富尔达—地源热泵机组LSBLGR-MD半封闭螺杆满液式系列
富尔达对中国地温中央空调产业做出的贡献
·拥有自主知识产权的水源热泵发明专利·开发出中国的异井回灌技术·开发出中国的海水中央空调技术
·开发出中国的污水中央空调技术·开发出工业余热中央空调技术·开发出油田回注水中央空调技术
富尔达的成长，谱写了中国水地源热泵的发展史
1995年，开发低温热源的利用，获我国唯一水源热泵发明专利。1996年开始推广应用，是我国水源热泵的真正缔造者。之后又开发出海水、城市污水、地表水、工业余热、油田回注水等项目，是我国水源热泵的真正领航者。
2011年8月，开利和富尔达合资，由此两家公司在可再生能源利用和服务领域迈向全新高度。开利是全球领先的高科技暖通空调及冷冻解决方案供应商，通过技术创新和环境领先致力于提升我们周围的环境。作为国家高新技术企业，富尔达是中国热泵和地热暖通空调系统设计、生产和应用领域的领导者。通过此次合作，开利贡献专业知识和技术，支持富尔达实现持续增长；而富尔达对水地源热泵市场的深刻理解和领先技术，将进一步拓展开利的绿色楼宇解决方案，共同为客户提供更好的产品和服务。
地源热泵机组型号说明
代号：LS 1 2 3 — 4 5 6
地源热泵机组的基本代号
1.压缩机型式：BLG-半封闭螺杆，QW-全封闭涡旋
2.机组功能：R-热泵型，单冷型缺省
3.制冷剂：G-R134a，R22缺省
4.机组水环式名义工况制热量kW
5.蒸发器型式：M-满液式，J-降膜式，缺省为干式
6.热源型式：D-为地埋管
◆LSQWR-D全封闭涡旋系列机组特性
◇节能环保：由于采用水作为冷却和加热介质，机组的能效比高，节省运行费用，而且不会引起城市热岛效应和环境污染；
◇高效换热器：采用高效冷凝器和高效蒸发器，热交换器具有特殊结构，换热效率高；
◇超强性能压缩机：采用国际名牌半封闭螺杆压缩机，运转平稳、噪音低、震动小、机组寿命长；
◇先进的控制系统：功能强大的微电脑控制器结合水地源热泵专用控制程序为机组提供了完善的控制功能，数字微积分比例控制，极大缩短了达到额定制冷量的时间，大幅节能；
◇完美的操作界面：翻页式彩色液晶触摸屏显示，稳定可靠，实时趋势显示，随时查看机组的负荷状况，方便管理；
◇安全保护装置：高压、低压、油压、油位保护、防冻、水流开关、压缩机过载、电源4E保护等；
◇安装方便：机组结构接凑，占地面积小；整机出厂，机内已冲注制冷剂，机组蒸发器和冷凝器已敷设保温层；水管采用卡箍连接，现场安装时只需连接蒸发器和冷凝器水管和电源即可，简单方便；
◇群控功能（选项）：可以选配功能强大的远程监控软件，可实现对多台机组进行温度压力显示、启停操作、外围设备运行状况监控、参数设定等多项功能的控制；
◇短信寻呼功能（选项）：实现机组的任意多段启停和故障报警，方便用户操作控制；
◇OTC功能（选项）：根据环境温度变化自动修改系统水出水温度，大幅节能。
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水源热泵技术介绍及工作原理
水源热泵技术介绍及工作原理 水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 地球表面浅层水源（地下水、河流、湖泊、海洋等）中吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵中央空调系统是由末端系统，水源热泵中央空调主机系统和水源热泵水系统三部分组成。冬季为用户供热时，水源热泵中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中满足用户供热需求。夏季为用户供冷时，水源热泵中央空调系统将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以满足用户制冷需求。通常水源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到4kW以上的热量或冷量。 水源热泵的特点及优势 属于可再生能源利用技术 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，进行能量转换的供暖空调系统。其中可以利用的水体，包括地下水或河流、地表的部分的河流和湖泊以及海洋。地表土壤和水体不仅是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用能量的500倍还多（地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量），而且是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散的相对的均衡。这使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为可能。所以说水源热泵是一种清洁的可再生能源的技术。 高效节能 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为12-22℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为18-35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。
地源热泵计算
对武汉地质构造特点，对地下一定深度的温度场进行研究，并对地埋管的换热设计计算中的若干问题进行了研究，在简化计算换热模型的基础上，在Excel 上用VBA 编写宏功能，得到实用的地埋管换热的工程设计计算方法，是一种工程易用的计算软件。同时将这种计算方法应用到了一个实际工程中。 0 前言 地埋管地源热泵空调系统由土壤换热器、热泵主机和空调末端三部分组成，其中系统的关键是土壤换热器的设计与施工。在现有的工程实践中，垂直地埋管方式居多。这是因为垂直地埋管要比水平地埋管经济一些。 土壤换热器的设计计算要根据实测岩土体及回填料热物性参数，采用专用软件进行计算，或者按《地源热泵系统工程技术规范》附录B的方法进行计算。由于上述两种方法在工程应用中都有诸多不便，在实际工程设计中并不实用。一般工程设计都常用指标法。为了保证计算结果安全可靠，在此，对现有的方法作了一些改进，在EXCEL上用VBA 编写宏功能，得到一种工程上易用的计算软件，并应用于工程实践。通过一个实际工程来验证计算的正确性。 1 地质条件及温度场 1.1 地勘柱状图及温度分布 图1 为武汉市汉口的一个工程的地质条件及岩土体的情况，图2 为武汉市汉阳的一个工程的地质条件及岩土体的情况。图3 为工程一地下温度场分布曲线图，图4 为工程二地下温1.2 测试结果分析 由现场测试的结果可知：两工程地区跨度大，地质结构也有所不同，但地下平均温度却 变化不大。工程一所在地的地下平均温度为18.4 度，工程二所在地的地下平均温度为19.4 度。由此可知，地区跨度较大，但地下的平均温度基本稳定在18度到19 度之间。 2 换热计算及其若干问题 2.1 换热计算中几个问题的简化处理 （1）沿垂直方向，不同地质结构，分别计算换热。 （2）进出口温差，沿垂直方向，根据地质结构不同分段，确定热交换温度。 （3）冬夏季进出口初始设计温度，按最不利情况考虑。 （4）埋管管井距，按3m 水源热泵工作原理 地下水井系统，即水源热泵。它以水为介质来提取能量实现制热和制冷的一个或一组系统。针对水源热泵机组，就是通过消耗少量高品位能量，将地表水中不可直接利用的低品味热量提取出来，变成可以直接利用的高品位能源的装置。水源热泵是利用太阳能和地热能来制冷、供热，应该说其属热泵中“地源热泵”的一种。经过严格测试及不同地区热泵的应用实例测算，。水源热泵制热的性能系数在3.1–4.7之间，制冷的性能系数在3.5–6.7之间。 地球表面浅层水源（如深度在1000米以内的地下水、地表的河流、湖泊和海洋）吸收了太阳进入地球的辐射能量，这些水源的温度一般都十分稳定。 水源热泵机组工作原理就是在夏季将建筑物中的热量转移到水源中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，而冬季，则从水源中提取能量，由热泵原理通过空气或水作为制冷剂提升温度后送到建筑物中，通常水源热泵水泵消耗1kw的能量，用户可以得到4kw 以上的热量或冷量。水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开式系统两种。 闭式系统是指在水侧为一组闭式循环的换热盘管，该组盘管一般水平或垂直埋于湖水或海水中，通过与湖水或海水换热来实现能量转移（该组盘管直接埋于土壤中的系统称为土壤源热泵，也是地源热泵的一种）；开式系统是指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统。 水源热泵无论是在制热还是制冷过程中均以水为热源和冷却介质，即用切换工质回路来实现制热和制冷的运行。然而，更为方便的是由水回路中的三通阀来完成。虽然在水源热泵系统中水源直接进入蒸发器（制冷时为冷凝器），在某些场合，为避免污染封闭的冷水系统（通常是处理过的），需间接地用一个换热器来供水；另一种方法是利用封闭回路的冷凝器水系统，水作为热泵制热、制冷过程的介质，满足以下两个条件即可利用：一是水的温度在7℃～30℃之间，二是水量要充足。水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各种工业余热。 提取水中的热（冷）量比较简单易行的方式是打井，利用井泵提取地下水作为循环介质。冬季时，以地下水为“热源”，源源不断的将7℃以上的地下水通过热泵机组的蒸发器提出大约4℃以上的热量，使其降至3℃再注回地下，水在地下渗流过程中又吸收地下热量，温度又升至7℃以上，然后又被提升上来，如此不断循环，机组吸收的热量再被机组的冷凝器释放出来，用以加热供暖的水系统，使供水温度可达55℃以上，此温度称为空调供暖（国家标准45℃）的最佳温度，；夏季时，利用地下水（水温低于14℃）做冷却水，而常规制冷设备是利用冷却塔循环冷却，水温一般都在30℃～40℃，夏季的地下水只有14℃～18℃， 海水源热泵介绍 海水源热泵技术是利用地球表面浅层水源(海水)吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，并采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 海水吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，而且海水的温度一般都十分稳定。海水源热泵机组工作原理就是以海水作为提取和储存能量的基本“源体”，它借助压缩机系统，消耗少量电能，在冬季把存于海水中的低品位能量“取”出来，给建筑物供热;夏季则把建筑物内的能量“取”出来释放到海水中，以达到调节室内温度的目的。 海水源热泵机组的最大优势在于对资源的高效利用，但是由于海水的腐蚀性和冬季北方地区海水温度过低等原因，导致海水源热泵虽然理论上经济可行，但是在实际运行过程中却很难发挥出其节能的优势。 下面就海水源热泵的缺点进行分析 1、实施范围受限：其实施条件是：建筑必须近距离地临海；海水受潮汐影响有涨有落，取水点也受到一定的限制。 2、海水源热泵投资高：海水源热泵的成本，由于增加了直接与海水接触的设备管道的耐腐蚀投资，造价升幅较多；其次，在海水进口侧需增加一些防泥沙、微生物、管道寄生物（如海藻、扇贝）等设施；此外，由于冬季运行时，往往是在大流量小温差的状态下，除了因水泵、管道等设施的口径增加而造成的初始投资加大外，由此而增加的水泵运行费用也不容忽视。以青岛奥帆媒体中心为例，媒体中心的建筑面积为8138平方米，其中海水源技术系统投资为576万元（700元/平方米），比传统空调投资多出150万元（约200元/平方米）。 3、设备的使用寿命周期有待检验：由于海水的腐蚀性和海浪的波动性，直接与海水接触的设备管道的使用寿命将会受到很大影响，其更换周期可能会缩短。同时海水源热泵检修维护亦不方便。 4、水源系统方面：水源系统的取水量、取水温度、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。就水源取水方面来说：供回水口位置的优化选择问题亟待研究，以指导实际工程上敷设供回水管道。 5、结垢问题：由于海水中存在有机物和各种盐类，结垢是海水源热泵运行中一个非常突出的问题。 6、本项目虽然位于海边，但是隔着马路和沙滩，而取海水需要取深层海水才能满足温度要求，这就导致了取海水管道长，水泵功耗大，投资额大等不利因素。 7、本项目为独立单体建筑出售，集中使用海水源热泵对于空调系统的分户计算和使用时间等问题增加了难度。 8、为放置海水对设备的腐蚀，一般采用钛合金换热器进行二次换热，使得热交换效率更低，同时增加了水泵功耗，对于系统的节能效果造成了严重影响，无法达到设计节能效果。 第三章地源热泵系统的设计及计算 一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。 现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。 空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。所以，设备选型较大。空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。 因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。 一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准 1、通用设计规范 1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003 年版））； 2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88） 3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87） 4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95） 5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范： 1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87） 2)．《住宅设计规范》（GB50096-99） 3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89） 4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89） 5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93） 6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004） 7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005） 8)．其它专用设计规范 3．专用设计标准图集： 1)．《暖通空调标准图集》 2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册） 第42卷 第1期 2009年1月 天 津 大 学 学 报 Journal of Tianjin University V ol.42 No.1 Jan. 2009 收稿日期：2008-03-04；修回日期：2008-08-28. 基金项目：天津市建委科技资助项目(2007-37). 作者简介：吴君华（1978— ），女，博士研究生，讲师. 通讯作者：吴君华，td_wjh@https://www.360docs.net/doc/d79852549.html,. 海水源热泵系统取水技术试验 吴君华1,2，由世俊1，李海山2 （1.天津大学环境科学与工程学院，天津300072；2.燕山大学建筑工程与力学学院，秦皇岛 066004） 摘 要：为了提高海水源热泵系统的热源温度， 提出采用海岸井取水系统. 搭建海岸井取水试验台,进行抽水试验研究该系统的渗流换热特点. 试验结果表明，渗流换热过程中含水层温度变化最大，含水层周围土壤层的温度变化有明显的衰减和滞后. 海水渗流与土壤换热后供水水温提高，且间歇供热过程可以缓解抽水过程中井水水温下降速度，从而为热泵机组提供一个具有相对稳定和较高温度的热源. 关键词：海水源热泵；可再生能源；取水系统；海岸井 中图分类号：TU991.1 文献标志码：A 文章编号：0493-2137（2009）01-0078-05 Experiment on Intake Technology of Seawater Source Heat Pump System WU Jun-hua 1,2，YOU Shi-jun 1，LI Hai-shan 2 （1.School of Environmental Science and Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ； 2.College of Architecture Engineering and Mechanics ，Yanshan University ，Qinhuangdao 066004，China ） Abstract ：A beachwell intake system was proposed to provide water with higher temperature for seawater source heat pump. Pumping tests were conducted on a beachwell intake system to study the characteristics of seepage and heat transfer.Experimental results showed that the maximum temperature variation appeared in aquifer and there were obvious tempera-ture attenuation and lag in other soil layers during the process of seepage and heat transfer. Supply water temperature was higher than that of seawater because heat was transferred from soil to fluid when seawater was filtered through the aquifer. Besides, the supply water temperature decrease could slow down during the intermittent heating. So this intake system guar-anteed relatively stable higher temperature supply water as heat source. Keywords ：seawater source heat pump ；renewable energy ；seawater intake system ；beachwell 海水源热泵属水源热泵，给系统除了做必要的防腐处理外，热泵机组方面技术是相对成熟的，而解决海水取水问题是海水源热泵技术的关键．海水取水技术内容包括取水方式和供水参数，且供水参数中水温、水质和水量直接影响海水源热泵系统的运行效果，并决定了整个热泵系统的初投资及运行和维修维护费用． 国内外用于海水源热泵系统的取水方式大部分是直接取海水[1-4]．不同地区水文地质条件不一样，取水方式也会有所不同．笔者针对天津海域特殊的 水文地质条件，提出将海岸井取水系统用在海水源热 泵系统中．国外对这种取水系统已有研究，但只是将这种取水系统用于海水淡化工程[5-7]，因此研究内容重点集中在取水水量和水质上，而用于海水源热泵系统时，取水水温也是一个很重要的技术参数．笔者将搭建一个海岸井取水试验系统，对这种取水系统进行基础试验的研究，目的是初步探讨海岸井取水系统的渗流换热特点，为下一步海岸井取水系统的渗流换热理论模拟以及海岸井取水技术的推广提供试验 基础． 1 钻井埋管埋管数量的确定 热负荷埋管数量 Qr * 0.78 = L * K * n 冷负荷埋管数量 Ql * 1.2 = L * K * n 其中：Qr---------------------冬季热负荷 Ql---------------------夏季冷负荷 0.78，1．2-------------系数 L----------------------单孔埋管深度 K----------------------单位管长换热系数 N----------------------埋管数量 计算后应乘以1.05的余量 2 机房及配电量 一般可取建筑冷负荷的三分之一(不建议采用，此句话的由来为：冷负荷/cop 。一般地源热泵cop为6左右，通常制冷机取5.因此建议：机房设备总的功率乘上需用系数0.9-0.95，或者当设备较少时取需用系数为1 .） 机房的配电量一般根据工艺的要求把同一时间可能开启的的所有设备电功率加起来乘0.9-0.95就行。注意冬夏季负荷功率及设备运行台数会有变化，分冬夏两个工况，分开计算，最后两者取其较大 值就行。 3 机房面积 机房占地面积宜为空调区域建筑面积的千分之五 4 冷冻水量和冷却水量 冷冻水量CMH＝制冷量（KW）X 0.172 冷却水量CMH＝制冷量（KW）X 0.224 5参考资料 做建筑给排水不用算商场的人数的,按面积算,最高日生活用水定额取X,其中X取5~8,单位为每平方米营业厅面积每日（L/m2 ·d），使用时数为12h,小时变化系数为1.5~1.2，具体参见《建筑给水排水设计规范》. （1）确定主机类型； 根据户式中央空调系统的选择原则和用户所在之区域，确定空调系统方式和主机类型(单冷或热泵)。 (2)计算住宅夏季冷负荷 Ql 和冬季热负荷 QR ； 根据用户住宅的建筑面积和用户所处区域内建筑冷、热负荷指标按下式计算住宅冷负荷Ql 和热负荷 QR 。 QL = 建筑面积×冷指标(w) ， QR = 建筑面积×热指标(w) 。 (3)确定主机型号； 根据住宅的冷负荷 Ql ，主机的名义制冷量和主机工作特性系数按下式确定主机型号: 某型号主机名义制冷量×夏季主机工作特性系数≥住宅冷负荷。 (4)如果是热泵型主机，则需校核计算该型号热泵冬季工况的实际制热量 Q机.R 。主机实际制热量： Q机.R = 该型号热泵主机名义制冷量×主机冬季工作特性系数。 (5)确定电加热器加热量 Q D.R ； QD.R = 住宅冬季热负荷 QR - 主机， 冬季实际制热量 Q机.R 。 注：如果计算出来的 QD.R ≤1kw，则不需增设电加热器。 地源热泵系统地源侧循环水泵的计算 目前随着地源热泵系统的迅速推广，要求我们设计人员的品质和素质更加专业化，同时国家也相应的制定了规范和标准。例如《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005中对三种地源热泵系统的形式有了勘察测试、使用材质、挖沟回填等内容有了相关的规定，但是对于系统的室外部分设计没有做指导性的规定，就室外地源侧循环水泵的流量设计，目前有三种设计思路：第一种思路如下：正算法（自命名） 我们在做空调系统设计时，首先根据建筑物的特点、维护结构、朝向、房间用途等方面及相关规范，确定房间负荷，进行室内末端的选配，确定空调主机。 主机确定后，进行相应的水泵选择，水泵的作用就是为系统提供动力，为机组提供相应的水流量，因此空调主机所需的流量作为选择负荷侧水泵和地源侧水泵的依据，通常机组两侧的温差是按照5度来考虑的，在确定机组的流量时一定要注意工况问题，这样选出来的水泵才是正确的。 第二种思路如下：反算法 地源热泵地埋管系统与其他系统的区别较大，他的换热能力是由土壤，地埋管系统的水温，水流量综合试验确定的。 由试验确定的系统的温差一般都达不到5度，在1.5~4度之间，视具体地点而定。根据总负荷和温差（实际可达到）确定系统的水流量，确定水泵的流量，满足系统实际换热能力的需要。 第三种思路如下：规范算法 由《地源热泵系统工程技术规范》GB50366-2005中4.3.9条文说明“目的为确保系统及时排气和加强换热。地埋管换热器内管道推荐流速：双U形埋管 不宜小于0.4m/s，单U形埋管不宜小于0.6m/s”进行确定单孔的流速，根据管道的内径确定单孔的流量，由总孔数乘以单孔流量再留些余量，得出水泵流量。 由以上的三种方法确定的水泵流量的结果往往是有较大差异的，就本人的实际经验而言，在没有做实验的情况下，以第一种方法较为常用；在做实验的情况下，以第二种方法为好，能够与实际换热能力较接近；而第三种方法通常是在第一种和第二种方法计算出来后作为核实的标准。 水泵的扬程用于克服系统的阻力，选择最不利环路，确定最大阻力，确定水泵扬程，满足系统的运行要求。公式如下： 开式水系统： 水系统总的沿程阻力损失+局部阻力损失+设备阻力损失+开式水系统的静水压（Pa） 闭式水系统： 水系统总的沿程阻力损失+局部阻力损失+设备阻力损失（Pa） 局部阻力损失/沿程阻力损失，小型住宅建筑在1~1.5之间；大型高层建筑在0.5~1之间；远距离输送管道（集中供冷）在0.2~0.6之间。 水源热泵设备选型 ⒈一般情况下按空调冷负荷确定机组型号，对于热负荷高的地区要校核采暖负荷。 传统的系统——用较大的热负荷或冷负荷选择系统。以出水温度35℃的制冷量或以出水温度18℃的 制热量作为选择水源热泵机组的依据。 ⒉无锅炉系统——用冷负荷选择水源热泵机组，房间的热损耗需用足够能量的电加热型加热器加以抵 消。 ⒊水系统进水温度选定原则：一般制冷为15～35℃，制热为10～32℃，国标规定制造商参数标定按制 冷进出水温度30/35℃，热泵制热进出水温度20℃。 ⒋水量及风量确定原则：一般每KW的水流量为0.19m3/h，风量为140～250m3/h。 ⒌实际制冷量及制热量会因室内设计干、湿球温度的不同而有所变化，应根据室内设计干、湿球温度进 行修正。 二、循环水系统设计 水环系统通常有冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。水环水温控制范围一般为15～35℃，在此温度范围内，一般不需要开冷却塔或辅助加热器。 三、系统水流量设计 水源热泵系统夏季需冷量的计算方法与其它系统相同。根据需冷量和所需的冷却水温差，各台水源热泵装置的循环水量即可求出，在考虑到装置的同时使用系数，即可得到整个系统所要求的夏季总冷却循环水量。 一般来说，单一性质的建筑同时使用系数较高，综合性建筑则低一些。另水源热泵装置的数量越多，同时使用系数越小，反之则越大。同时使用系数可按以下原则来确定： ⒈循环水量小于36 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.9 ⒉循环水量为36～54 m3/h时，同时使用系数取0.85～0.85 ⒊循环水量大于54 m3/h时，同时使用系数取0.75～0.8 以上原则中所提到的循环水量是指各装置所需水量的累计值，把此值乘以同时使用系数即可得到系统实际所需的总循环水量，并以此作为循环水泵、冷却塔的选型参数以及循环水总管径确定的依据。 四、系统形式 水源热泵水路系统通常采用一次泵系统，运行简单、管理也比较方便。考虑到整个系统的运行可靠，系统中必须设置备用泵。 水系统的循环泵建议多台并联。 为保证每一台水源热泵机组都得到所需水流量，其水系统一般建议采用同程式；每一个分支管路上最好加上平衡阀。考虑到建筑物的特点，为了配管方便，有时也可采取直接回水的异程式方案。 五、循环水管设计 ⒈确定循环水管的管径时，需要保证能输送设计水流量，使摩擦损失和水流噪音最小，以获得经济合理的效果。 ⒉循环管径越小，流速越高，相应摩擦损阻力变大，水流噪音也大。 ⒊当确定管径时，对于50mm直径的水管，极限水流速度为1.5～2 m/s，在极限水流速以下 水源热泵技术简介 【讨论】水源热泵技术简介 1．水源热泵定义 水源热泵是以水为介质来提取能量实现制热和制冷的一个或一组系统。针对水 盘管一般水平或垂直埋于湖水或海水中，通过与湖水或海水换热来实现能量转移（该组盘管直接埋于土壤中的系统称为土壤源热泵，也是地源热泵的一种）；开式系统是指从地下或地表中抽水后经过换热器直接排放的系统。水源热泵无论是在制热还是制冷过程中均以水为热源和冷却介质，即用切换工质回路来实现制热和制冷的运行。然而，更为方便的是由水回路中的三通阀来完成。虽然在水源热泵系统图中表示了 水源直接进入蒸发器（制冷时为冷凝器），在某些场合，为避免污染封闭的冷水系统（通常是处理过的），需间接地用一个换热器来供水；另一种方法是利用封闭回路的冷凝器水系统。水作为热泵制热、制冷过程的介质，满足以下两个条件即可利用:一是水的温度在7℃~30℃之间，二是水量要充足。水源水可以是各种工业用废水、生活用水、海水、江、河水等，甚至是各种工业余热。提取水中的热（冷）量比较简 点： ℃， 次能源并导致污染物和二氧化碳温室气体的排放。设计良好的水源热泵机组，与空气源热泵相比，相当于减少30%以上的电力消耗，与电供暖相比，相当于减少70%以上的电力消耗。所以，水源热泵在节能的同时还减少和降低了发电时一次能源消耗过程中产生的污染排放和温室效应。 4）应用范围广可广泛的应用于宾馆、办公楼、学校、商场、别墅区、住宅 小区的集中供热制冷，以及其它商业和工业建筑空调，并可用于游泳池、乳制器加工、啤酒酿造、冷轧锻造、冷库及室内种植和恒温养殖等行业上。 5）一机多用利用一套设备即可供冷，又可供热，还可提供生活热水。对空调系统来说，一台热泵提供两种热源，可节省一次性投资，其总投资额仅为传统空调系统的60%，并且安装容易，安装工作量比其他空调系统少，安装工期短，更改安 、R407和 合理利用地下水资源进行热泵空调，在设计和使用上有两个问题应予以关注。 （1）地下水源的选择采用地下水源热泵时，选择水源的原则应为：水量充足，水温适当，水质良好，供水稳定。就某项工程来说，应根据当地实际情况，判断是否具备可资利用的地下水源，一项工程所需水量，主要取决于该项工程的冷热 地源热泵设计方案及运行费用分析实例 时间:2006-2-19 9:24:58 作者:天津大学机械工程学院热能工程系朱强汪健生 浏览次数:4666 摘要：本文对津晋高速公路津港收费站地源热泵系统的设计进行了分析与计算，并对系统的实际运行费用进行了分析。与以空气作为热源的一般空调器在相同的供热、供冷负荷下运行相比，地源热泵系统具有显著的节能效果。 关键词：热泵供热制冷 引言 地源热泵作为热泵技术应用的一个新的分支，由于其节能和优越的环保性能，近年来正在得到广泛的应用。地源热泵是利用土壤的良好蓄热及蓄冷特性进行的热力学逆循环的一种工程应用；在冬季供热时，热泵系统通过预埋在地下的管道将储存在地下的热通过传热介质吸收，作为逆循环中的低温热源，由热泵完成逆循环并向热用户提供热量；在夏季供冷时，利用地下环境温度较低的特点使制冷系统中的冷凝温度降低，从而提高系统的制冷系数，与冷凝器直接与空气环境进行热交换的普通空调器制冷相比，有一定的节能效果。由于地源热泵系统在运行工作过程中除驱动热泵的动力外，无需其他热源或动力，而驱动热泵的动力主要是电能。因此，如不考虑电能的来源，地源热泵系统是城市供热及供冷的一种清洁能源，它不需要建立一般城市供热所需的锅炉房，同样也不存在由于燃料燃烧（燃煤、燃油）而带来的城市环境污染问题，可以实现冷热联供。此外，在实际使用中，对于一些受客观条件限制而无法采用其他供热、供冷方式的场所，如高速公路收费站、人员设备相对较少的科考站、边防哨所，地源热泵则更体现出其特有的优越性；基于以上特点，本文对津港高速公路收费站地源热泵系统的设计及实际运行效果进行了系统分析。 一、地源热泵系统负荷计算 1．1 热泵系统负荷计算 津晋高速公路天津段自天津起至大港，全长35公里，建有三个收费站。津港收费站包括综合楼、综合楼附属用房及7个收费亭。其中综合楼建筑面积为744m2；综合楼附属餐厅为80m2；7个收费亭合计建筑面积47m2；津港收费站合计总建筑面积为871m2。 根据天津气候条件及收费站建筑物的土建围护结构，本设计采用了ASHRAE推荐提供的CLF冷负 荷系数法计算收费站建筑负荷；地源热泵系统在制冷工况时，蒸发器温度为7～12℃，冷凝器温度为30～35℃，室内温度25℃。其中收费站综合楼和附属用房的供冷负荷为120W／m2，收费亭供冷负荷 为220W／m2。据此，津港收费站供冷最大负荷合计为113 KW，津港收费站埋地换热器放热最大负荷 合计为146 KW。 热负荷计算，本设计采用了ASHRAE推荐提供的方法计算收费站建筑热负荷，地源热泵系统在制 热工况时，冷凝器温度为45～50℃，蒸发器温度为2～6℃，室内温度为18℃。其中收费站综合楼和附属用房的供热负荷为100w／m2，收费亭供负荷为120 W／m2。由此可以计算出津港收费站最大供 热负荷为92KW。 1．2 室内末端系统设计 水源热泵与水冷螺杆式冷水机组方案对比 该项目最想考虑节能环保的地表水式水源热泵，但由于可用的地表水水源最深只有2m，水温受环境影响，随季节变化较大，难以保证水源热泵机组的运行效率，因此本空调系统难以采用地表水式水源热泵系统。 究竟本项目采用哪种空调系统更加节能、节省一次投资呢？此方案书对水源热泵系统方案和水冷螺杆加锅炉的方案做一对比，以求业主能够选择到适合自身条件的经济、合理、节能高效的空调系统。 【方案1】采用螺杆式水源热泵机组方案。夏季制冷、冬季采暖。 【方案2】采用水冷螺杆式冷水机组加燃气锅炉方案。水冷螺杆式冷水机组夏季制冷、燃气锅炉冬季供暖。 一、对比条件 根据西安地区的气象条件，空调室外计算参数如下： 为了使室内维持合适了空气品质，使室内人员处于舒适状态，以保证良好的生活条件和工作状态，室内空调设计参数如下： 根据提供条件，夏季最大冷负荷为2400kW，冬季最大热负荷为2500 kW（包括卫生热水）。 主要设备选择 二、初投资对比 水源热泵系统与水冷螺杆加锅炉系统空调侧相同，而机房内和冷却水系统管网部分相差甚少，不予对比，只对比主要设备部分。 水冷螺杆加锅炉系统由于增加制热系统（锅炉、换热器）和冷却塔，虽然水源热泵系统水井系统造价较高，但总设备费用水源热泵还是占有优势。 三、运行费用对比 水源热泵COP参照《台佳螺杆式水源热泵机组》样本。热水每天40m3。 上述是同条件下主要设备和运行费用的概算对比，仅供参考。 四、水源热泵优点 地下水式水源热泵机组以地下水为载体，冬季采集地下水中的低品位热能，借助热泵系统，通过消耗部分电能，将所取得的能量供给室内取暖；在夏季把室内的热量取出，释放到水中，以达到夏季空调的目的。该机组具有设计标准、选择优良、操作简便、安全可靠等优点。由于水源热泵技术利用浅层地下水作为空调机组的制冷制热的源，所以其具有以下优点： （1）环保效益显著 水源热泵是利用了地下水作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、然油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产生任何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美。解决了锅炉脏乱和废弃排放问题。 同时，解决政府限制小型锅炉使用的限制。 （2）高效节能 水源热泵机组可利用的水体温度冬季为8～30℃，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体为10-35℃，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于冷却塔式，机组效率提高。据美国环保署EPA估计，设计安装良好的水源热泵，平均来说可以节约用户30～50％的供热制冷空调的运行费用。 （3）运行稳定可靠 水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动。是很好的热泵热源和空调冷源，水体温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。 （4）一机多用，应用范围广 水源热泵系统可供暖、空调、卫生热水等功能，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统。 （5）自动运行 水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；自动控制程度高，使用寿命长可达到20年以上。 （环保型）模块式涡旋水源热泵机组介绍 一、产品概述产品主编直拨：陈工 KCWR系列模块式涡旋水源热泵机组是一种利用地下水、土壤或地表水等地下浅层地能资源的冷热源兼用型的高效节能空调系统。机组利用地下水和土壤温度相对稳定的特点，通过地下水或深埋土壤的管路系统进行热量交换，实现低位热能向高位热能的转移。冬季时将从水(地)源中吸取的低品位热量转移到室内，实现对房间供暖。夏季时则从室内取出热量，释放到水源，实现对房间的制冷。机组采用模块化设计，相对独立的各个模块单元可以任意组合，由微电脑进行集中控制。机组可根据空调负荷的变化通过启停相应模块单元灵活控制制冷（热）量输出，有效节约能源。机组可选配热回收功能，在提供空调冷源的同时还可以回收制冷运行过程中产生的冷凝余热，最高可提供60℃的生活热水或工艺热水。 机组采用了世界著名制造商生产的高品质冷媒系统自控组件，通过精心系统匹配和优化设计，融合先进控制技术，使之成为同类产品中最可靠、最节能、最环保、最安静的空调机组之一。国祥拥有通过CNAS认证的试验室，每台机组出厂前都要进行严格检测，确保机组质量和性能。 二、产品特点 1.活动组合，安装方便 每个模块单元均有独立的制冷系统和控制保护系统，各模块单元以步进方式满足空调所需的负荷容量。其中任何模块单元发生故障时并不影响其他单元的正常工作，从而确保机组连续运行，可靠性高，无需备用机组。相同或不同模块单元可以独立安装，也可以相互拼装在一起，最多可实现8个模块组网，灵活性高，且可节省机组吊运空间和安装费用。机组结构设计合理紧凑，占地面积小。 2.智能控制，高效节能 由于采用模块化设计，机组可分级启停以减少对电网的瞬间冲击，节省配电容量的投入。微电脑控制器能自动感测空调系统负载大小，且根据模糊控制 精品word文档值得下载值得拥有 一、地源热泵的特点 1?地源热泵空调技术属经济、高效、可再生的能源利用技 术； 2?地源热泵基本为零排放； 3.地源热泵效率高； 4?地源热泵空调一机多用，应用范围广； 5?地源热泵空调系统维护、运行费用低； 6.地源热泵空调系统全年温度波动小，适合极冷和极热地 区。 二、地源热泵的应用条件 1?地源热泵系统最适用采暖/制冷比较均衡的地区； 2.建筑物周围有可供埋管的较大面积的空地； 3.建筑物周围有可供利用的河流或湖水（水源热泵）。 三、地源热泵推广中存在的问题 1.设计难度大 设计前需要关注的问题多： ①地埋管换热器的全软件计算全年进、出口温度； ②土壤温度的全年变化； ③地质勘察资料（岩土层的结构、热物性及温度、地下水位、 径流方向、水温及流速、冻土层厚度等）。 ------------------ 精品word 文档值得下载值得拥有 --------------------------------- ------------------ 精品word 文档值得下载值得拥有 --------------------------------- 精品word文档值得下载值得拥有 设计需计算的内容复杂： ①传热介质与U型管内壁的对流换热热阻计算、U型管的 管壁热阻计算； ②钻孔回填材料的热阻计算及地层热阻、从孔壁到无穷远处 的热阻计算； ③短期脉冲负荷引起的附加热阻计算、垂直地埋管换热器钻 孔的长度计算。 影响地埋管设计的因素多： ①埋管区域岩土体的初始温度、岩土体的导热系统； ②回填料的导热系统、地源热泵系统的负荷； ③传热介质与U型管内壁的对流换热系统、 土层深度，可埋管面积等。 2.施工工艺特殊的问题 目前，地源热泵的主机多为进口机组，而各种管件、集分水 器多为国产产品，造成材料和设备的设计、制作规范不一致，给 施工和使用带来困难。 在设计、材料、设备、规范等方面有配合问题，使得地源热的 施工相对复杂。 3.相关验收规范、配套政策滞后的问题 ①缺乏完善的产品制造标准和应用技术规范； ②技术标准来自欧美，与中国还有适应和配合问题； ③多头管理：归口部门不清晰，推广管理部门多种多样； ------------------ 精品word 文档值得下载值得拥有 --------------------------------- 目录 一、工程概况及中央空调选型 二、设计理念及优点 三、主要技术参数表 四、模块式水源热泵机组技术特点简介 五、企业概况 六、售后服务体系 七、质量服务承诺 八、麦克维尔优质工程一览表 附表：工程量材料价格表 一、工程概况及中央空调选型 （一）设计依据 1.《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ-1987） 2.《空气调节设计手册》（中国建筑工业出版社、第二版） 3.《采暖空调制冷手册》（机械工业出版社） 4.《建筑设计防火规范》（GBJ16－87） （二）、本方案室外设计参数为： 冬季大气压力(Pa)：101990.0 夏季大气压力(Pa)：99940.0 冬季平均室外风速(m/s)：2.8 夏季平均室外风速(m/s)：1.5 冬季空调室外设计干球温度(℃)：-3.0 夏季空调室外设计干球温度(℃)：34.2 冬季通风室外设计干球温度(℃)：5.0 夏季通风室外设计干球温度(℃)：32.0 （三）、室内设计参数 夏季：温度(26～28℃)、相对湿度(≤65%)、气流平均速度(≤0.3m/s) 冬季：温度(18～22℃) 、相对湿度(≥55%)、气流平均速度(≤0.2m/s) （四）、工程概况 本项目中心位于唐山市 ***县，总建筑面积：5713㎡,占地面积1413㎡，其中空调使用面积近4592㎡，总设备设计冷负荷为589kw。 根据建设方要求，以及建筑物实际情况，采用以下方案： 1、主机：麦克维尔模块式水冷冷水机组WPS070.1B型2台。 2、水泵：选用3台冷冻水泵为两用一备，2台潜水水泵。 (五)、设计说明： 本设计为空气调节、通风工程。 1.冷热源由机组供给，夏季为办公楼提供7-12℃冷水，冬季为办公楼提供 40－45℃热水。 2.在风机盘管加风管系统中，风管管道采用铝箔酚醛保温板，管道本身具有 保温功能，降低噪音，使用寿命长。 3.一层大厅人员流动量比较大，所以在门口处安装风幕机机阻挡室内外冷热 量传递。 （六）、空调系统设计 1、因该建筑为办公楼，根据房间用途选择室内机。室内机采用卧式暗装下 海水源热泵优缺点分析比较 海水源热泵机组工作原理就是将海水中存在的大量的低位能收集起来，借助压缩机系统，通过消耗少量电能，在冬季把存于海水中的低品位能量“取”出来，给建筑物供热；夏季则把建筑物内的能量“取”出来释放到海水中，以达到调节室内温度的目的。 海水源热泵的最大优势在于对资源的利用，首先它虽然以海水为源体，但不消耗海水；其次它的热效率高，理论上消耗1千瓦的电能，可获得3千瓦或4 千瓦的热量或冷量。 缺点分析： 1、实施范围受限：其实施条件是：建筑必须近距离地临海；海水受潮汐影响有涨有落，取水点也受到一定的限制。 2、海水源热泵投资高：海水源热泵的成本，由于增加了直接与海水接触的设备管道的耐腐蚀投资，造价升幅较多；其次，在海水进口侧需增加一些防泥沙、微生物、管道寄生物（如海藻、扇贝）等设施；此外，由于冬季运行时，往往是在大流量小温差的状态下，除了因水泵、管道等设施的口径增加而造成的初始投资加大外，由此而增加的水泵运行费用也不容忽视。以青岛奥帆媒体中心为例，媒体中心的建筑面积为8138平方米，其中海水源技术系统投资为576万元（700元/平方米），比传统空调投资多出150万元（约200元/平方米） 3、设备的使用寿命周期有待检验：由于海水的腐蚀性和海浪的波动性，直接与海水接触的设备管道的使用寿命将会受到很大影响，其更换周期可能会缩短。同时海水源热泵检修维护亦不方便。 4、水源系统方面：水源系统的取水量、取水温度、水质和供水稳定性是影响水源热泵系统运行效果的重要因素。就水源取水方面来说：供回水口位置的优化选择问题亟待研究，以指导实际工程上敷设供回水管道。 5、结垢问题：由于海水中存在有机物和各种盐类，结垢是海水源热泵运行中一个非常突出的问题。 太阳能放置位置包括：（1）、30号楼楼顶（面积约400m2），楼高51m；（2）、后期30号楼前有车棚，顶部可放置，车库楼高2米，（3）、机房屋顶，机房楼高约6米。三块地方总面积可以满足1000m2的要求。 1.4.4 太阳能辅助热源计算 （1）太阳能资源分析 太阳能资源是用不枯竭的清洁可再生能源，是人类可期待的、最有希望的能源之一。我国幅员辽阔，有着丰富的太阳能资源，如下是我国太阳能资源分布图： 本项目地点位于山东省、临沂市。地理坐标为：北纬34°22′，东经117°24′。根据国家气象中心2001年公布的《中国气象辐射资料全册》公布的数据，具体参数如下： （2）辅热与补热工作原理介绍 春夏秋补热工作原理 春夏秋三季，关闭阀门V2，V3，开启阀门V1。运行太阳能循环水泵1，使集水箱内水被太阳能集热器加热。当集水箱内水温达到65℃后，运行板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，对土壤进行补热；当集水箱内水温低于25℃后，停止板式换热器一次水泵2和源侧水泵5，停止补热。 （3）补热定量计算 春夏秋日平均太阳辐射强度为15.759 MJ/m2。 太阳能集热器的平均集热效率，根据经验取值取0.25～0.50，取0.48。 A 太阳能集热板选型 按照民用太阳能设计规范中规定，直接系统集热器总面积按下式计算，在本项目中设太阳能在春夏秋三季内补充地埋部分所需的热量，考虑室外地埋换热器在设计过程中亦考虑了热平衡措施，太阳能补热仅需作为辅助措施，本方案中按总吸热量1084200 kW?h（3903120 MJ）的50%进行配置，则： A c =Q w f/ (nJ tηcd) 式中：A c——直接式系统集热器采光面积； Q w——年累计吸热量，MJ； n ——年累计吸热天数，本方案为120天。 J t——当地集热器采光面上年平均日太阳辐照量，15.759MJ/㎡?d；水源热泵工作原理
海水源热泵介绍
第三章 地源热泵系统的设计及计算.
海水源热泵系统取水技术试验
地源热泵埋管数、配电量以及投资计算
地源热泵系统地源侧循环水泵的计算
水源热泵设备选型
水源热泵技术简介
地源热泵设计方案及运行费用分析实例
水源热泵与水冷螺杆式冷水机组方案对比
(环保型)模块式涡旋水源热泵机组介绍1
地源热泵施工工艺
麦克维尔模块式水源热泵机组
海水源热泵优缺点分析比较
太阳能补热地源热泵系统的计算