水源中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)

1、海灣集團(tuán)建筑節(jié)能事業(yè)部 水源中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)水源中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)目 錄第一章 概述3第一節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)組成3第二節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)的一般性特點(diǎn)4第三節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用條件6第二章 水源中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備8第一節(jié) 熱泵概述8第二節(jié) GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組12第三節(jié) 壓機(jī)的選型及比較19第四節(jié) 不同冷、熱源主機(jī)設(shè)備的比較22第三章 水源中央空調(diào)系統(tǒng)的水源水系統(tǒng)24第一節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水源水系統(tǒng)的要求24第二節(jié) 水源水質(zhì)24第三節(jié) 取水構(gòu)筑物27第四節(jié) 水源系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)注意的問題30第五節(jié) 水質(zhì)處理與節(jié)水技術(shù)31第六節(jié) 地下水人工補(bǔ)給(俗稱回灌)32第七節(jié)

2、應(yīng)用水源中央空調(diào)系統(tǒng)的限制條件34第四章 水源中央空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)35第一節(jié) 設(shè)計(jì)參考規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)35第二節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)方式35第三節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)水量計(jì)算45第四節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)注意事項(xiàng)45第五節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)末端部分設(shè)計(jì)46緒 言本手冊(cè)編者試圖為公司市場(chǎng)人員、合作伙伴、代理商及公司其它相關(guān)人員，提供水源中央空調(diào)系統(tǒng)的整體概念和設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)一般性方法及操作規(guī)程。由于時(shí)間和編者水平的原因，本手冊(cè)存在的錯(cuò)誤和不足之處，請(qǐng)大家批評(píng)指正，以便再版時(shí)更改。本水源中央空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)手冊(cè)的版權(quán)，歸海灣集團(tuán)公司所有。未經(jīng)本公司允許，任何人不得翻印、影印、復(fù)印、出版發(fā)行。只允

3、許做內(nèi)部參考使用。凡因公司員工、代理商和其它人員造成的翻印、影印、復(fù)印、出版發(fā)行等侵犯版權(quán)的行為，均將追究其法律責(zé)任。 海灣科技集團(tuán)2001年4月22日第一章 概述第一節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)組成1.1.1 水源中央空調(diào)系統(tǒng)的組成水源中央空調(diào)系統(tǒng)是由末端(室內(nèi)空氣處理末端等)系統(tǒng)、水源中央空調(diào)主機(jī)(又稱為水源熱泵)系統(tǒng)和水源水系統(tǒng)三部分組成。為用戶供熱時(shí)，水源中央空調(diào)系統(tǒng)從水源中提取低品位熱能，通過電能驅(qū)動(dòng)的水源中央空調(diào)主機(jī)（熱泵）“泵”送到高溫?zé)嵩?，以滿足用戶制熱需求。為用戶供冷時(shí)，水源中央空調(diào)系統(tǒng)將用戶室內(nèi)的余熱通過水源中央空調(diào)主機(jī)(制冷)轉(zhuǎn)移到水源水中，以滿足用戶制冷需求。1.1.2 系統(tǒng)原

4、理圖以制熱工況為例，系統(tǒng)原理見圖1-1：圖11 系統(tǒng)原理圖1.1.3 用戶（室內(nèi)末端等）系統(tǒng)由用戶側(cè)水管系統(tǒng)、循環(huán)水泵、水過濾器、靜電水處理儀、各種末端空氣處理設(shè)備、膨脹定壓設(shè)備及相關(guān)閥門配件等組成。1.1.4 水源中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、各種制冷管道配件和電器控制系統(tǒng)等組成。1.1.5 水源水系統(tǒng)由水源取水裝置、取水泵、水處理設(shè)備、輸水管網(wǎng)和閥門配件等組成。1.1.6 工況轉(zhuǎn)換可通過閥門切換來實(shí)現(xiàn)。制冷工況：水源水進(jìn)冷凝器，蒸發(fā)器的冷凍循環(huán)水接用戶系統(tǒng)。(反之則為供熱工況)1.1.7 水源中央空調(diào)系統(tǒng)中的主機(jī)設(shè)備、末端設(shè)備由海灣集團(tuán)建筑節(jié)能事業(yè)部設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，并為用戶

5、提供系統(tǒng)的全面解決(實(shí)施)方案。第二節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)的一般性特點(diǎn)1.2.1節(jié)能高效、節(jié)能是水源中央空調(diào)系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)。其一次能源利用率在目前常見的中央空調(diào)系統(tǒng)中高居首位。（見表1-1）各種中央空調(diào)系統(tǒng)一次能源利用率比較 表1-1中央空調(diào)方案（冷、熱工況）一次能源利用率E0水源中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效率%備注冷水機(jī)組+電熱鍋爐0.82525冷水機(jī)組=4電熱鍋爐E=0.33E0=(0.334+0.33)/2冷水機(jī)組+燃煤鍋爐0.9612冷水機(jī)組=4燃煤鍋爐E=0.60E0=(0.334+0.6)/2冷水機(jī)組+燃油（氣）鍋爐1.067冷水機(jī)組=4燃油(氣)鍋爐E=0.8E0=(0.334+0.8)/2

6、風(fēng)冷熱泵0.9925風(fēng)冷熱泵=3E0=0.333蒸汽溴吸冷水機(jī)組+燃煤鍋爐0.5757蒸汽溴吸=0.9燃煤鍋爐E=0.6E0=(0.90.6+0.6)/2蒸汽溴吸冷水機(jī)組+燃油(氣)鍋爐0.7642蒸汽溴吸=0.9燃油(氣)鍋爐E=0.8E0=(0.90.8+0.8)/2直燃型溴吸冷熱水機(jī)組0.9528直燃型溴吸冷熱水機(jī)組E0=0.95水源中央空調(diào)系統(tǒng)1.32水源中央空調(diào)系統(tǒng)=4E0=0.334 從表1-1看出，水源中央空調(diào)系統(tǒng)的一次能源利用率在所有中央空調(diào)系統(tǒng)中是最高的，所以是理想的高效、節(jié)能型中央空調(diào)系統(tǒng)。1.2.2 環(huán)保與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)相比，水源中央空調(diào)系統(tǒng)是環(huán)保型中央空調(diào)系統(tǒng)。1.

7、水源中央空調(diào)系統(tǒng)沒有冷卻塔，不需要小型鍋爐，不產(chǎn)生象冷卻塔常見的“軍團(tuán)菌”等污染物，也沒有小型鍋爐對(duì)城市環(huán)境產(chǎn)生的大量粉塵、有害氣體等污染物。2.燃油（氣）鍋爐供熱和水源中央空調(diào)系統(tǒng)供熱相比（發(fā)電廠耗油），每100KJ供熱量燃油所產(chǎn)生的有害氣體比較情況如下：表1-2（例如100KJ熱量）項(xiàng)目燃油鍋爐發(fā)電廠（水源中央空調(diào)系統(tǒng)用）備注CO24.511.141：0.32SO26.5 ml0.48 ml1：0.07NO23.6ml0.96 ml1：0.27從上表看出：在供熱量相同時(shí)（100KJ），中央空調(diào)系統(tǒng)（耗電）對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染物比燃油鍋爐要少得多。3.燃煤鍋爐供熱和用水源中央空調(diào)系統(tǒng)供熱（發(fā)電廠

8、燃煤），同樣的供熱量情況下，水源中央空調(diào)系統(tǒng)（發(fā)電廠）所產(chǎn)生的污染物（粉塵、CO2、CO、SO2、NO2等）只是燃煤鍋爐供熱產(chǎn)生的污染物的1/5。1.2.3 開發(fā)利用低品位熱能我國有著豐富的水資源（包含生活、生產(chǎn)中產(chǎn)生廢水、棄水等）儲(chǔ)有大量的低品位熱能，在保護(hù)水資源的前提下，怎樣提取和利用這些熱能為人們的生活、生產(chǎn)服務(wù)是世界性課題。水源中央空調(diào)（水源熱泵）系統(tǒng)正是解決這一課題的非常有效的手段之一。1.2.4 節(jié)水水源中央空調(diào)系統(tǒng)因沒有冷卻塔，不消耗高成本自來水，因此，它是節(jié)水的中央空調(diào)系統(tǒng)。1.2.5節(jié)資1.水源中央空調(diào)系統(tǒng)的初投資比其它中央空調(diào)系統(tǒng)初投資少。（見表1-3）各種中央空調(diào)系統(tǒng)初投

9、資比較 表1-3方式造價(jià)冷水機(jī)組+燃煤鍋爐冷水機(jī)組+燃油（氣）鍋爐直燃機(jī)（油氣）風(fēng)冷熱泵水源中央空調(diào)系統(tǒng)單位建筑面積造價(jià)（元/m2）2402802402802603002803202203002. 水源中央空調(diào)系統(tǒng)與其它中央空調(diào)系統(tǒng)相比，由于全年性高效運(yùn)行，其運(yùn)行費(fèi)用較低。各種中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較方式運(yùn)行費(fèi)用冷水機(jī)組+燃煤鍋爐冷水機(jī)組+燃油（氣）鍋爐直燃（油氣）溴吸機(jī)風(fēng)冷熱泵水源中央空調(diào)系統(tǒng)單位建筑面積全年運(yùn)行費(fèi)用（元/年.m2）152830554075173518301.2.6 舒適水源中央空調(diào)系統(tǒng)的用戶（末端）系統(tǒng)能應(yīng)用中央空調(diào)（末端）的全部技術(shù)和手段。如果與數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化、變頻控制技術(shù)

10、相結(jié)合，將實(shí)現(xiàn)人類對(duì)人工環(huán)境的夢(mèng)想。1.2.7 綜上所述，水源中央空調(diào)系統(tǒng)具有高效、節(jié)能、節(jié)水、節(jié)資、舒適的特點(diǎn)，是理想的中央空調(diào)系統(tǒng)方案。第三節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用條件1.3.1 作為最佳的中央空調(diào)系統(tǒng)方案水源中央空調(diào)系統(tǒng)，在具體的工程項(xiàng)目中能否合理的應(yīng)用，主要取決于電源條件和水源條件。1.3.2 一般來說，水源條件取決于五個(gè)因素：1. 水源水的獲取2. 水量3. 水溫4. 水質(zhì)5. 回灌1.3.3 水源水的獲取1. 對(duì)于地表水、湖水、海水、江河水、城市廢水、工業(yè)廢水等水源的利用，政府一般不進(jìn)行干預(yù)，有的水源水（如城市污水、工業(yè)廢水）政府還有鼓勵(lì)利用的各種優(yōu)惠政策。2. 對(duì)于地下水，作為國

11、家的資源之一，政府對(duì)開采與使用有各種各樣的限制政策和法規(guī)。要獲取地下水，需通過有關(guān)政府主管部門的批準(zhǔn)。各地的水資源管理部門設(shè)置不同，大體上有如下部門進(jìn)行管理：規(guī)劃局、市政局、地礦局、節(jié)水辦、水利局、環(huán)保局等。1.3.4 水源水量水源水量是否滿足具體工程的要求，與建筑物冷、熱負(fù)荷的大小、空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行方式、空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案（例如是否采用蓄水池、是否采用輔助加熱或輔助冷卻方式）、水源水的溫度等因素有關(guān)，應(yīng)通過全面的分析和精確的計(jì)算，合理的設(shè)計(jì)來解決。1.3.5 水源水溫一般來講，水源中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水源水溫度要求的范圍是：制熱工況下，進(jìn)蒸發(fā)器的水溫為1022，制冷工況下，進(jìn)冷凝器的水溫為1840。1

12、.3.6 水質(zhì)對(duì)于水源中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)而言，需要保持進(jìn)入其冷凝器、蒸發(fā)器的水質(zhì)有較高要求，當(dāng)水源水質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)，可采取各種處理手段來滿足水源中央空調(diào)主機(jī)對(duì)水質(zhì)的要求。因此，一般來講，水源水質(zhì)不是影響水源中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用的主要因素。 1.3.7 回灌水源水經(jīng)水源熱泵利用后能否有效回灌，關(guān)系到打井能否得到有關(guān)部門批準(zhǔn)。1.3.8總之，對(duì)于具體工程而言，水源中央空調(diào)系統(tǒng)是中央空調(diào)系統(tǒng)的首選方案，但是應(yīng)用是有條件的。第二章 水源中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)設(shè)備 第一節(jié) 熱泵概述水源中央空調(diào)技術(shù)是熱泵技術(shù)的一種，介紹水源中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)有必要先概述一下熱泵的工作原理及分類。 2.1.1 熱泵的定義、工作原理和分類

13、按新國際制冷辭典的定義，熱泵就是以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷機(jī)。熱泵與制冷機(jī)在工作原理上是相同的，就是輸入一定高品位能源(如電能)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，使工質(zhì)(如R22)在系統(tǒng)中循環(huán)運(yùn)動(dòng)并反復(fù)發(fā)生物理相變，在蒸發(fā)器中汽化吸熱，在冷凝器中液化放熱，從而實(shí)現(xiàn)吸熱制冷或放熱制熱的目的。 熱泵與制冷機(jī)的區(qū)別主要是兩者的目的與情況不同。熱泵是從環(huán)境溫度條件下吸熱并將熱量傳遞到高于環(huán)境溫度的場(chǎng)所釋放，從而實(shí)現(xiàn)制冷或供暖。而制冷機(jī)是從低于環(huán)境溫度的場(chǎng)所吸熱并將熱量排放到環(huán)境中去，從而對(duì)該場(chǎng)所制冷。 熱泵的分類有多種，可按工作原理、熱源、功能、用途、驅(qū)動(dòng)方式、壓縮機(jī)類型、供熱溫度和安裝方式等將熱泵分為不同種類。其中，

14、按熱源和供熱介質(zhì)的組合方式可將蒸汽壓縮式熱泵劃分為六種類型：即空氣-空氣熱泵、空氣-水熱泵、水-空氣熱泵、水-水熱泵、土壤-空氣熱泵和土壤-水熱泵。 本章重點(diǎn)介紹蒸汽壓縮式熱泵。 2.1.2 蒸汽壓縮式熱泵 可供空調(diào)制熱和制冷的最為普遍的幾種熱泵形式。 1.空氣-空氣熱泵(如圖2-1)圖2-1：空氣-空氣熱泵這是最普通的熱泵型式，特別適用于由工廠制造的單元式熱泵，廣泛地用于住宅中。該類熱泵中，熱源(制冷運(yùn)行時(shí)為冷卻介質(zhì))和供熱(冷)的介質(zhì)均為空氣?？赏ㄟ^電機(jī)驅(qū)動(dòng)和手動(dòng)操作的換向閥來進(jìn)行內(nèi)部切換，以使被空調(diào)房間獲得熱量或冷量。在該系統(tǒng)中，一個(gè)換熱盤管作為蒸發(fā)器，而另一個(gè)作為冷凝器。在制熱循環(huán)時(shí)，

15、被調(diào)的空氣流過冷凝器，而室外空氣流過蒸發(fā)器。工質(zhì)換向則成了制冷循環(huán)，被調(diào)的空氣流過蒸發(fā)器而室外空氣流過冷凝器。2. 空氣-水熱泵(如圖2-2)圖22 空氣水熱泵這是風(fēng)冷熱泵型冷(熱)水機(jī)組的常見型式。與空氣-空氣熱泵的區(qū)別在于，室內(nèi)側(cè)采用水作為傳熱介質(zhì)，冬季按制熱循環(huán)運(yùn)行，供熱水為空調(diào)系統(tǒng)采暖。夏季按制冷循環(huán)運(yùn)行，供冷水為空調(diào)系統(tǒng)供冷。制熱與制冷循環(huán)的切換通過換向閥改變熱泵工質(zhì)的流向?qū)崿F(xiàn)。3. 水-空氣熱泵(如圖2-3)圖22 水空氣熱泵這類熱泵制冷的熱源(或制冷時(shí)的冷源)為水,供熱(冷)的介質(zhì)為空氣。制熱與制冷循環(huán)的切換通過換向閥改變熱泵工質(zhì)的流向?qū)崿F(xiàn)。作為熱源的水有多種，后面將詳細(xì)介紹。4

16、. 水-水熱泵(如圖2-4)圖2-4 水-水熱泵制熱(或制冷)運(yùn)行時(shí)以水作為熱源(或冷源)。供熱(冷)的介質(zhì)也是水?？捎们袚Q工質(zhì)回路來實(shí)現(xiàn)制冷與制熱運(yùn)行。然而更方便的是由水回路中的三通閥來完成。雖然圖中表示了水流直接進(jìn)入換熱器，在某些場(chǎng)合，為了避免污染封閉的冷水系統(tǒng)(通常是處理過的)，需要間接地通過一個(gè)換熱器來供水。5. 大地耦合式熱泵(如圖25)圖25大地耦合式熱泵利用大地的土壤作為熱源和冷卻物。與大地的換熱可通過熱泵工質(zhì)水換熱器，也可采用熱泵工質(zhì)埋于地下的盤管直接膨脹形式。供熱(冷)的介質(zhì)為空氣。水或防凍液被泵送到埋入大地中的水平或垂直的盤型管中循環(huán)。大地盤管可采用熱泵工質(zhì)直接膨脹，滿液式

17、或再循環(huán)的蒸發(fā)器回路，大地耦合式熱泵熱交換器的效果與沙土類型、含濕量、成分、密度和是否均勻地緊貼換熱器面有關(guān)。管子材料和當(dāng)?shù)厣惩良暗叵滤母g作用會(huì)影響傳熱和使用壽命。2.1.3壓縮式熱泵的熱力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)熱泵的性能系數(shù)用COP(Coefficient of Performance)來表示。COP指其收益(制熱量)與代價(jià)(所消耗機(jī)械功能或熱能)的比值。對(duì)消耗機(jī)械功的蒸汽壓縮式熱泵其性能系數(shù)COP也可用制熱系數(shù)h來表示，即為制熱量Qh與輸入功率P的比值即h=QhP,根據(jù)熱力學(xué)第一定律，如不計(jì)壓縮機(jī)向環(huán)境的散熱，則熱泵制熱量Qh等于從低溫?zé)嵩次鼰崃?可視為制冷機(jī)的制冷量)Qc與輸入功率P之和。由于Q

18、c與P的比值為制冷系數(shù)，故h也可寫成：h =(Qc+P )P=1+，可見h值永遠(yuǎn)大于1。2.1.4 水源熱泵水源熱泵是以水為熱源的，可進(jìn)行制冷、制熱循環(huán)的一種熱泵型整體式水-水、水-空氣空調(diào)裝置，它在制熱時(shí)以水為熱源而在制冷時(shí)以水為排熱源。以水作為熱源的優(yōu)點(diǎn)是：水的質(zhì)量熱容大，傳熱性能好，傳遞一定熱量所需的水量較少；換熱器的尺寸可較緊湊，每平米建筑面積所花費(fèi)的經(jīng)費(fèi)比空氣-空氣熱泵要少，而且不存在結(jié)霜問題，運(yùn)行合理穩(wěn)定，在易于獲得穩(wěn)定供水的地方，水是理想的熱源。水源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)主要有以下幾種類型：1. 水環(huán)路熱泵系統(tǒng)水環(huán)路熱泵系統(tǒng)用一個(gè)循環(huán)水路作為加熱源和排熱源，系統(tǒng)中必須設(shè)置排熱器(冷卻塔)

19、和補(bǔ)熱器(鍋爐或電加熱器)。2. 地下水的熱泵系統(tǒng)地下水的熱泵系統(tǒng)是將建筑物附近井內(nèi)的地下水取出，并通過水源熱泵的換熱器進(jìn)行加熱或冷卻，然后將地下水排入下水道或湖泊中，最好重新回灌地下。3. 地表水的熱泵系統(tǒng)地表水的熱泵系統(tǒng)使用建筑物附近的湖泊、河流、水渠中的地表水，使之通過水源熱泵空調(diào)機(jī)中的換熱器，然后再將升高或降低幾度的地表水排回水源中去。4. 閉式環(huán)路地表水熱泵系統(tǒng)閉式環(huán)路地表水熱泵系統(tǒng)是使用1個(gè)閉式的水或鹽水環(huán)路，包括浸沒在地表水(河、湖或池)中的管道。作為換熱器，加熱或冷卻后的水再進(jìn)入水源熱泵空調(diào)機(jī)作為水源。第二節(jié) GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組2.2.1 水源中央空調(diào)機(jī)組的開發(fā)背景傳

20、統(tǒng)的取暖方式，主要采取燃燒煤、石油、天然氣等有限礦物質(zhì)能源，而這些固有能源在開采、運(yùn)輸和利用過程中，對(duì)人類生存環(huán)境造成極大污染。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能耗越來越大，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，由于大氣污染，使正常的生態(tài)環(huán)境被破壞，溫室效應(yīng)也受到全世界的普遍關(guān)注。使用有限礦物質(zhì)燃料用于取暖不僅極大的浪費(fèi)著國有資源，同時(shí)也嚴(yán)重污染著環(huán)境。因此保護(hù)環(huán)境和保護(hù)日益匱乏的能源資源，越來越引起社會(huì)各界的高度重視。目前，國內(nèi)有不少家采用地?zé)崛∨矣玫責(zé)峁┡慕ㄖ膳到y(tǒng)均為直流式，即地?zé)崴傻叵鲁樯?，?jīng)供水泵送往用戶，在用戶處放出熱量，地?zé)崴疁囟冉禐?0度以下直排入下水。因?yàn)榈責(zé)岵膳厮疁囟容^高，直接排放，不僅浪費(fèi)大

21、量的熱能，而且給環(huán)境帶來比較嚴(yán)重的污染。近幾年我國普遍地區(qū)逐步禁止使用燃煤鍋爐取暖，燃油也得到了一定的控制，個(gè)別地區(qū)對(duì)地?zé)岵膳厮呐欧胚M(jìn)行了限制，如果地?zé)岵膳挠脩舨徊扇∠鄳?yīng)措施，則只有關(guān)閉地?zé)峋?，重新尋找其他熱源。若用超前的環(huán)保意識(shí)認(rèn)識(shí)上述問題，21世紀(jì)利用地下能源采暖或送涼，預(yù)示著一場(chǎng)新的環(huán)保采暖方式、能源利用的革命。如何合理使用能源的問題是十分重要的。為此，利用低位能量的熱泵技術(shù)已引起越來越多人們的重視。熱泵也就是靠高位能(如電能)拖動(dòng)，迫使能量從低位熱源流向高位熱源的裝置。顧名思義，熱泵就象泵那樣把低位熱源的熱能泵送到高位熱源。熱泵雖然需要用一定的高位能，但供給的熱量卻是消耗的高位能

22、和吸取的低位能之和。熱泵不但節(jié)約了高位能，而且還適用于同時(shí)供冷和供暖的場(chǎng)合。目前，國內(nèi)市場(chǎng)上的熱泵型空調(diào)主要是以空氣為熱源，但是其制熱效果受到室外氣候條件影響。若對(duì)現(xiàn)行的空氣源熱泵進(jìn)行一些改進(jìn)，可在一定程度上解決低溫環(huán)境下的制熱能力，但產(chǎn)品的成本將有所增加，因此風(fēng)冷熱泵的廣泛應(yīng)用受到限制。我公司根據(jù)市場(chǎng)的需要，依托海灣集團(tuán)的人才和科研實(shí)力，利用自身強(qiáng)大的制冷空調(diào)產(chǎn)品的開發(fā)能力和先進(jìn)的生產(chǎn)制造實(shí)力，結(jié)合國際目前最先進(jìn)的制冷技術(shù)、機(jī)械制造技術(shù)和智能自控技術(shù)研制生產(chǎn)了新型高效水-水熱泵機(jī)組，即GSTHP型，彌補(bǔ)了國內(nèi)廠家在這一領(lǐng)域的空白，其以水為熱源(地下水、地?zé)崴⒌乇硭?、海水、工業(yè)廢水等)，不受

23、室外氣候條件變化的影響，廣泛應(yīng)用于全國各地區(qū)，從根本上克服了風(fēng)冷熱泵的局限性。2.2.2 水源中央空調(diào)機(jī)組的工作原理1.相變制冷及制熱 液體汽化形成蒸汽。當(dāng)液體處在密閉容器內(nèi)時(shí)，若此容器內(nèi)除了液體及液體本身的蒸汽外不存在任何氣體，液體和蒸汽在某一壓力下將達(dá)到平衡，此時(shí)的氣體稱為飽和蒸汽，它所具有的壓力稱為飽和壓力，溫度稱為飽和溫度。飽和壓力隨溫度的升高而升高。如果將一部分飽和蒸汽從容器中抽走，液體中就必然要汽化一部分蒸汽來維持平衡。液體汽化時(shí)，需要吸熱，此熱量稱為汽化潛熱。汽化潛熱來自被冷卻的對(duì)象，它對(duì)冷卻對(duì)象制冷。反之，氣體冷卻成液體時(shí)放熱，熱量被供熱介質(zhì)吸收和傳遞，實(shí)現(xiàn)制熱。2.蒸汽壓縮式

24、制冷循環(huán) 單級(jí)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過程如下：制冷劑在蒸發(fā)壓力Po、蒸發(fā)溫度To下沸騰，To低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機(jī)不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸汽，并將它壓縮到冷凝壓力PK，然后送往冷凝器在冷凝壓力PK下等壓冷凝成液體，制冷劑冷凝時(shí)放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)(通常是水和空氣)，與冷凝壓力PK相對(duì)應(yīng)的冷凝溫度TK一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。當(dāng)制冷劑通過膨脹閥時(shí)，壓力從冷凝壓力PK降到蒸發(fā)壓力P。，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至發(fā)溫度To，于是離開膨脹閥的制冷劑變成蒸發(fā)溫度To的兩相混合物。在它被壓縮機(jī)重新吸入

25、之前幾乎不再起吸熱作用。 在整個(gè)循環(huán)過程，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽和造成蒸發(fā)器中、低壓力的作用，是整個(gè)系統(tǒng)的心臟；節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的制冷劑流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達(dá)到制取冷量的目的；冷凝器是輸出熱量的設(shè)備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量，連同壓縮機(jī)消耗的功所轉(zhuǎn)化的熱量，在冷凝器中被冷卻介質(zhì)帶走。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功(電能)起了補(bǔ)償作用，使制冷劑不斷從低溫物體中吸熱，并向高溫物體放熱，從而完成整個(gè)循環(huán)。蒸汽壓縮式原理，是熱泵中最為普遍而廣泛應(yīng)用的一種形式。如圖2-6：2.2.3 GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組

26、的用途及特點(diǎn)1. 用途：GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組能適用于工礦企業(yè)、高層建筑、會(huì)堂醫(yī)院 等場(chǎng)所，提供冷熱源，并為紡織、化工、電子、國防、科研等部門提供工 藝流程所需的755之間的用水。A) 循環(huán)流程圖 B) Lgp-h圖圖2-6 蒸汽壓縮式制冷循環(huán)圖2. 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，節(jié)省空間，安裝簡便，噪音低(73dB)GSTHP360：2臺(tái)壓機(jī)，2個(gè)循環(huán)回路。GSTHP540：3臺(tái)壓機(jī)，3個(gè)循環(huán)回路。GSTHP720：4臺(tái)壓機(jī)，4個(gè)循環(huán)回路。GSTHPl080：6臺(tái)壓機(jī)，6個(gè)循環(huán)回路。 這樣設(shè)置多個(gè)獨(dú)立循環(huán)系統(tǒng)，工作過程中利用分級(jí)調(diào)控，相互不受影響。GSTHP機(jī)組為高溫?zé)岜脵C(jī)組，考慮到機(jī)組的特

27、殊使用功能，設(shè)計(jì)過程中充分發(fā)揮了海灣集團(tuán)的科技人才優(yōu)勢(shì)，認(rèn)真計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)，將各主要配件合理配置，以達(dá)到各自的最佳工作狀態(tài)，保證整個(gè)機(jī)組的高效率。其優(yōu)越性具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）機(jī)組進(jìn)水、出水溫度范圍廣。冬季冷凍水進(jìn)水溫度為10-22， 夏季冷卻水進(jìn)水溫度為1835；冬季冷卻水出水溫度為45- 55，夏季冷凍水出水溫度為515。（2）與其他公司的水源熱泵產(chǎn)品相比，GSTHP型機(jī)組兩器設(shè)計(jì)溫差大。一般水源熱泵采用標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)出水溫差，蒸發(fā)器和冷凝器均為5。 而我公司的GSTHP型機(jī)組蒸發(fā)器進(jìn)出水溫差為7，冷凝器為10 。（3）適用工程面廣。由(1)和(2)可看出，冬季運(yùn)行工況，GSTHP機(jī)組所

28、能提供的熱水最高溫度可以達(dá)到55，循環(huán)水供、回水溫差為10；而其他公司機(jī)組可提供的熱水最高溫度僅可達(dá)到50 ，循環(huán)水供、回水溫差只有5。因此GSTHP機(jī)組不僅適用于新建建筑物空調(diào)系統(tǒng)(風(fēng)機(jī)盤管或暖氣片系統(tǒng))，而且還可用于舊 有建筑物老采暖系統(tǒng)的改造工程，從而克服了以往水源熱泵機(jī) 組適用面窄的缺陷。（4）能效比高。冬季制熱工況，能效系數(shù)COP(供熱量與輸入功率的 比值)約為3.74.6之間；夏季制冷工況，能效系數(shù)COP(制冷量與輸入功率的比值)約為3.85.2之間。（5）良好的完整性、系統(tǒng)性。為了更好的配合GSTHP水源中央空調(diào)系 統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，在機(jī)組設(shè)計(jì)過程中，考慮了各地區(qū)的不同適用條件(如：不

29、同水源的溫度，水量等)和使用情況(原有鍋爐房采暖系統(tǒng)改造、新建小區(qū)及建筑物的采暖、空調(diào)系統(tǒng))，對(duì)機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)行了特殊處理，采用與常規(guī)熱泵機(jī)組不同的進(jìn)出水溫差，以達(dá)到在冬季和夏季不同使用季節(jié)中，在不更換冷熱水循環(huán)水泵、水源水泵的情況下，都可以滿足使用，減小了用戶的一次性投資，提高了設(shè)備的利用率。（6）機(jī)組有較完備的安全保護(hù)功能，見表2-1表2-1序號(hào)安全保護(hù)項(xiàng)目保護(hù)設(shè)施1壓縮機(jī)油壓控制“Sentronic”油壓保護(hù)器2壓縮機(jī)過載、過熱、缺相壓縮機(jī)自帶電控器3壓縮機(jī)油溫過低油加熱器4壓縮機(jī)啟動(dòng)控制分壓縮機(jī)、分繞組、自動(dòng)減載啟動(dòng)5系統(tǒng)高低壓保護(hù)高低壓保護(hù)器6系統(tǒng)防污防濕干燥過濾器7水系統(tǒng)溫

30、度過低 防凍開關(guān)8水系統(tǒng)缺水?dāng)嗨鏖_關(guān)9冷凝器壓力過高安全閥2.2.4 GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組主要配件及性能1. 壓縮機(jī)壓縮機(jī)選用國際名牌活塞式、螺桿式壓縮機(jī)，具有高制冷能力和COP值，在高冷凝溫度下運(yùn)行比其他類型壓縮機(jī)更可靠，因此特別適合提供熱水溫度50以上的高溫?zé)岜脵C(jī)組。采用經(jīng)多年驗(yàn)證的高質(zhì)量材料和零件，結(jié)構(gòu)可靠耐用；并且安全保護(hù)功能完備：曲軸箱油加熱器、排氣溫度保護(hù)、電機(jī)保護(hù)和油壓差保護(hù)。主要特點(diǎn)簡述如下：(1) 高質(zhì)量的抗磨損驅(qū)動(dòng)部件：經(jīng)表面硬化處理的曲軸，密閉主軸承和加大尺寸的油泵，專利回油技術(shù)，低摩擦力鋁活塞，鍍硬鉻活塞環(huán)，特殊活塞銷軸承；(2) 特殊高效和穩(wěn)定閥板結(jié)構(gòu)：最

31、小的死區(qū)和加大的通道截面；(3) 加大鐵芯電機(jī)：在高冷凝溫度下具有優(yōu)良的性能。 2. 殼管換熱器干式蒸發(fā)器和殼管冷凝器是海灣集團(tuán)與國內(nèi)著名專業(yè)配套廠商共同開發(fā)研制，專門為海灣集團(tuán)GSTHP水源中央空調(diào)機(jī)組特殊設(shè)計(jì)生產(chǎn)。其特點(diǎn)是：兩大器換熱系數(shù)高，制冷劑側(cè)和水側(cè)阻力損失小，結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)部的換熱管為高效螺紋銅管(換熱效率比同類產(chǎn)品高2030%)，筒體采用優(yōu)質(zhì)鋼板卷筒焊接而成，承壓能力高，氣密性好，運(yùn)行安全可靠、高效。3. 制冷管路配件制冷配件選用世界著名制冷配件制造商ALCO的產(chǎn)品： (1)平衡式熱力膨脹閥使用范圍廣，安裝方便快速；管道與感溫包之間傳熱良好，功能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)緊湊；釬焊焊接接口：一體式

32、熱力執(zhí)行元件、最佳密封效果；激光焊接的不銹鋼感溫元件：保證最佳調(diào)節(jié)功能、動(dòng)作迅速、膜片壽命長、耐壓強(qiáng)度高、耐腐蝕；雙平衡閥口設(shè)計(jì)，寬廣的負(fù)荷為蒸發(fā)溫度，冷凝溫度范圍提供準(zhǔn)確可靠的控制，特別適合夏季制冷、冬季制熱的水源中央空調(diào)。 (2)電磁閥閥體結(jié)構(gòu)緊湊，體積小；直接導(dǎo)通，動(dòng)作快捷，無須外力引導(dǎo)；工作壓力范圍廣，制冷劑經(jīng)過該閥時(shí)的壓力損失?。恍阅芸煽?，使用壽命長。 (3) 干燥過濾器、視鏡干燥過濾器選用高效過濾芯，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的水分和酸性物質(zhì) 具有極強(qiáng)的吸收能力，保證整個(gè)系統(tǒng)安全、可靠的運(yùn)行。視鏡-準(zhǔn)確的水分顯示，采用玻璃整體焊接，不存在泄露問 題，示劑對(duì)水和酸性物質(zhì)具有抗腐蝕性，因此使用壽命長，壓

33、力 損失小。4.先進(jìn)的機(jī)組控制系統(tǒng) 水源熱泵機(jī)組電控部分主要部件均采用進(jìn)口或合資產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，可靠性高。例如：法國施耐德接觸器，德田維那爾鑫寶母線式刀熔開關(guān)，德國鳳凰端子接線端子。機(jī)組的核心控制部分為我公司與意大利CAREL 公司、德國西門子公司聯(lián)合開發(fā)的水源熱泵專用控制器，其中硬件部分使用CAREL公司成熟的PCO系列微電腦控制器，結(jié)合我公司自己開發(fā)的水源熱泵專用控制程序使機(jī)組在智能化和網(wǎng)絡(luò)化方面優(yōu)于其它同類機(jī)組。本控制器主要具有以下特點(diǎn)：（1） 先進(jìn)的輸入輸出口管理?？刂破骶哂?路模擬量，12路開關(guān)量輸 入；13路開關(guān)量，2路模擬量輸出?？蓹z測(cè)和控制機(jī)組的各種工作 狀態(tài)。（2） 完善的信

34、息顯示?？刂破鞑捎肔CD液晶顯示屏，可以顯示每臺(tái)機(jī) 組的工作狀態(tài)、測(cè)量參數(shù)、報(bào)警信息、維護(hù)信息以及各種內(nèi)置參 數(shù)的設(shè)定等。全部顯示均為文字信息，清晰直觀。（3） 靈活方便的參數(shù)設(shè)置?？刂破骶哂邪耸鄠€(gè)可以改變的內(nèi)置參數(shù)， 通過這些參數(shù)的設(shè)定可隨時(shí)調(diào)整機(jī)組的工作狀態(tài)，以使機(jī)組更加 適應(yīng)用戶的現(xiàn)場(chǎng)需要。（4） 先進(jìn)的口令操作管理。控制器具有三級(jí)口令操作，針對(duì)不同的對(duì)象 限定了不同的操作權(quán)限，以確保機(jī)組不會(huì)因誤操作而損壞。（5） 可方便的升級(jí)為網(wǎng)絡(luò)控制管理。當(dāng)有多臺(tái)機(jī)組時(shí)，利用控制器的網(wǎng) 絡(luò)管理功能可以方便的構(gòu)成一個(gè)局域網(wǎng)系統(tǒng)。使整個(gè)系統(tǒng)可以由 一個(gè)或幾個(gè)手操器控制，從而使多機(jī)系統(tǒng)具有了輪值，備份及

35、遠(yuǎn) 程控制等先進(jìn)功能。還可以連接網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)隨時(shí)記錄各種所需信息。（6） 可簡便地接入小區(qū)智能監(jiān)控系統(tǒng)(BMS)。通過控制器的網(wǎng)絡(luò)功能 可以組成集中控制和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。 這些設(shè)備可以是本地的也可以是異地的(通過調(diào)制解調(diào)器和公共 電話交換網(wǎng))。通過相應(yīng)的附件可以將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為與大多數(shù)的 樓宇控制系統(tǒng)相兼容，從而可以方便的接入樓宇控制系統(tǒng)。2.2.5 GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組使用的制冷劑R22GSTHP型水源中央空調(diào)機(jī)組使用的工質(zhì)是R22，是整個(gè)系統(tǒng)中“充滿活力”的工作流體，在系統(tǒng)各部件之間循環(huán)流動(dòng)來實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換與傳遞，以達(dá)到熱泵從低溫?zé)嵩次鼰嵯蚋邷責(zé)嵩捶艧岬哪康?。R2

36、2是應(yīng)用最為廣泛的制冷工質(zhì)，使用性能在眾多制冷工質(zhì)中是獨(dú)一無二的。在CFC問題出現(xiàn)后，因?yàn)樗休^好的環(huán)境可按受性，用來取代R11、R12、R502等的最方便而有效的一種過渡性替代工質(zhì)。1蒙特利爾議定書1995年12月份規(guī)定：(1) 對(duì)CFC，包括CFC11、CFCl2、CFCll3、CFCll4、CFCll5等氯氟 烴物質(zhì)以及哈龍1211(即12B1)、哈龍1301(即13B1)、哈龍2402 (即114B2) A 對(duì)發(fā)達(dá)國家，規(guī)定從1996年1月1日起完全停止生產(chǎn)與消費(fèi)； B 對(duì)發(fā)展中國家(CFC年人均消耗量小于0.3kg)最后停用的日期 是2010年。(2) 對(duì)HCFC，包括HCFC22、

37、HCFCl42b、HCFCl23等 A 對(duì)發(fā)達(dá)國家，從1996年起凍結(jié)生產(chǎn)量，2004年開始削減，至2020年完全停用： B 對(duì)發(fā)展中國家，從2016年開始凍結(jié)生產(chǎn)量，到2040年完全停用。2. R22工質(zhì)的物理性能及參數(shù)，見表2-2 表2-2代號(hào)名稱化學(xué)分子式相對(duì)分子量標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)/凝固點(diǎn)臨界溫度/臨界壓力kPa臨界比容l/Kg22二氟二氯甲烷CHClF286.48-40.76-1609649741.9043. 幾種常用制冷介質(zhì)對(duì)環(huán)境的影響，見表2-3 表2-3 介質(zhì)化學(xué)式對(duì)臭氧層的影響相對(duì)溫度效應(yīng)系數(shù)CFC-11CCl3F1.00.4CFC-12CCl2F20.91.0CFC-113CCl2F

38、ClF20.80.30.8CFC-114CClF2CClF20.60.51.5CFC-115CClF2CF30.313HCFC-22CHClF20.050.07CFC-134aCH2FCF300.08 注：瑞典某公司試驗(yàn)結(jié)果顯示，使用HPC-134a代替CFC類介質(zhì)，機(jī)組效率系數(shù)降低25%。第三節(jié) 壓機(jī)的選型及比較2.3.1 壓機(jī)的分類壓縮機(jī)是蒸汽壓縮式熱泵系統(tǒng)中的動(dòng)力源，是決定系統(tǒng)能力大小的關(guān)鍵部件，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行性能、噪音、振動(dòng)、維護(hù)和使用壽命等有著直接的影響。從壓縮機(jī)工作原理上看，各類壓機(jī)都可用于制冷機(jī)和熱泵中，但必須根據(jù)其各自運(yùn)行的工況和條件的差別做專門的設(shè)計(jì)，以保證在各自應(yīng)用場(chǎng)所下工作

39、的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。壓縮機(jī)根據(jù)其熱力學(xué)原理，可分為容積型和速度型兩類，容積型壓機(jī)有兩 種)型式：往復(fù)活塞式(往復(fù)式)和回轉(zhuǎn)式；根據(jù)壓機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式、滑片式、螺桿式(又稱雙螺桿式)、單螺桿式、渦旋式；速度型壓機(jī)主要 指離心式壓縮機(jī)，下圖表示了制冷及熱泵用壓機(jī)的分類其結(jié)構(gòu)示意圖。本章主 要介紹活塞式往復(fù)壓機(jī)及雙螺桿式壓機(jī)。壓縮機(jī)容積型 速度型往復(fù)式 回轉(zhuǎn)式 離心式 滾 滑 單 雙 渦 動(dòng) 片 螺 螺 旋 轉(zhuǎn) 式 桿 桿 式 子 式 式 式 制冷及熱泵用壓縮機(jī)分類示意圖2.3.2 熱泵用壓機(jī)的特點(diǎn)和要求要認(rèn)識(shí)熱泵設(shè)計(jì)和應(yīng)用所涉及到的問題，首先要了解熱泵用壓縮機(jī)的一些特殊性。1. 壓縮機(jī)要

40、能在蒸發(fā)溫度-15+15、冷凝溫度65下正常工作。在很低的環(huán)境溫度下，熱泵系統(tǒng)的工作實(shí)際上相當(dāng)于低溫制冷系統(tǒng)，而目前熱泵中常用的制冷劑為R22，其結(jié)果是壓機(jī)工作的壓比高，排氣溫度高，吸氣密度小，質(zhì)量流量下降。在機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，由于壓比大，壓差大，軸承中的承載油膜會(huì)遭到破壞(如活塞銷軸承)，而招致嚴(yán)重磨損。為此，有必要加大這些軸承的支承面積，改進(jìn)軸承材料(如采用有聚四氟乙烯滲入的軸承材料)。2. 壓機(jī)安裝處的溫度低于室內(nèi)機(jī)組中蒸發(fā)器的溫度時(shí)，如果壓機(jī)停機(jī)，則蒸發(fā)器中的液體制冷劑將不斷蒸發(fā)，經(jīng)過壓機(jī)吸氣管而冷在壓機(jī)的曲軸箱或機(jī)殼中冷凝，與潤滑油混合在一起，壓機(jī)所在的環(huán)境溫度越冷，停機(jī)的時(shí)間越長，則凝

41、聚在曲軸箱或機(jī)殼中的制冷劑越多，使液面高度上升。就是所謂制冷劑在系統(tǒng)中遷移的現(xiàn)象，它會(huì)帶來以下兩種不利的后果：一是、一旦熱泵重新啟動(dòng)，曲軸箱中壓力驟然下降，制冷劑-潤滑油混合物沸騰發(fā)泡，容易引發(fā)壓機(jī)的液擊和曲軸箱中失油的嚴(yán)重情況。二是，潤滑油中溶有較大比例的制冷劑會(huì)大大降低其潤滑性能，使運(yùn)行時(shí)軸承潤滑惡化以至燒毀。3. 在制冷空調(diào)用壓機(jī)中的吸氣舌簧閥的設(shè)計(jì)是按吸入過熱蒸汽考慮，吸氣流中略帶液滴也能承受。但在熱泵用壓機(jī)中，吸氣流中所帶液滴的大小和數(shù)量往往會(huì)大量增加，使閥的應(yīng)力大大上升，因此，要對(duì)舌簧閥中的閥片強(qiáng)度，吸氣孔大小作專門設(shè)計(jì)，以確保承受液滴沖擊帶來的閥片抖動(dòng)和過大的彎曲。4. 熱泵用壓

42、機(jī)的運(yùn)行部件要比通常用壓機(jī)惡劣；另一方面，熱泵用壓機(jī)往往嚴(yán)冬酷夏都要使用，每年累計(jì)的運(yùn)行時(shí)間長，工況變化范圍大，因此，對(duì)它的工作可靠性要求高，使用壽命要求長。5. 封閉式壓機(jī)中其內(nèi)置電動(dòng)機(jī)由吸氣冷卻而帶走的熱量可轉(zhuǎn)移到冷凝器中變?yōu)闊岜玫闹评淞浚硗馕氲臐裾羝麜?huì)被電動(dòng)機(jī)加熱而氣化，有利于避免氣缸進(jìn)液。6. 對(duì)于水源中央空調(diào)熱泵用壓機(jī)，由于水溫不會(huì)很低，沒有除霜和較低溫度氣候所帶來的問題。對(duì)于通常水源溫度，壓機(jī)的機(jī)械負(fù)荷不會(huì)很高，因此工作條件不會(huì)象空氣源熱泵用壓機(jī)那樣嚴(yán)酷，但這類系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間長，其可靠性主要決定于其對(duì)長期運(yùn)行的適應(yīng)能力。2.3.3 活塞式壓機(jī)與螺桿式壓機(jī)的簡單對(duì)比本節(jié)所討論的活

43、塞式壓機(jī)與螺桿式壓機(jī)的對(duì)比，主要是指半封閉活塞壓機(jī)與半封閉雙螺桿壓機(jī)結(jié)合GSTHP型水源熱泵主機(jī)系統(tǒng)選型而言，結(jié)合海灣集團(tuán)的企業(yè)狀況而論。我公司新推入市場(chǎng)的水源中央空調(diào)機(jī)組，可供應(yīng)55的水，不僅適用中央空調(diào)系統(tǒng)，還可適用于暖氣系統(tǒng)的改造。由于上述特點(diǎn)，在初期設(shè)計(jì)系統(tǒng)選擇壓機(jī)時(shí)，就必須要考慮，選擇什么型式的壓機(jī)能夠滿足設(shè)計(jì)要求。螺桿式壓機(jī)與活塞式壓機(jī)的簡單對(duì)比 表2-4項(xiàng) 日螺桿式壓機(jī)活塞式壓機(jī)發(fā)展歷史50年代興起的新興技術(shù)，發(fā)展迅速體現(xiàn)了較好的市場(chǎng)前景130多年的發(fā)展史，技術(shù)較成熟，形式基本定樣結(jié)構(gòu)，主要部件一對(duì)主、副轉(zhuǎn)子，軸承，油分離器活塞、連桿、曲軸、缸套、曲軸箱單機(jī)功率范圍101000k

44、w0.1150kw壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍Tc2062Te-3010Tcl062Te-3012環(huán)境溫度-1050-3060排氣高溫保護(hù)設(shè)定跳脫溫度：1052.5復(fù)位溫度：952.5加噴液系統(tǒng)(95)不必加噴液系統(tǒng)轉(zhuǎn) 速1450轉(zhuǎn)分2900轉(zhuǎn)分耐液擊性螺桿壓機(jī)的轉(zhuǎn)子受高溫高壓冷媒氣體的作用，產(chǎn)生軸間推力，作用于軸承上，在傳動(dòng)時(shí)極易損傷軸承，所以軸承要特殊考慮機(jī)械性能，耐液擊性較好。如回氣溫度太低，易產(chǎn)生液擊防高溫設(shè)噴液螺桿轉(zhuǎn)子與軸承之間溫度高至120以上時(shí)，潤滑油易碳化，造成“拖軸”現(xiàn)象，所以必須加噴液系統(tǒng)進(jìn)行噴液降溫，但降低效率15%左右。無需加噴液系統(tǒng)噪音螺桿壓機(jī)由于螺桿相互嚙合高速旋轉(zhuǎn)，因此在運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)

45、生很大噪音，而且是啟動(dòng)時(shí)噪音尖銳，82dB。75dB經(jīng)濟(jì)成本高低 第四節(jié) 不同冷、熱源主機(jī)設(shè)備的比較 冷、熱源主機(jī)設(shè)備的選型對(duì)于每一個(gè)業(yè)主來說都是一件較費(fèi)心的事，主機(jī)品種繁多，各有特色使用戶如霧里看花。何種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)，必須進(jìn)行仔細(xì)分析及比較，一般考慮以下幾個(gè)方面：1. 系統(tǒng)設(shè)備投資；2. 使用安全、可靠；3. 機(jī)房占用面積；4. 運(yùn)行費(fèi)用；5. 維護(hù)管理2.4.1 水源中央空調(diào)主機(jī)與其它常用中央空調(diào)冷熱源主機(jī)設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)：表2 -5區(qū)別類別占用機(jī)房面積（百分比是占用面積與建筑面積之比）主機(jī)壽命水資源消耗驅(qū)動(dòng)能源環(huán)境保護(hù)水源中央空調(diào)主機(jī)需冷凍站（0.61.2%）不占屋頂面積，水井占地（

46、可做地下泵房）15年無電能COP：3.65.2無礦物能源燃燒污染風(fēng)冷熱泵無需冷凍站，占用屋頂面積3%15年無電能COP：2.53.2無燃燒污染有一定噪音，-8不能正常制熱溴化鋰直燃機(jī)需冷凍站（1.2%）冷卻塔占用屋頂面積（1.52%）油罐占地10 年冷卻水循環(huán)水量25%燃油或燃?xì)庥腥紵廴居幸欢ㄔ胍簦ɡ鋮s塔）水冷冷水機(jī)組+燃油熱水需冷凍站及鍋爐房（2%）冷卻塔占用屋面面積（1.21.6%）油罐占地冷水機(jī)組15年燃油鍋爐10年冷卻水循環(huán)水量2%冬天：燃油夏天：電能有燃燒污染（冬）有一定噪音（夏）第三章 水源中央空調(diào)系統(tǒng)的水源水系統(tǒng)第一節(jié) 水源中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水源水系統(tǒng)的要求水源是應(yīng)用水源中央空調(diào)系

47、統(tǒng)的前提，水源水系統(tǒng)的水量、水溫、水質(zhì)和供水穩(wěn)定性是影響水源中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行工效的重要因素。應(yīng)用GSTHP型水源中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)水源水系統(tǒng)的原則要求是：水量充足，水溫適度，水質(zhì)適宜，供水穩(wěn)定。具體說，水源的水量應(yīng)當(dāng)充足夠用，能滿足用戶制熱負(fù)荷或制冷負(fù)荷的需要。如水量不足，機(jī)組的制熱量和制冷量將隨之減少，達(dá)不到用戶要求。水源的水溫要適度，在制熱運(yùn)行工況水源水直接進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)，應(yīng)為10-22；在制冷運(yùn)行工況水源水直接進(jìn)入冷凝器時(shí)，水源水的溫度應(yīng)為1840。水源的水質(zhì)，應(yīng)適宜于系統(tǒng)機(jī)組、管道和閥門的材質(zhì)，不至于產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕損壞。水源水系統(tǒng)供水保證率要高，供水功能具有長期可靠性，能保證水源中央空調(diào)

48、系統(tǒng)長期和穩(wěn)定運(yùn)行。水源中央空調(diào)系統(tǒng)的水源水系統(tǒng)，一般應(yīng)包括水源、取水構(gòu)筑物、輸水管道和水處理等部分。第二節(jié) 水源水質(zhì)3.2.1 水源原則上講，凡是水量、水溫能夠滿足用戶制熱負(fù)荷或制冷復(fù)荷的需要，水質(zhì)對(duì)機(jī)組設(shè)備不產(chǎn)生腐蝕損壞的任何水源都可作為GSTHP型水源中央空調(diào)系統(tǒng)利用的水源，既可以是再生水源，也可以是自然水源。1. 再生水源是指人工利用后排放但經(jīng)過處理的城市生活污水、工業(yè)廢水、礦山 廢水、油田廢水和熱電廠冷卻水等水源。有條件利用再生水源的用戶， 變廢為利，可減少初投資，節(jié)約水資源。但對(duì)大多數(shù)用戶來說，可供選 擇的是自然界中的水源。 2. 自然界中的水源自然界中的水分布于大氣圈、地球表面和

49、地殼巖石中，分別稱之為 大氣水、地表水和地下水。陸地上的地表水和地下水均來自于大氣降水。 (1) 地表水中的海水約占自然界水總儲(chǔ)量的96.5%。濱海城市有條件利用海水，國外有應(yīng)用海水作熱泵水源的實(shí)例。我國一些沿海城市利用海水作工業(yè)冷卻水源已有多年歷史。近年，國內(nèi)有用海水 作熱泵水源的研究，但海水水源熱泵技術(shù)的實(shí)用化尚待時(shí)日。陸 地上的地表水，即江、河、湖、水庫水比海水和地下水礦化度低， 但含泥沙等固體顆粒物、膠質(zhì)懸浮物及藻類等有機(jī)物較多，含砂 量和渾濁度較高，須經(jīng)必要處理方可作熱泵水源。(2) 地下水是指埋藏和運(yùn)移在地表以下含水層中的水體。分布廣泛， 水質(zhì)比地表水好，水溫隨氣候變化比地表水小，

50、是水源中央空調(diào) 可以利用的較為理想的水源。就某項(xiàng)具體工程而言，應(yīng)從實(shí)際情況出發(fā)，判斷是否具備可利用的水 源。不同工程的場(chǎng)地環(huán)境和水文地質(zhì)條件千差萬別，可利用的水源各不相 同，應(yīng)因地制宜地選擇適用水源。當(dāng)有不同水源可供選擇時(shí)，應(yīng)通過技術(shù) 經(jīng)濟(jì)分析比較，擇優(yōu)確定。一項(xiàng)工程所需水量多少由該工程負(fù)荷與機(jī)組性 能確定，所選擇的水源水量應(yīng)滿足負(fù)荷要求。如水量略有不足，其缺口可 采取一定輔助彌補(bǔ)措施解決。如缺口較大，就不能應(yīng)用水源熱泵，而應(yīng)考 慮其他方案。3.2.2 水質(zhì)自然界中的水處于無休止的循環(huán)運(yùn)動(dòng)之中，不斷與大氣、土壤和巖石等環(huán)境介質(zhì)接觸、互相作用，使其具有復(fù)雜的化學(xué)成分、化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)。應(yīng)用GS

51、THP型水源中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí)，除應(yīng)關(guān)心水源水量外，還應(yīng)關(guān)注水的溫度、化學(xué)成分、渾濁度、硬度、礦化度和腐蝕性等因素，但目前對(duì)水源熱泵的水質(zhì)尚無有關(guān)規(guī)定，可借鑒冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)作參考。 1. 溫度(1) 地表水水溫隨季節(jié)、緯度和高程不同而變化。長江以北和高原地區(qū)， 冬季地表水結(jié)冰，無法利用于制熱供暖。夏季水溫一般低于30， 可用于制冷空調(diào)。(2) 地下水水溫隨自然地理環(huán)境、地質(zhì)條件及循環(huán)深度不同而變化。近地表處為變溫帶，變溫帶之下的一定深度為恒溫帶，地下水溫不受太陽輻射影響。不同緯度地區(qū)的恒溫帶深度不同，水溫變化范圍1022，完全適宜于水源中央空調(diào)系統(tǒng)利用。由恒溫帶向下，地下水溫度隨深度增加而升高，增

52、高多少取決于不同地域和不同巖性的地?zé)嵩鰷芈?。地殼平均地?zé)嵩鰷芈蕿槊?00米2.5，大于這一數(shù)值叫做地?zé)岙惓?。富含地下水的地?zé)岙惓^(qū)可形成地?zé)崽铩?jù)1997年統(tǒng)計(jì)數(shù)字，全國已發(fā)現(xiàn)地?zé)狳c(diǎn)3200多處，開發(fā)利用130處地?zé)崽?，年開采地?zé)崴?.45億立方米。目前，許多地?zé)嵊脩襞欧艞壦疁囟容^高(約40)。應(yīng)用水源中央空調(diào)系統(tǒng)，可以使棄水中的30溫差得到再利用，大大提高地?zé)崮芾寐省?. 含砂量與渾濁度有些水源含有泥沙、有機(jī)物與膠體懸浮物，使水變得渾濁。水源含砂量高對(duì)機(jī)組和管閥會(huì)造成磨損。含砂量和渾濁度高的水用于地下水回灌會(huì)造成含水層堵塞。用于水源中央空調(diào)系統(tǒng)的水源，含砂量應(yīng)小于1/20萬。僅作空調(diào)用的冷卻水渾濁度為50-150毫克升，向地下含水層回灌的水渾濁度為20毫克/升。如果水源中央空調(diào)系統(tǒng)中裝有板式換熱器，則要求水源水中固體顆粒物的粒徑應(yīng)0.5毫米。3. 水的化學(xué)成分及其化學(xué)性質(zhì)自然界水中溶有不同離子、分子、化合物和氣體。水中分布最廣的離子有七種，即Cl-、SO42-、HC03-、Na+、K+、Ca2+與Mg2+