标识码:　A R esearch on Approach of Combined Operation in Solar—E arth Source H eat Pump System Y ANG Wei2bo,DONG Hua,ZHOU En2ze,H U Jun (Qingdao Institute of Architecture and Engineering,Qingdao266033,China) Abstract:　Based on the climate condition of Qingdao,simulation com putation of various combined operation m odes of S olar—Earth S outh Heat Pum p System were carried out.The result indicates that com pare to G SHP combined operation m odes,have a notable energy conservation effect the energy2saving rate is m ore than12%,and can be used as an optimized scheme in the practical engineering design and operation. K ey w ords:　S olar—Earth S ource Heat Pum p System;combined operation approach;G SHP 1　前言 太阳能—土壤源热泵系统(SESHPS)根据热源组合的不同而有多种不同的运行模式,最基本的模式有白天(晴天)采用太阳能热泵、阴雨天或夜晚采用土壤源热泵的交替运行模式和同时采用两热源的联合运行模式。目前,国内外对SESHPS 运行模式的研究并不多见,文献[1]对天津地区SESHPS交替运行进行了实验研究,得出太阳能热泵平均供热率为334W,平均供热系数为2.73,土壤源热泵的相应参数为2298W和2.83,SESHPS 的相应参数为2316W和2.78;文献[2]对寒冷地区SESHPS各运行模式运行时间的分配比例进行了理论研究,得出哈尔滨地区SESHPS中太阳能热泵、土壤源热泵及联合运行模式各自运行的时间比例分别为:48.26%、10.07%及41.67%;但对作为其主要运行模式之一的联合运行模式进行研究的几乎没有看到。本文旨在对SESHPS联合运行的各种模式进行数值模拟计算,以为其实际设计、运行及调试提供理论基础。 2　SESHPS的组成及其联合运行模式 211　系统组成 太阳能—土壤源热泵系统如图1所示。该系统可根据日照条件和热负荷变化情况采用多种不同运行模式,如太阳能热泵供暖、土壤源热泵供暖、太阳能—土壤源热泵联合(串联或并联)供暖 收稿日期:2003—06—20 基金项目:山东省科技发展计划项目“地热综合利用关键技术研究”(011150105)14 2004年第32卷第2期 流　体　机　械

一目了然的空气源热泵原理

一目了然的空气源热泵 一、什么是热泵？ 热泵不是水泵，甚至不是泵，而是成套装置。热泵的英文名称heat pump，它有2个定义：定义1：从低温热源吸热送往高温热源的循环设备。 定义2：以消耗一部分高品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。 让我们来回忆一下物理知识： 热力学第一定律：能量守恒定律。 热力学第二定律：热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体，但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。 那热泵是不是违反热力学定律的怪物？热泵是不是永动机？ 我们来看一下热泵的工作原理： 高压锅：大于1个大气压，水的沸点会超过100℃， 换言之，在高压下，水蒸气会在超过100 ℃的情况下冷凝成液体！ 在2个大气压下，水的沸点是121 ℃！

低压锅：小于1个大气压下，水的沸点会低于100℃， 换言之，在低压下，水会在低于100 ℃情况下蒸发成气体！ 在0.12个大气压下，水的沸点是50 ℃！ 通过压缩机做功，使工质产生物理变相（气态--液态--气态），利用这一往复循环相变过程不断通过低压锅（蒸发器）吸热和高压锅（冷凝器）放热，由吸热装置吸取免费的热量，经过热交换器使冷水升温，制取的热水通过水循环系统送至用户。 蒸汽机开启了第一次工业革命，世界进入到利用能源的新时代，其原理是卡诺循环，是利用热能转化为机械能的方式，能效永远低于1。

热泵则开启了节约能源的新时代。其原理是逆卡诺循环，利用机械能将低温热能转换为高温热能的方式，能效永远大于1，热泵是节约能源的最佳方式。 各种能源形式的密度最高的是电力 中国能源的最佳利用方式：

基于太阳能加空气源热泵热水系统的应用研究

基于太阳能加空气源热泵热水系统的应用研究 发表时间：2018-11-16T11:40:02.760Z 来源：《红地产》2017年5月作者：田三平 [导读] 太阳能、空气都是可再生能源,在节能降耗的发展下，备受关注。在分析两种能源的优缺点的基础上，指出了太阳能与空气源热泵联合热水系统在热水供应稳定节能环保方面的优势。通过实际情况分析应用情况，结果显示，太阳能结合空气源热泵联合热水系统在经济性和节能性方面优于传统热水器，实现了热水工程过程的稳定、节能，值得广泛推广。 近年来，中国经济保持了较快的增长速度。与此同时，能源短缺的矛盾越来越突出。中国的能源资源相对稀缺，人均能源资源远远低于世界平均水平。另一方面，能源行业技术水平较低，能耗较高，能源利用率较低，加剧了国内能源短缺。目前，我国九成以上建筑不符合节能标准，建筑物建设和使用中直接和间接消耗的能源占全社会能源消费总量50%，为了缓解当前的能源危机，节能减排，新能源的开发利用备受关注。 1 太阳能在建筑热水系统中的应用建筑热水系统的传统加热方式主要包括燃煤锅炉加热，燃气锅炉加热，燃油锅炉加热或者电加热。这些加热方法消耗不可再生的能量，并且具有利用效率低，燃烧不完全和热损失大的缺点。因此，不仅造成巨大的能源浪费，而且还排放氮氧化物，二氧化碳和二氧化硫等废气也对环境造成很大危害。在这种情况下，探索一些新的可再生和无污染的清洁替代能源是不可避免的趋势。太阳能热水系统可分为集中式太阳能热水系统和分布式太阳能热水系统。常用的集中式太阳能热水系统包括直流系统，自然循环直接加热系统，强制循环直接加热系统，强制循环间接加热系统等;常用的分散式太阳能热水系统包括紧凑型系统，独立的直接加热系统，独立的间接加热系统等。太阳能热水系统由三部分组成：太阳能集热器，热水储水箱和热水输送管网。其中，太阳能集热器是决定其热效率的关键部件。在太阳能热水系统中，接收太阳辐射并将热量传递给其内部介质（水）的部件称为太阳能集热器。目前，主要有三种类型的太阳能集热器，如平板型，全玻璃真空管和真空热管。扁平型太阳能集热器是金属管板式结构，热效率高，热水供应量大，承压，空气阻力大，性价比高，但无抗冻性。适用于广东，云南，海南等冬季的不结冰。区域。全玻璃真空管太阳能集热器具有一定的防冻能力。适用于冬季温度为-20~0°C的区域，但不能承受高压。使用时，不能缺水，玻璃管容易爆裂。真空热管太阳能集热器具有很强的防冻能力，适用于冬季温度在-40到0℃之间的区域。它可以压制，防风，不易爆裂。 2 热泵在建筑热水系统中的应用热泵是解决能量水平不合理使用的有效手段。它可以利用高能量的潜力从周围环境中提取能量或将会发出的“废热”，提高其温度，产生比直接转换这些高能量能量时更多的热量，具体如图一所示。热泵机组使用COP（性能系数）=加热（冷）功率/输入功率来评估其工作效率。如果动力热泵热水器的COP为3，即消耗1kW?h的电力，则可以获得3kW?h的热能。与只能交换1：1电能的电热水器相比，热泵可以节省2/3的能量。在标准操作条件下，热泵单元通常具有大于4的COP值。对于不同的泵送流体，不同的压缩机类型，不同容量和类型的热泵单元，COP值将变化。影响热泵机组运行期间COP值的主要因素是蒸发器和冷凝器的外部介质（空气或水）的工作温度，以及它们之间的温差。 COP值越低，蒸发器的外部介质的温度越低或冷凝器的外部介质的温度越高，通常在单元允许的温度范围内。图一 3 太阳能加空气源热泵热水系统的应用 3.1 初投资、运行维护费用经济分析初期投资，运营和维护成本经济方面考虑最大限度地利用太阳能来实现全年供暖和蓄热的目的，太阳能集热器的初期投资占很大比例。经过计算，项目的初始投资通过2.59年的节约和维护成本得以恢复，系统寿命优于其他锅炉组合。结合设备更新和其他因素的考虑，随后每年节省的运营成本相当可观。 3.2 工程节能效果分析太阳能集热器实现免费热水制备，热水储罐实现年度供热和蓄热。作为辅助热源，空气源热泵从空气中获得大量的热能，仅消耗电热水器的四分之一。系统综合能效比在3.5以上，完成了热源“净化”和冷源准备。低温储能和蓄热具有显着的节能效果。 3.3 工程能源利用有效性分析太阳能系统直接供热和储热，特殊加热热管具有超低温传导吸热，有效提高太阳能集热效率。热泵系统采用特殊制冷剂在封闭式保温罐内运行，防止热量和冷量损失。 3.4 工程环境、社会效益分析利用太阳能和空气源可再生能源，不向环境释放污染物，保持高能效，节约循环系统能源，获得国家节能补贴，降低税费，获得更好的环境经济效益。 3.5 工程安全性分析实现智能无人值守控制理念，建立精确监控，温度控制，平稳调整等安全监控单元。办公区域的计算机终端可以解决所有空调和热水问题，节省安装空间和综合成本。该系统没有直接参与供暖的电能，最大限度地利用太阳能与空气源热泵相结合，协助全天候空调系统安全运行，以及每年的供暖热量储备。季节性和早冬加热可用于满足系统操作而无需打开热泵。 4结束语综上所述，太阳能热水器的应用越来越受欢迎，但传统的太阳能热水器易受天气影响而无法全天候运行。空气源热泵热水器作为一种节能装置，越来越受到人们的重视和开发利用。然而，当室外温度降低时，空气源热泵机组的供热和效率也降低，特别是在冬季。当室外温度低于0°C时，设备会出现结霜和除霜的问题。通过实际情况分析，将太阳能与空气源热泵结合热水系统相结合，取代传统的热源热水系统，一方面可以节省柴油，天然气，电力等传统能源。缓解当前日益严重的能源危机，创造更大的另一方面，由于太阳能是一种清洁，无污染的可再生能源，空气源热泵是一种高效，低污染的热力发动机，并且使用这两者大大减少了建筑物本身对周围环境的污染。随着国家对建筑节能的重视不断增加，这一应用领域将迎来更广阔的发展空间。参考文献 [1]乔大磊.太阳能辅热空气源热泵热水系统在酒店中的应用实践[J].给水排水,2015,51(S1):294-296. [2]陈生.太阳能和空气源热泵在某公寓楼热水系统中的应用[J].发电与空调,2012,33(01):78-80+86. [3]翁东风,何洲汀.太阳能-空气源热泵热水系统在办公建筑中的应用[J].后勤工程学院学报,2011,27(01):16-19+57. [4]林飞庆.太阳能和空气源热泵组合热水系统应用与分析[J].山西建筑,2009,35(16):197-199. [5]吴燕国,金钊,章海成.太阳能和空气源热泵组合热水系统工程应用与分析[J].太原科技,2008(07):72-73+75. 作者简介：田三平，1977年，男，湖南湘阴人，本科，工程师，工作方向：给排水