水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)課件

1、1水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的定義、原理n水環(huán)熱泵發(fā)展歷史與現(xiàn)狀水環(huán)熱泵發(fā)展歷史與現(xiàn)狀n水源熱泵的定義水源熱泵的定義 指以水為熱源的可進行制冷指以水為熱源的可進行制冷/ /制熱的一種熱泵制熱的一種熱泵型整體式水型整體式水空氣或水空氣或水水空調(diào)裝置水空調(diào)裝置 2水源熱泵機組的分類一是可用于集中供冷、一是可用于集中供冷、供熱的水供熱的水水熱泵機組，水熱泵機組，無四通換向閥，靠閥門無四通換向閥，靠閥門轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換3二是小型的水二是小型的水空氣熱空氣熱泵機組泵機組 4系統(tǒng)流程5水源熱泵機組機組標準水源熱泵機組機組標準 nANSI/ARI 320-1993ANSI/ARI 320-1993水源熱泵（水源熱泵（Wate

2、r-Source Heat Water-Source Heat PumpPump） 制冷工況：進水溫度制冷工況：進水溫度85 85 F (29.4 ), F (29.4 ), 出水溫度出水溫度9595F F (35(35） 供熱工況：進水溫度供熱工況：進水溫度7070F F（21.121.1），水量同制冷工況。），水量同制冷工況。nANSI/ARI 325-1993ANSI/ARI 325-1993地下水源熱泵（地下水源熱泵（Ground Water-Ground Water-Source Heat PumpSource Heat Pump） 制冷工況：進水溫度制冷工況：進水溫度7070F F

3、（21.121.1）水量由制造廠規(guī)定）水量由制造廠規(guī)定 供熱工況：進水溫度供熱工況：進水溫度50 50 F F（1010），水量同制冷工況。），水量同制冷工況。6nANSI/ARI 330-1993ANSI/ARI 330-1993地源閉式環(huán)路熱泵地源閉式環(huán)路熱泵Ground-Ground-Source Closed-LoopSource Closed-Loop） 制冷工況：進水溫度制冷工況：進水溫度7777F F（2525）水量由制造廠規(guī)定）水量由制造廠規(guī)定 供熱工況：進水溫度供熱工況：進水溫度32 32 F F （00），水量同制冷工況。），水量同制冷工況。 20002000年年1 1月月

4、1 1日起，這三條有關(guān)水源熱泵的標準日起，這三條有關(guān)水源熱泵的標準ANSI/ARI 320ANSI/ARI 320，325325，330330將被新的國際標準將被新的國際標準ARI/ISO-13256-1ARI/ISO-13256-1所取代所取代 7水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的定義與原理2143561 閉式冷卻塔 2 加熱裝置8910水環(huán)熱泵空調(diào)機系統(tǒng)的運行工況分析水環(huán)熱泵空調(diào)機系統(tǒng)的運行工況分析 214356563412a)b)d534126c)453126在何種條件下最節(jié)能節(jié)能？11系統(tǒng)冷卻塔與加熱設(shè)備的選型系統(tǒng)冷卻塔與加熱設(shè)備的選型n冷卻塔的選擇 已知前提： 所需冷卻水量(L/S)要求從幾攝氏度冷

5、卻到幾攝氏度 冷卻塔安裝地點的濕球溫度 選型程序 同時使用系數(shù)的選取計算系統(tǒng)排熱量冷卻塔水流量的確定冷卻塔進、出水溫度的確定冷卻塔型號的確定 12n同時使用系數(shù)同時使用系數(shù), , 一般取一般取0.80.81.01.0之間，按具之間，按具體使用情況定體使用情況定 n系統(tǒng)排熱量按夏季空調(diào)設(shè)計工況進行計算，同系統(tǒng)排熱量按夏季空調(diào)設(shè)計工況進行計算，同時考慮熱泵壓縮機輸入功時考慮熱泵壓縮機輸入功 n單臺水源熱泵的水流量由產(chǎn)品樣本提供，對多單臺水源熱泵的水流量由產(chǎn)品樣本提供，對多臺水源熱泵機組，系統(tǒng)水流量范圍在臺水源熱泵機組，系統(tǒng)水流量范圍在0.14-0.14-0.21L/S0.21L/SUST(USTU

6、ST(UST為美制冷噸為美制冷噸, ,下同下同) )之間之間, ,一般一般取取0.19L/S0.19L/SUST,UST,該值與工程所在地室外設(shè)計濕該值與工程所在地室外設(shè)計濕球溫度有關(guān)球溫度有關(guān)13n冷卻塔出水溫度冷卻塔出水溫度T1T1按相應(yīng)濕球溫度查取，按相應(yīng)濕球溫度查取，n冷卻塔進水溫度冷卻塔進水溫度T2T2隨使用情況變化而變化，隨使用情況變化而變化， 設(shè)計時由式設(shè)計時由式T2=TST2=TS+ T1+ T1（1-1-）確定，式中）確定，式中TSTS為為熱泵機組夏季設(shè)計工況下出水溫度，一般取熱泵機組夏季設(shè)計工況下出水溫度，一般取4141。 14n加熱裝置的選擇加熱裝置的選擇 一般應(yīng)先計算出

7、建筑物的熱負荷， 減去總的水/空氣熱泵機組的壓縮功、回收冷凝熱， 最后乘以適當(dāng)?shù)耐瑫r使用系數(shù)， 得出加熱裝置的容量。 加熱設(shè)備的類型與設(shè)置15水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的控制 n控制方法控制方法n控制對象控制對象由于水環(huán)熱泵系統(tǒng)布置的分散性，其控制一般利用區(qū)域感溫器和中央控制柜結(jié)合手控實現(xiàn)。 水源熱泵機組、附屬設(shè)備（冷卻塔、輔助熱源、循環(huán)水泵等）的控制與保護，系統(tǒng)的控制與保護。16n冷卻塔控制冷卻塔控制 控制程序：控制程序： 打開排氣閥，產(chǎn)生對流冷卻打開排氣閥，產(chǎn)生對流冷卻啟動噴淋泵，淋溫啟動噴淋泵，淋溫管束，產(chǎn)生蒸發(fā)冷卻管束，產(chǎn)生蒸發(fā)冷卻啟動風(fēng)機，產(chǎn)生強迫對流啟動風(fēng)機，產(chǎn)生強迫對

8、流和蒸發(fā)冷卻和蒸發(fā)冷卻控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速，節(jié)能運行。控制風(fēng)機轉(zhuǎn)速，節(jié)能運行。17n 輔助熱源的控制輔助熱源的控制 冬季水環(huán)熱泵系統(tǒng)通過檢測環(huán)路水溫控制鍋爐或其它加熱設(shè)備的啟停，使之控制在環(huán)路水溫10-21范圍內(nèi)運行。18n循環(huán)水泵控制循環(huán)水泵控制 n主泵連續(xù)運行主泵連續(xù)運行n主泵故障或系統(tǒng)缺水時備用泵自動投入運行主泵故障或系統(tǒng)缺水時備用泵自動投入運行n 若持續(xù)缺水則停止系統(tǒng)運行。若持續(xù)缺水則停止系統(tǒng)運行。n 由于水環(huán)熱泵系統(tǒng)中循環(huán)水泵耗電占較大比例，由于水環(huán)熱泵系統(tǒng)中循環(huán)水泵耗電占較大比例，使用變頻泵是節(jié)省運行費用的重要措施。使用變頻泵是節(jié)省運行費用的重要措施。 19n系統(tǒng)保護系統(tǒng)保護 n主循環(huán)泵和

9、備用泵交替運行；主循環(huán)泵和備用泵交替運行；n水環(huán)路發(fā)生故障時停止所有的水水環(huán)路發(fā)生故障時停止所有的水/ /空氣熱泵機組空氣熱泵機組n水泵停止時任何熱泵機組不得啟動水泵停止時任何熱泵機組不得啟動 20水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)缺點 節(jié)約能源節(jié)約能源 投資成本低投資成本低 應(yīng)用簡單應(yīng)用簡單 管理靈活管理靈活壓縮機的功率較大，因而 機組噪聲較大利用新風(fēng)比較麻煩必須同建筑和室內(nèi)裝潢緊密配合，優(yōu)點缺點21水環(huán)熱泵空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍 n從節(jié)能的角度來考慮從節(jié)能的角度來考慮 n從業(yè)主經(jīng)濟角度來考慮從業(yè)主經(jīng)濟角度來考慮 n從初投資角度來考慮從初投資角度來考慮 22系統(tǒng)設(shè)計要點n水水/ /空氣熱泵機組容量的確定空氣熱

10、泵機組容量的確定 （1 1）室內(nèi)水）室內(nèi)水/ /空氣熱泵機組制冷量（或制熱量）的大小是機空氣熱泵機組制冷量（或制熱量）的大小是機組進風(fēng)參數(shù)、風(fēng)量、水環(huán)路進水溫度、機組水量等參數(shù)的組進風(fēng)參數(shù)、風(fēng)量、水環(huán)路進水溫度、機組水量等參數(shù)的函數(shù)。因此，設(shè)計時要按實際運行中工況（實際設(shè)計的室函數(shù)。因此，設(shè)計時要按實際運行中工況（實際設(shè)計的室溫和環(huán)路進水溫度）來確定水溫和環(huán)路進水溫度）來確定水/ /空氣熱泵機組的容量?？諝鉄岜脵C組的容量。（2 2）通常，將從室內(nèi)水）通常，將從室內(nèi)水/ /空氣熱泵機組總制冷量中減去風(fēng)機空氣熱泵機組總制冷量中減去風(fēng)機電動機的輸入功率后的值稱為機組的計算凈制冷量。機組電動機的輸入功

11、率后的值稱為機組的計算凈制冷量。機組的計算凈制冷量才是真正能消除室內(nèi)余熱的部分。的計算凈制冷量才是真正能消除室內(nèi)余熱的部分。（3 3）選擇機組時，對周邊區(qū)的房間來說，室內(nèi)水）選擇機組時，對周邊區(qū)的房間來說，室內(nèi)水/ /空氣熱泵空氣熱泵機組應(yīng)同時能滿足冬、夏季設(shè)計工況下的要求。對內(nèi)區(qū)房機組應(yīng)同時能滿足冬、夏季設(shè)計工況下的要求。對內(nèi)區(qū)房間來說，水間來說，水/ /空氣熱泵機組僅按夏季設(shè)計工況選取?？諝鉄岜脵C組僅按夏季設(shè)計工況選取。23n環(huán)路水管道的設(shè)計環(huán)路水管道的設(shè)計 確定水循環(huán)管路管徑時，應(yīng)保證輸送能力，并確定水循環(huán)管路管徑時，應(yīng)保證輸送能力，并使損失和水流噪聲減少到最小使損失和水流噪聲減少到最小

12、 推薦流速推薦流速1.2 m/s 最低極限流速：最低極限流速：0.45-0.6 m/s 24n機組風(fēng)道的設(shè)計機組風(fēng)道的設(shè)計 （1)1)設(shè)計中要根據(jù)機組提供的機外余壓值的大設(shè)計中要根據(jù)機組提供的機外余壓值的大小來設(shè)計機組風(fēng)管尺寸，否則將會影響機組小來設(shè)計機組風(fēng)管尺寸，否則將會影響機組的送風(fēng)量。的送風(fēng)量。（2 2）一般來說，機組的機外余壓不大，因此，）一般來說，機組的機外余壓不大，因此，風(fēng)管中風(fēng)速不宜過大，一般為風(fēng)管中風(fēng)速不宜過大，一般為2-3m/s2-3m/s25n冷卻裝置冷卻裝置的選擇的選擇26n加熱裝置的選擇加熱裝置的選擇n蓄熱熱裝置的設(shè)定蓄熱熱裝置的設(shè)定 高溫蓄熱裝置高溫蓄熱裝置 低溫蓄熱裝置低溫蓄熱裝置27低溫蓄熱裝置原理28高溫蓄熱裝置原理29水環(huán)熱泵系統(tǒng)的創(chuàng)新1131558792314121110tap water46ABCEDWHLPAC systems using solar energy as a low grade heat source30C73AD42B156From (to) deep wellTo (from) deep wellWLHPAC systems using deep well water as a low grade heat source31A56D4F1Cwater poolwater poolTo power