河水源热泵空调系统的应用研究
浅谈水源热泵技术的应用

浅谈 水 源 泵 技 术 的 应 用
王 伟
( 太原市排水管理处污水净化一厂 , 山西太原 ,30 6 000 )
摘 要: 介绍 了水源热泵技 术的概念 和工作原理 , 结合应 用实例 , 总结 了水 源热 泵技 术
的 主要 特 点及 其 节 能 效 果 。
1 基本情况介绍
改造工程总建筑采暖 面积 2 3 . 由 5 座建筑物组成 。 中 , 1 18 , l 2 2m 其
以处办公楼 、 厂综合楼 、 验楼 、 化 单身宿舍楼 等丰要 楼群及 门面房为办公 区 , 筑采 暖 面 积 为 1 8 . 其 余 为 生 产 厂 区 , 筑 采 暖 面积 建 7700 m , 9 建 为 341 9 z 5. 。原采暖方式是用一 台 4 燃煤 锅炉作为冬季取暖供热设 1m t
42 地基处理设计 .
地基表层地层岩性 以杂填土及松散粉土为 主,地 下水 水位埋深浅 , 参考《 建筑地基处理技 术规范 》J J 9 - 0 2 及 本地 区工程经 验 , (G - 2 0 ) 7- 地基
处理方法选择水泥土搅拌法 ( 湿法 ) 。
造时开挖热力排管沟及降水 , 引起 了办公楼南侧 土体产生不均匀沉降 及
工程师
,
山 西省水利 水电 勘测设 计研究院, 西省太原 002. 山 市, 04 3
用等边 三角形布桩形式 , 桩间距 90 m, 0 m 共布桩 4 根。 5
43 其他处理措施 .
参考该办公 楼原地基 岩土工程勘察 资料及热力排 管沟开 挖揭露 地 层资料 。 该办公楼地质地貌为汾河一级阶地 , 地层岩性 从上 到下 分别 为 : () 1人工 杂填 土 : 白、 灰 灰黑等杂 色 , 由灰渣 、 砖块 、 炭块 、 土 、 粉 粉砂 等组成 , 松散状 , 空隙大 , 厚度一般为 1 ~ 。 3 m m ( ) 土 : 白、 2粉 灰 灰黑等 杂色 , 由灰渣、 砖块 、 炭块 、 土、 粉 粉砂 等组成 , 松 散状 , 空隙大, 厚度一般 为 1 ~ . 3 m m。 () 3 粉砂 : 黄及褐色 , 棕 含云母片较 多 , 颗粒较均匀 , 疏松 , 度一般 厚 为 1 ・m左右 。 5
浅谈河水源热泵在山西太原市应用的展望

当今 社 会 能 源 和 环 境 是 人 类 面 临 的 两 大 问题 。 能 源 危 机 和
地表水易受污染 , 泥沙 、 水藻等杂质含 量较高 , 表面直接 与 水
第3 7卷 第 9期 20 11年 3月
ห้องสมุดไป่ตู้
山 西 建 筑
S ANXI ARCH I H TECTURE
V0. 7 No 9 】3 .
Ma . 2 1 r 01
・1 3 ・ 3
文章 编 号 :0 9 6 2 2 1 )9 0 3 —2 10 — 85(0 0 — 1 30 1
景下 , 以环保 和节能为主要特征 的绿 色建筑及相 应的空 调系统 应 系统形式 也可 以 自动在各建 筑间进行热 回收 , 由于存 在换热温 但 运而生 , 而水 源热泵技术正是满足这些 要求 的比较有代 表性 的低 差 , 造成不能充分利用地表水 的能量 的问题 。
耗能新型空调技术 。
耗又 占到建筑 总能 耗的 5 %左 右… 。每 年夏天都 由于 空调用 电 时还会 导致管路 阻塞。而如果 将地 表水 和建筑 内循 环水 之 间用 0
量 的大 量 增 加 造 成 供 电 紧张 , 网 不 堪 重 负 。环 境 污 染 与 能 源 危 换热 器分 开 , 电 热交换 器采 取小 温差换 热 的方 式运 行 , 这样保 护 了 机 已成 为 全 人 类 必 须 面 对 并 要 加 以 解 决 的 重 大 课 题 。在 这 种 背 昂贵 的水 源热泵 机组 , 如果 建筑 物之 间存在 热 回收的 可能 , 这种
根据太原 市的气 象 、 水文 条件 , 夏季 太原 市地 表水 平均 温度
水源热泵技术在供热空调工程中的应用

样. 热泵 系统 实现 了把 能 量 由低 温 物体 向高 温 物
体 的传递 , 是 以花 费一 部 分高质 能 ( 电) 它 耗 为代 价 , 从 自然环 境 中获取 能 量 , 连 同所 花 费 的 高质 能 ~ 并 起向用 户供 热 , 电就 是说 热 泵 的供 热 量 永 远大 于所
冬季 , 随着室外温度 的降低 , 热泵效率太大降低, 而 且蒸发器极易结冰 , 需消耗 电能解冻 , 很不经济 , 因 此 这种热 泵仅适 用 于我 国黄河 以南 , 季室 外 气 温 冬
较 高 的地 区使 用 。 () 源 热泵 是将换 热 盘管 深埋 于地 下 , 3地 吸收 土 壤 中 的低 温 热量 进 行供 热 , 由于全 年 土壤 温 度波 动
消耗的功量 , 所 是综合利用能源 的一种很有价值 的措施 。热泵 的硬 件 组 成 和 制 冷 系统 大致 相 同 , 也
是 由压缩机 、 发 器 、 凝 器 、 胀 阀等 主 要部 件 组 蒸 冷 膨 成 。只是制 冷 是从 制冷 房 间吸热 到冷 凝器 散 发给冷
我们 在 评价 热泵机 组 和制 冷机 组 的性 能时 常用 到“ 功效 l1 :1 匕 一词 , C P表 示 , 的 定 义 是 系 统 输 用 O 它
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20 年 第 5期 02 ( 总第 28期 ) 3
节
能
EN ER GY CO NSERV ATI N O
水 源热 泵 技 术 在 供 热 空 调 工程 中 的应 用
( 抚顺市建筑设计研 究院, 抚顺 13 6 13 )丁卫东 袁鲁滨 ( 0
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却介质 , 热泵是制冷工况的逆过程 , 即把热量从冷凝
器的介 质 吸收 过来散 发 到 制热房 间 中。
水源热泵技术在供热空调工程中的应用

浅谈水源热泵技术在供热空调工程中的应用【关键词】水源;热泵;供热;空调;工程;应用1.热泵技术的由来与发展当今社会环境污染和能源危机已成为全人类面对并要加以解决的重大课题,在这种背景下,以环保和节能为主要特征的绿色建筑及相应的供热空调系统应运而生,而热泵技术正是满足这些要求的新兴供热空调技术。
我国热泵事业近几年发展势头看好,国内企业开发出了中国品牌的热泵系统,并已建成了数个示范工程,越来越多的中国用户开始熟悉热泵,并对其产生了浓厚的兴趣。
2.热泵的工作原理及种类(1)根据热力学第二定律,热可以自发地由高温物体传向低温物体,而由低温物体传向高温物体则必须作功,正如水能够通过水泵从低处向高处流动一样,热泵系统实现了把能量由低温物体向高温物体的传递,它是以花费一部分高质能为代价,从自然环境中获取能量,并连同所花费的高质能一起向用户供热,也就是说热泵的供热量永远大于所消耗的功量,所以是综合利用能源的一种很有价值的措施。
热泵的硬件组成和制冷系统大致相同,也是由压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀等主要部件组成。
只是制冷是从制冷房间吸热到冷凝器散发给冷却介质,热泵是制冷工况的逆过程,即把热量从冷凝器的介质吸收过来散发到制热房间中。
(2)热泵技术按所需热源的不同大体可分为气源热泵、地源热泵及水源热泵。
气源热泵即通常所说的风冷热泵,是以室外空气作为热源,是目前应用最为广泛的热泵系统。
地源热泵是将换热盘管深埋于地下,吸收土壤中的低温热量进行供热,由于全年土壤温度波动较小,地源热泵的季节工况较为恒定。
水源热泵是目前我国应用较多的热泵形式,它是以水(包括江、河、湖泊、地下水等)作为冷热源体,在冬季利用热泵吸收其热量向建筑供暖,在夏季热泵将吸收到的热量向其排放,实现对建筑物的供冷。
在水源热泵的应用当中,又以利用地下水的地下水水源热泵应用较为广泛。
其工作原理大都是通过外部管道及阀门的切换来实现冬夏工况的转换,夏季空调供回水走蒸发器,地下水走冷凝器,冬季空调供回水走冷凝器,地下水走蒸发器。
水源热泵技术的应用探讨

提 出水 源热 泵 与 电厂 循 环 冷却 水 相 结合 的 应 用前 景 。
【 键词 J 水 源 热 泵 循 环 冷却 水 关
水 源 热 泵 技 术 作 为 一 种 有 益 于 环 境 保 护 和 可 持 续 发 展 的 冷 热 策 均 强 调 用 水 审 批 , 水 收 费 。 而 审 批 的 标 准 中 对 类 似 水 源 热 泵 技 用 源 形 式 , 年 来 在 国 内 引 起 了各 行 业 人 士 的 广 泛 兴 趣 。 近 这 一技 术 自从上 世 纪 9 O年 代 开 始 已 经 广 泛 应 用 于 国 内 的 空 调 工 程 领 域 ,目前 已 经成 为 华 北 和 中原 地 区空 调 系 统 的 一 大 热点 . 而 北 、 南 、 蒙 和 东北 等 地 。 湖 内
2 3 地 下 水 的 回 灌 技 术 .
且 其 应 用 地 区 , 经 从 北 京 、 津 、 东 、 南 、 北 。 速 扩 大 到 湖 高 , 水 源 热 泵 的 应 用 的 前 提 之 一 就 是 必 须 了 解 当 地 的 水 源 的 情 况 . 已 天 山 河 河 迅
“ 热泵 ” 一 术语 是 借 鉴 “ 这 水泵 ” 词 而来 。水 泵 是 将 水 从 低 处 采 的 技 术 的 提 高 和 费 用 的 降 低 . 推 动 水 源 热 泵机 组 的更 好 应 用 。 一 会 送 到高 处 利用 , 热泵 可将 低 温 位 热 能 送 到高 温 位 进 行利 用 [ 】 以 而 1。 水 为 热 源 和 供 热 介 质 的 热 泵 称 为 水 源 热 泵 。 水 源 热 泵 技 术 利 用 热 泵
从 上 述 我们 发 现 , 了 使 热 泵 投 资 少 , 用 低 , 济 效 益 高 , 为 费 经 最 关 键 性 的问 题是 水 的 来 源 问题 。 此 考 虑 到 电厂 循环 的冷 却水 。 由
水源热泵空调系统应用分析

第2 2卷第 2期
20 0 8年 4月
制冷与空调
Rer g r t n a dAi n i o i g fi e a i n rCo dt n n o i
V 1 2No 2 02 _ . . Ap . 0 88  ̄ 8 r2 0 .4 6
文章 编 号 :17 —6 2 ( 0 8 0-8 —3 6 16 1 2 0 ) 2040
水 源 热泵 空 调 系统 应 用 分 析
郭敬红 张勇攀
( 黑龙江八一农 垦大学工程 学院 大庆
【 摘
13 1 ) 639
要 】 对水源热泵空调 系统研 究现状 、技术原理 、技术特 点、应用前景 、存在 问题进行 了分 析。为水源
(IJ u ut i t a dR c mainU ie i n n eigC l g , io gi g Da n , 6 3 9 IL g sFr n el t nv  ̄t E g er ol eHe n j , Qig 1 3 1 ) - A sL a o y n e L n a
c ran f u d t n eti n ai . o o
[ y r s wa r o c et u p apia o ; ayi Ke wod 1 t U e a m ; p l t n al s e sr h p ci n s
O 引言
水源热泵 是一种介于中央空调和 分散 空调之 间 的优化 空调 能源 方式 , 它具 有 中央 空调 合理 利用 能源 ,设 备 能效系 数高 ,运行 成 本低 和 安全 、可 费等优 点 。 通常 水源热 泵 消耗 1 W 的能量, k 用户 可 以得到 4k 以上 的热 量或 冷 量 。与 锅炉 W
1 研究现状
水源地源热泵高效应用关键技术研究

工 作 , 是 水 源 地 源 热 泵 高 效 应 用 关 键 技 术 研 究 与 示 范 ”课 题 中 示 范 项 目测 评 工 作 的 主 要 技 术 依 托 单 位 之 一 。
热 泵 机 组 性 能 测 试 主 要 包 括 : 埋 管 侧 进 、 出 口水 温 和 流 地
.
6 ・米 I t
地 水 源 热 尕
季 室 内设计 温 度 为 低于 2 。 8C) ,供冷 保 证 率 为 1 0 ,室 内平 O% 均 温度 为2 。 50C.最 高 温度 为2 ℃ 最 低温 度 为2 63 4 0C。
新 摇 电 力 科 学 研 究 院 新 院 址
量 空 调 侧 进 、 出 口水 温和 流 量 热泵 机 组 输入 功 率 :测 试 期 间热 泵机组 平均 性能 系数 。
示 范 项 目介 绍
完 成 应 用 水 源 地 源 热 泵 技 术 的 工 程 示 范 项 目是 该 课 题 的 重
热泵 系统 性 能 测试 ,主 要包 括 :系 统 的 总制 冷量 和 总 制热
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冬 季 测 试 期 问 所 测 区 域 的 室 内 温 度 均 达 到 设 计 要 求 ( 冬
季 室 内设计 温 度 为 1 c),供 热 保证 率 为 1 0% 。 室 内平均 温 8。 O
京港花园 ( 别 ) 住 宅 8 0 ji . , J t J壤 源 热 :
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I 源 热 采 . 壤
图 1新 疆 电力 科 学 研 究 院 外 观 图
水源热泵综合节能技术的工程应用分析

ss m n H s m o ipoet o c ds h o iigoh r n r f c n cn lge i HPtg te ae yt a dWS P s t fhs rjc n l e a cmb n te eg e i t h oo is t WS e r sd e ye t c u tt n e y i e e t wh o h b
水 源热泵综合 节 能技术 的工程应用 分析
白雪莲 刘宁毅 林真 国
重庆 404 ) 0 0 5 ( 重庆 大学城 市建设 与环境 工程 学院
【 摘
要 】 水源热 泵技术是可再 生能源利用技术 ,具有提高机组效率和 降低系统运行 费用 的优点 。以实际工 程 为例 ,研 究 了地 表 水 水 源 热 泵 空 调 系 统 设 计 中 的 具 体 问题 。 结 合 工 程 具 体 情 况 , 探 讨 了在 应 用
i e i n n u f c t rs u c e tp mp s se r ic s e . e i tg a e p lc i n o S d oh rt c n l g e , n d s i g s r a e wa e o r e h a u y t msa e d s u s d Th n e r t d a p ia o fW HP a t e e h o o i s g t n i cu i g d sr th a i g a d c o i g t — r d u d v ra l t rv l me c n n to l c iv ea v n g so S , n l d n i i e n n o l , wo g a e p mp a a ib e wa e o u , a o n y a h e e t d a t e fW HP tc t n n h a b tas h o a n r y e c e c ft e HVAC y t m a e i r v d g e t . e c mp rs n a ay i ewe n ta i o a u lo t e t t le e g f in y o i h s se C b mp o e r al Th o a io l ss b t e r dt n l n y n i
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河水源热泵空调系统的应用研究【摘要】随着我国社会经济的快速发展和人民生活水平的提高,公共建筑和住宅的供热和制冷已成为普遍的要求。
我国的能源结构主要依靠矿物燃料,特别是煤炭,而大量燃烧矿物燃料所产生的环境影响,已日益成为政府关注的焦点,环保要求愈来愈高,加上有形能源的价格日益升高,电价逐步提高等多种元素。
除了大型集中供热的方式以外,急需加快发展其它的替代供热方式,而水源热泵技术则是有效节省能源,减少大气污染和CO2排放的供热和制冷新技术。
目前水源热泵空调系统已发展为一种非常先进实用的技术,但在我国开发利用水源热泵时间还比较短,如何发展管理,使用水源热泵是一个崭新的课题。
文章以南官河泰州段河水为例,分析了源热泵空调系统的应用。
【关键词】南官河泰州段,水源热泵空调,应用【abstract 】along with our country the rapid development of social economy and the improvement of people’s living standard, public buildings and residential heating and refrigeration has become a common requirements. China’s energy structure is mainly rely on the fossil fuels, particularly coal, and largely produced by burning fossil fuels the environmental impact, the government has increasingly become the focus of attention, environmental protection requirements more and more high, add the visible energy prices rising, the price of electricity gradually improve the and so on many kinds of elements. In addition to large central heating way beyond, need to speed up the development of other alternative heating way, and water source heat pump technology is effective to save energy and reduce air pollution and CO2 emissions heating and refrigeration new technology. At present water source heat pump air conditioning system has been developed as a very advanced practical technology, but in our country’s development and utilization of water resource heat pump is still relatively short time, how to develop the management, use water pump is a brand-new topic. South of the river for the taizhou river as an example, this paper analyzed the source heat pump air conditioning system application.【key words 】the river south taizhou section, water source heat pump air conditioning, applications1、引言水源热泵系统是以自然界中存在的水体作为热源和热汇的热泵系统,系统夏季运行时,冷凝器向水体中排放热量,冬季运行时,蒸发器从水体中吸收热量。
依据从水体中取排热方式的不同,水源热泵系统分为闭式系统(潜水式/抛管式)和开式系统。
2、水源热泵的分类开式系统按水体与热泵机组连接的方式分为直接式系统和间接式系统。
直接式系统是指河水经深度水处理后直接进入热泵机组的冷凝器或蒸发器,其主要优点是能充分利用河水的温度,没有温度梯度的损失,但要求冷凝器或蒸发器有较强的防污、防腐能力,并要增设水处理设备和清洗设备。
间接式系统是指河水经简单水处理后不直接进入热泵机组的冷凝器或蒸发器,而是通过中间板式换热器将河水与热泵机组的冷凝器或蒸发器隔开,其主要优点是热泵机组的冷凝器和蒸发器受到了很好的保护,但中间换热器的设置产生了换热温度梯度的损失,同时增加了一级循环水泵的功耗,而板式换热器的定期清洗也相当复杂费时。
3、系统设计3.1冷热源系统南官河泰州段河水水质除悬浮物一项指标没有达到GB50050--2007《工业循环冷却水处理设计规范》的要求外,其他各项指标都基本达到了规范的标准。
为了减少间接式系统温度梯度的损失,提高系统效率,本工程的河水源热泵系统采用直接式系统。
主机换热器选用便于清洗的满液式主机,机房面积243m2,设在建筑6#楼地下一层,总装机容量按设计院设计的400 Rt选取。
采用2台螺杆式双冷凝器全热回收满液式水源热泵机组,单台制冷量为1337.6 kw(冷凝器进/出口水温为18/29℃,蒸发器进/出口水温为12/7℃,00P=7.20),单台制热量为1 377 kW(蒸发器进/出口水温为15/7℃,冷凝器进/出口水温为40/45℃,EER=5.3)。
冷冻(热)水泵共3台(两大一小),大型号的单台流量为260 m3/h,扬程为34.6 m(大负荷时开),小型号的单台流量为160m3/h,扬程为32 m(小负荷时开)。
河水取水泵共4台(两用两备),单台流量为140 m3/h,扬程为45 m,当河水温度处于标准工况温度时(即夏季约18℃,冬季约15℃),2台潜水泵运行;当夏季水温高于29℃,冬季低于6℃时,4台潜水泵全部运行。
全热回收泵3台(两用一备),单台流量为187 rn3/h,扬程为17.5 1TI。
生活热水系统循环泵2组(变频控制),一组流量为24 m3/h,扬程为62 m(供应建筑公共区域生活热水);一组流量为36 m3/h,扬程为62 m(供应建筑客房生活热水)。
3.2取、排水系统本工程取用河水最大总流量为600 rn3/h(按潜水泵的最高工况点计算总量),夏季设计取水温度范围为15-30℃,取排水温差范围为5-11℃,冬季设计取水温度范围为5~15℃,取排水温差范围为2~7℃。
为了避免水温短路,取水点设在排水点的上游,相距约50 m。
取水泵站为完全地下式泵站,半径2.15 m,深12.7 m。
进水廊道为1 111宽的混泥土廊道,进深9.8m,前高后低,廊道入口处设有不锈钢网以拦截杂草等悬浮物,进行一级粗过滤。
取排水管道全部采用D31 5PE管,取水管道室外部分为管沟地埋式,室内部分为吊顶式,排水管除在机房里是吊顶式管道外,到室外一部分经绕建筑的室外地沟直接排入南官河泰州段河水,另一部分排入建筑的景观假山瀑布和景观小溪后再排入南官河泰州段河水,既给带来了免费的景观水源,同时也对水源的自然散热起到了一定的作用。
3.3水处理系统要保证水源热泵机组长期高效运行,同时又不对河水水质产生不利影响,本工程设4级水处理装置,取水头部为一级水处理装置,置于南官河泰州段河水水面以下2.5m处,为1.0mX2.7m的不锈钢网,滤网网孔50mmx50mm;旋流除砂器为二级水处理装置,材质为低碳钢,处理后的水浊度≤10度(1 L水中含有1mgSi02所构成的浊度为1度),除砂直径>0.1 mm。
过滤系统为三级水处理装置,是由8个直径为0.1 m的过滤单元组成,每个过滤单元是由一串同种模式的叠片叠压在特别设计的内撑上组成,通过弹簧和液体压力压紧,叠片之间的沟槽交叉从而制造出一系列独特过滤通道的深层过滤单元;订制的超高压静电场装置为四级水处理,类似离子棒水处理器的工作原理,达到高效防垢、除垢、杀菌、灭藻的作用。
所取的河水经过上述4级水处理后,基本达到了主机对水质的要求,然后进入主机,在主机内完成能量交换。
其中,SPIN KLIN共有2种运行状态:过滤状态和反冲洗状态。
过滤精度为130~400 mm,反冲洗为外源反冲洗模式。
冬夏季水泵的启停台数,根据主机的需求量进行自动控制,以达到节能目的。
在过渡季节机组停止运行期间,自动控制系统会使潜水泵每隔一段时间自动运行一次,避免因长期停泵导致潜水泵锈死及在河水里更换维修水泵的麻烦。
在第二级水处理中的一级除砂器上设置了自动排砂装置,根据设定值无须人工就可进行自动排砂控制。
3.3室外管网空调水系统采用一次泵变流量系统,依据使用时段的差异,分为4个水循环环路,水系统采用两管制异程式设计,在每栋楼各引入管的供水干管上设静态流量平衡阀、Y形过滤器、压力表、温度计、蝶阀,回水干管L设蝶阀、动态压差控制阀、压力表、温度计、蝶阀。
室外空调供回水干管采用整体式直埋保温管,保温层为聚氨酯,保护层为聚乙烯管壳,离制冷机房最远的公寓的室外空调供回水干管总长约为2 040 m,空调水管设计比摩阻不超过120Pa/m。
室外空调供回水管最大规格为DN500,最小规格为Dunlop,室外管线总长约为9 920 m,总水容积为870 m3。
包含外网在内的所有水系统的总水容积约为1 180 m3,在制冷机房内设落地式定压罐作为空调水系统的定压装置,定压罐的有效调节容积为3m3;空调系统的补水采用软化水,系统因超压而产生的泄水均排入软化水箱内。
在空调供回水管之间设自力式压差控制阀,避免系统在夏季分区切换时非宅调区系统膨胀发生事故;另外,当分区使用宅调时,切断非空调区域的空调供水管,使空调系统内的水在一个大管网内自由膨胀,减少系统的补水和泄水,达到节水、节电的目的。
结束语水源热泵在南官河泰州段河水的应用中大大的降低运行费用,凸显了经济性和适用性。
由于水源热泵众多的优点,所以在众多水资源丰富广大江南地区,水源热泵同样可以推广使用。
在南官河泰州段河水应用源热泵空调系统可以在很大程度上节约能源,缓解当地的能源压力,而且这种能源清洁、卫生,对环境的保护也是有很大的帮助的。