水源熱泵系統(tǒng)設計PPT課件45頁

1、 水源熱泵系統(tǒng)設計 水源熱泵空調系統(tǒng)的特點和分類5.2 水源熱泵空調系統(tǒng)的運行性能5.3 熱源(熱匯)水的處理方法與措施5.4 水源熱泵空調系統(tǒng)設計要點5.5 地下水源熱泵系統(tǒng)設計5.6 地表水源熱泵系統(tǒng)設計5.1 水源熱泵空調系統(tǒng)的特點和分類5.1.1 水源熱泵系統(tǒng)的特點5.1.2 水源熱泵機組的種類5.1.3 水源熱泵系統(tǒng)的分類返回首頁5.1.1 水源熱泵系統(tǒng)的特點 利用可再生能源，環(huán)保效益顯著 高效節(jié)能，運行費用低 運行安全穩(wěn)定，可靠性高 一機多用，分戶計量 5.1.2 水源熱泵機組的種類水源熱泵機組是指以水為熱源(匯)的可進行制冷/制熱的一種整體式熱泵機組，通常是水/空氣或水/水兩種水

2、源熱泵機組。目前常用的有兩類：一是小型的水/空氣熱泵機組和水/水熱泵機組 (四通換向閥功能轉換) ；二是可用于集中供熱、供冷的水/水熱泵機組，它以地下水、地表水、城市污水為熱源(閥門轉換)。 水源熱泵機組根據(jù)用途的不同，在ISO13256-1標準中被分為三種：（1）水源熱泵(Water-Source Heat Pump) 此種熱泵是采用循環(huán)流動的水作為熱源熱匯，而低品位熱能主要取自建筑自身的余熱，不足者由外部熱源補充。（2）地層水源熱泵(Ground Water-Source Heal Pump) 此種水源熱泵機組采用水井、湖泊、河流作為熱源熱匯，此時，低品位熱能取自天然水體。（3）地源閉式環(huán)

3、路熱泵(Ground-Source Closed-Loop Heal Pump) 此種熱泵采用閉式循環(huán)流體作為熱源與熱匯，低品位熱能取自土壤或地面水。5.1.3 水源熱泵系統(tǒng)的分類1.地下水源熱泵系統(tǒng)分散開式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng) 分散閉式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng)2.地表水源熱泵系統(tǒng)返回本節(jié)3.海水源熱泵系統(tǒng)4.污水源熱泵系統(tǒng)5.2 水源熱泵空調系統(tǒng)的運行性能5.2.1 水源熱泵機組的變工況性能5.2.2 影響水源熱泵系統(tǒng)運行性能的因素返回首頁5.2.1 水源熱泵機組的變工況性能5.2.2 影響水源熱泵系統(tǒng)運行性能的因素水源的水量、水溫、水質和供水穩(wěn)定性是影響水源熱泵系統(tǒng)運行效果的重要因素。 5.3

4、 熱源(熱匯)水的處理方法與措施5.3.1 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理方法5.3.2 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理措施5.3.1 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理方法水源熱泵機組的水源可使用程度總體上用兩大指標來衡量，即水質指標和水溫指標。水質指標指的是水的濁度、硬度以及藻類和微生物。水溫指標指的是水源在冬、夏季的溫度狀況。地表及淺層的水源一般都是生水。它們需經過水處理后方可送入機組使用。水處理方法主要有：除砂除鐵化學方法(俗稱加藥)靜電處理磁化處理離子交換高頻電子5.3.2 熱源(熱匯)循環(huán)水系統(tǒng)的水處理措施防垢防腐防生物粘泥防止海水腐蝕和防治海生生物污水的防堵塞與防腐蝕5.4 水源熱泵

5、空調系統(tǒng)設計要點5.4.1 水文地質工程勘察5.4.2 地下水回灌設計5.4.3 地表水取水設計5.4.4 與熱源(熱匯)交換的熱量計算5.4.5 水源熱泵機組的選擇5.4.6 海水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題返回首頁5.4.1 水文地質工程勘察工程場地狀況調查的主要內容場地規(guī)劃面積、形狀及坡度場地內已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布場地內樹木植被、池塘、排水溝及架空輸電線、電信電纜的分布場地內己有的、計劃修建的地下管線和地下構筑物的分布及其埋深場地內已有水井位置等地下水水文地質勘察勘察內容有：地下水類型；含水層巖性、分布、埋深及厚度；含水層的富水性和滲透性；

6、地下水徑流方向、速度和水力坡度；地下水水溫及其分布。水文地質試驗內容有：抽水試驗；回灌試驗；抽水和回灌試驗時，測定靜水位和動水位；測量井水水溫；取水樣并化驗分析水質；水流方向試驗；滲透率、流速試驗。地表水水文勘察勘察內容有：地表水源性質、水面用途、深度、面積及其分布；地表水水溫、水位動態(tài)變化；地表水流速和流量動態(tài)變化；地表水水質及其動態(tài)變化，引起腐蝕與結垢的主要化學成分；地表水利用現(xiàn)狀；地表水取水和回水的適宜地點及路線。5.4.2 地下水回灌設計對于開采的地下水應要求回灌，即將抽出的地下水，經地下水水源熱泵機組換熱后再注入到地下，且必須是等量回灌，即抽出的水量應與回灌的水量相等。同時回灌還可以

7、儲能，達到冬季回灌蓄冷為夏季空調用，夏季回灌熱為冬季供暖所用。5.4.2 地下水回灌設計為防止地下水資源受到污染，要嚴格控制人工回灌水質?；毓嗨|要堅守一個準則：回灌水的水質條件要等于甚至高于原地下水水質條件。另外，要求同層回灌，回灌井處的地質結構要有良好的覆蓋層和止水層，防止回灌后各個含水層相互貫通，引起水質污染。5.4.3 地表水取水設計地表水取水設計應考慮環(huán)境保護問題，冷熱交替問題，冷熱平衡問題。取水溫差過大會破壞生態(tài)環(huán)境取水、排水口位置不當機組運行效率會降低取水區(qū)域不當會損壞換熱盤管5.4.4 與熱源（熱匯）交換的熱量計算5.4.5 水源熱泵機組的選擇水源熱泵機組的選擇應注意以下幾個

8、問題:根據(jù)不同的水源選擇不同的水源熱泵機組 可選擇的有地表水源型、地下水源型和地耦管水源型。要考慮機組的工作溫度是否與水源的溫度相適應。在設計中一定要注意選用能效比高、部分負荷性能良好的水源熱泵機組。5.4.5 水源熱泵機組的選擇根據(jù)對水源是直接利用還是間接利用，選擇配有合適的制冷劑/水換熱器的機組。 板式換熱器換熱效率高，但它對水質的要求也很高。對水源水間接利用的系統(tǒng)中可選擇用板式制冷劑/水換熱器的機型。 殼管式換熱器的防堵能力較強。對水源水直接利用的系統(tǒng)，可選擇用殼管式制冷劑/水換熱器的機型。 對于含鹽濃度高，有腐蝕性物質的水源，選擇機組時，其換熱器一定要耐腐蝕。5.4.5 水源熱泵機組的

9、選擇進水溫度取決于所選擇的系統(tǒng)類型 例如，當采用地下水時其額定制冷工況的進水溫度為18，額定制熱工況的進水溫度為15；當采用地表水時其額定制冷工況的進水溫度為25，額定制熱工況的進水溫度為0。5.4.5 水源熱泵機組的選擇根據(jù)水源熱泵機組的實際運行工況和其特性曲線(或性能表)，選用水源熱泵機組 根據(jù)設計負荷選擇熱泵機組，機組的制冷量不應小于峰值冷負荷的95%，也不應超過峰值冷負荷的125%。機組制熱量一般應比設計熱負荷大一些。5.4.6 海水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題海水溫度差異較大海水含鹽高海洋生物潮汐和波浪泥砂淤積5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題污水流經管道和設備(換熱設備、水泵等)時，在換

10、熱表面上易發(fā)生積垢、微生物貼附生長形成生物膜、污水中油貼附在換熱面上形成油膜，漂浮物和懸浮固形物等堵塞管道和設備的入口。其最終的結果是出現(xiàn)污水的流動阻塞和由于熱阻的增加而惡化傳熱過程。由于設備結垢導致機組耗功增加。所以，在設計中一定要選擇能效比高的機組。5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題由于污水流動阻塞使換熱設備流動阻力不斷增大，引起污水量的不斷減少，同時傳熱熱阻的不斷增大，又引起傳熱系數(shù)的不斷減小，其供熱量隨運行時間的延長而衰減。污水源熱泵機組的運行穩(wěn)定性比其它水源熱泵差。在系統(tǒng)設計中應考慮穩(wěn)定性環(huán)節(jié)。5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問題由于污水的流動阻塞使污水源熱泵的運行管理和維修工作量大，應該預留一定的維護空間。例如，為了改善污水源熱泵運行特性，換熱面需要每日36 次水力沖洗，污水流動過程中，流量呈周期性變化，周期為一個月，周期末對污水換熱器進行高壓反沖洗。5.5 地下水源熱泵系統(tǒng)設計5.5.1 開式環(huán)路地下水系統(tǒng)設計5.5.2 閉式環(huán)路地下水系統(tǒng)設計5.5.3 熱源井的結構與設計要點返回首頁5.5.1 開式環(huán)路地下水系統(tǒng)設計5.5.1 開式環(huán)路地下水系統(tǒng)設計開式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng)的設計步驟:完成試驗井確定所需的地下水總水量供水井和回灌井設計確定水井群與熱泵機組的連接方式計算每組供水管和回水盤管的