熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用

1、熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用,2,內(nèi)容提要,熱泵技術(shù)及評價 熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用形式 熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中應(yīng)用應(yīng)注意的問題 熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用實例,1. 熱泵技術(shù)及評價 1.1 熱泵定義,熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置 熱泵也就是像泵那樣，可以把不能直接利用的低位熱能(如空氣、土壤、水中所含的熱能、太陽能、工業(yè)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而達到節(jié)約部分高位能（如煤、燃氣、油、電能等）的目的,3,熱泵定義的理解,熱泵雖然需要消耗一定量的高位能，但所供給用戶的熱量卻是消耗的高位熱能與吸取的低位熱能的總和。因此，熱泵是一種節(jié)能裝置。 熱泵可設(shè)想為節(jié)能裝

2、置（或稱節(jié)能機械），由動力機和工作機組成熱泵機組。利用高位能來推動動力機（如汽輪機、燃氣機、燃油機、電機等），然后再由動力機來驅(qū)動工作機（如制冷機、噴射器）運轉(zhuǎn)，工作機像泵一樣，把低位的熱能輸送至較高品位，以向用戶供熱。 熱泵既遵循熱力學(xué)第一定律，在熱量傳遞與轉(zhuǎn)換的過程中，遵循著守恒的數(shù)量關(guān)系；又遵循熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)的、不付代價的、自動的從低溫物體轉(zhuǎn)移至高溫物體。在熱泵定義中明確指出，熱泵是靠高位能拖動，迫使熱量由低溫物體傳遞給高溫物體。,4,5,6,1.2 熱泵供熱與傳統(tǒng)供熱 傳統(tǒng)供暖模式示意圖,7,兩種供暖模式,(a)電供暖 (b)熱泵供暖,8,2008年12月17日，歐盟指

3、令認可了空氣源熱泵和水源熱泵為“可再生能源技術(shù)”,9,熱泵空調(diào)系統(tǒng)實現(xiàn)了科學(xué)配置能源,1.3 熱泵的驅(qū)動能源,原則上可用各種發(fā)動機來做熱泵的驅(qū)動裝置 用電動機作為熱泵的驅(qū)動裝置 用燃料發(fā)動機（柴油機、汽油機或燃氣輪機等）作為熱泵的驅(qū)動裝置 用外燃機（斯特林發(fā)動機、鍋爐）作為熱泵的驅(qū)動裝置 但是，目前小型熱泵和大部分大型熱泵的驅(qū)動裝置仍然都以電動機為主。因此，熱泵的驅(qū)動能源主要是電能，其次是液體燃料（汽油、柴油等）、燃氣等,10,電動機驅(qū)動,單相或三相交流電動機是熱泵中用的最普遍的驅(qū)動裝置 。只要電動機選配恰當，它就能平穩(wěn)、可靠和高效率地運轉(zhuǎn)。因此，在可預(yù)見的一段時間內(nèi)電能將繼續(xù)是各類熱泵的主要

4、動力。 常用的電能驅(qū)動裝置主要有：單相交流電動機、三相交流異步電動機、直流電動機、變頻電動機,11,燃料發(fā)動機驅(qū)動,燃料發(fā)動機按熱機工作原理不同有內(nèi)燃機和燃氣輪機兩種。從機器結(jié)構(gòu)形式上分有往復(fù)式和透平式的。內(nèi)燃機可以用液體燃料或氣體燃料，根據(jù)采用的燃料不同，有柴油機、汽油機、燃氣機等。 驅(qū)動熱泵用的燃料發(fā)動機主要有：柴油機、汽油機、燃氣機、燃氣輪機,12,13,蒸汽透平（蒸汽輪機）驅(qū)動,14,供給鍋爐一次能源為100%（216.1GJ/h）時，經(jīng)過鍋爐損失了10%（21.6 GJ/h），而在凝汽器中被有效利用了65%（140.7 GJ/h），汽輪機驅(qū)動熱泵用的機械能占初級能源的25%（53.8

5、 GJ/h）；若熱泵的制熱性能系數(shù)為2.53，那么，熱泵又可從河水中吸取了相當于初級能源38%的能源。因此，該系統(tǒng)可利用的熱量為初級能源的128%（276.6 GJ/h）,15,16,1.4 熱泵評價,經(jīng)濟性評價 原則：“節(jié)能”與“省錢” 熱泵性能系數(shù) 注意(1)COP是瞬時值，COP與工況有關(guān) (2)W是何值 熱泵的能源利用系數(shù),17,能源利用系數(shù),注意： (1)用季節(jié)性能系數(shù)、季節(jié)能效比才能合理評價熱泵經(jīng)濟性 (2)正確評價熱泵才能使熱泵得到合理的應(yīng)用和健康的發(fā)展 經(jīng)濟性： 回收年限應(yīng)在5-8年之內(nèi),18,能耗費用,1小時內(nèi)加熱10000kcal時所需要的燃料費用,提高熱泵的制熱性能系數(shù)和

6、發(fā)電的總效率 能源價格,19,熱泵能源費用等于燃煤費用時，煤(元/t)、電(元/kWh)價格比 資料表明： 美國煤電價格比高達4000 原蘇聯(lián)為2000 我國目前約為500左右,20,三種供暖方式vs.電價/燃料價、供暖期,在多年前，瑞典學(xué)者勞倫曾（Lorentzen）教授就指出，某一地區(qū)適宜采用熱泵、電熱供暖或是供熱鍋爐方式，不僅取決于電價X與燃料價Y之比，還和供暖期的長短有關(guān),北歐地區(qū) X電價 Y燃料價 供暖日數(shù)占全年天數(shù)比例,21,熱泵節(jié)約燃料的條件,供熱系統(tǒng)(鍋爐和熱泵)，每年向用戶供Q(kJ)熱量 1. 鍋爐每年消耗的標準煤 2. 熱泵每年消耗的標準煤,22,3. 兩方案燃料消耗量的

7、比值 可見只要R1，熱泵方案就能節(jié)約原料，而且值越大，節(jié)約燃料也越多 (1) (2) (3),23,R值,環(huán)境效益評價,24,25,26,國際能源機構(gòu)(IEA)熱泵中心評估資料 電動熱泵耗電CO2排放量以歐洲發(fā)電的CO2排放量為基數(shù)計算，平均為0.55kg CO2/kWh 熱泵減排的潛力極大 進入21世紀后，熱泵的快速發(fā)展不單是為了解決能源問題，而更主要的是為了改善環(huán)境問題,2. 熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用形式,27,28,2.1 空氣源熱泵,29,空氣源熱泵種類,30,空氣源熱泵系統(tǒng)的特點,空氣取之不盡，用之不絕，處處都有，隨時無償可用。使機組具有安裝地點的靈活性，使用的連續(xù)性 空氣氣溫的變

8、化，使機組 的變化，制約了機組的使用 惡劣工況下，機組運行穩(wěn)定性變差 出現(xiàn)結(jié)霜,31,空氣源熱泵系統(tǒng)的特點,空氣的單位容積比熱容很小 空氣：1.21kJ/m3 水：4186kJ/m3 室外風機風量很大，引起噪聲 一機冬夏兩用，一機多功能(制冷、供熱、供熱水) 與常規(guī)空調(diào)相比 省了一套冷卻水系統(tǒng)和鍋爐 可布置在室外，不占用建筑物的有效面積 安裝方便，便于運行管理 不污染空氣，有利于環(huán)保,32,2.2 地源熱泵,地表水源熱泵 關(guān)鍵技術(shù)：取水工程、水凈化工程 地下水源熱泵 關(guān)鍵技術(shù)：地下水的回灌技術(shù) 土壤耦合熱泵 關(guān)鍵技術(shù)：地下埋管換熱器,地表水源熱泵系統(tǒng),33,穩(wěn)定的季節(jié) 水位變化,適宜的水質(zhì),要

9、求,充足的水量,指高品質(zhì)的,適宜的水溫,適宜于水源熱泵的水量,而不是指湖泊或水庫水體的總水量,開式地表水換熱系統(tǒng)就是通過取水口，并經(jīng)簡單污物過濾裝置處理，然后在循環(huán)泵的驅(qū)動下，將處理后的地表水直接送入熱泵機組或通過中間換熱器進行換熱的系統(tǒng)。 閉式地表水換熱系統(tǒng)就是將封閉的換熱盤管按照特定的排列方式放入具有一定深度的地表水體中，傳熱介質(zhì)通過換熱盤管管壁與地表水進行熱交換的系統(tǒng)。,34,35,特點,1. 地表水的溫度變化比地下水的水溫、埋管換熱器出水水溫的變化大，其變化主要體現(xiàn)在： 地表水的水溫隨著全年各個季度的不同而變化。 地表水的水溫隨著湖泊，池塘的水深度的不同而變化。 地表水源熱泵的一些特點

10、與空氣源熱泵相似。如冬季要求熱負荷最大時，對應(yīng)的蒸發(fā)溫度最低，而夏季要求供冷負荷最大時，對應(yīng)的冷凝溫度最高 2. 開式地表水熱泵空調(diào)系統(tǒng)的費用是地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)中最低的。而選用閉式地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)也比土壤耦合熱泵空調(diào)系統(tǒng)費用低,36,特點,3. 閉式地表水源熱泵系統(tǒng)相對于開式地表水熱泵系統(tǒng)，具有如下特點： 閉式環(huán)路內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)（水或添加防凍劑的水溶液）清潔，避免了系統(tǒng)內(nèi)的堵塞現(xiàn)象。 閉式環(huán)路系統(tǒng)中的循環(huán)水泵只須克服系統(tǒng)的流動阻力。 由于閉式環(huán)路內(nèi)的循環(huán)介質(zhì)與地表水之間換熱的要求，循環(huán)介質(zhì)的溫度一般要比地表水的水溫度低27，由此將會引起水源熱泵機組的EER（或COP）略有下降,37,特點,4

11、. 要注意和防止地表水源熱泵系統(tǒng)的腐蝕、生長藻類等問題，以避免頻繁的清洗而造成系統(tǒng)運行的中斷和較高的清洗費用。 5. 地表水源熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)較高。德國阿倫文化及管理中心的河水源熱泵平均性能系數(shù)可達4.5。河水溫度在6時，其性能系數(shù)可達3.1。 6. 冬季地表水的溫度會顯著下降，因此，地表水源熱泵系統(tǒng)在冬季可考慮能增加地表水的水量。 7. 熱泵長期不停地從河水或湖水中采熱或放熱，對湖泊或河流的生態(tài)有何影響，仍是值得我們進一步在運行中注意與研究的問題。,38,39,地下水源熱泵系統(tǒng),循環(huán)單井使用的是基巖中的裸井；抽灌同井采用的是過濾器井(井孔直徑和井管直徑相同)；填礫抽灌同井采用的是填礫井(井

12、孔直徑較井管直徑大，其孔隙采用分選性較好的礫石回填)。,循環(huán)單井 抽灌同井 填礫抽灌同井,40,特點,1、一機兩用或一機三用 兩用：冬季供熱水，夏季供冷水； 三用：供冷、供暖、供生活用水。 2、節(jié)能效果顯著 與分體式空調(diào)加直接電采暖相比，節(jié)電可達50%75%。 3、 環(huán)保效益顯著，供暖區(qū)無污染，環(huán)保效益好。 4、 合理利用高品位能量，綜合能源效率高。 5、 以地下水作低位熱源，非常誘人。在北方地區(qū)，井水水溫大部分地區(qū)高于10。,41,土壤源熱泵,42,埋管方式 根據(jù)布置形式的不同，地下埋管換熱器可分為水平埋管與豎直埋管換熱器兩大類。 水平埋管方式的優(yōu)點是在軟土地區(qū)造價較低，但它的缺點是傳熱條件

13、受外界氣候條件的影響、占地面積大，通常不太適合中國地少人多的國情。當可利用地表面積較大、地表層不是堅硬的巖石、建筑物規(guī)模小時宜采用水平地埋管換熱器。否則，宜采用豎直地埋管換熱器。水平埋管時根據(jù)一條溝中埋管的多少和方式又分為單管、雙管、多管和螺旋管等多種形式。 根據(jù)在豎直鉆孔中布置的埋管形式的不同，豎直地埋管換熱器又可分為U形地埋管換熱器與套管式地埋管換熱器。,43,水平式換熱器 典型安裝,44,水平式埋管換熱器在水平溝內(nèi)敷設(shè)，埋深1.23.0m。每溝埋16根管子。根據(jù)埋管形式可分為水平管換熱器和螺旋管換熱器水平式埋管換熱器的成本低、安裝靈活，但它占地面積大。,垂直式熱交換器,垂直式熱交換器的結(jié)

14、構(gòu),45,施工工藝流程,46,土壤耦合熱泵應(yīng)用關(guān)鍵,設(shè)計前,設(shè)計中,施工,運行,地質(zhì) 勘探,熱響應(yīng) 測試,動態(tài)負 荷計算,土壤熱 平衡,調(diào)節(jié),監(jiān)測,檢測,試壓,下管,回填,47,2.3 海水源熱泵,一般來說，大型海水源熱泵站供熱、供冷系統(tǒng)是由海水取水構(gòu)筑物、海水泵站、熱泵站、供熱與供冷管網(wǎng)、用戶末端供熱、供冷系統(tǒng)組成。,48,2.4 污水源熱泵,49,流程,50,取水裝置及初級處理,51,3 熱泵技術(shù)應(yīng)用應(yīng)注意的問題,3.1 空氣源熱泵 機組的性能隨室外空氣狀態(tài)參數(shù)（隨地區(qū)和季節(jié)的不同）不同而變化，這對熱泵的供熱能力和制熱性能系數(shù)影響很大 有結(jié)霜問題，結(jié)霜后熱泵的制熱性能系數(shù)下降，機組的可靠性

15、降低；室外換熱器熱阻增加；空氣流動阻力增加 低溫適應(yīng)性,52,平衡點溫度,機組所提供的實際供熱量曲線與建筑物熱負荷曲線的交點O稱為空氣源熱泵的平衡點，此時，機組所提供的熱量與建筑物所需熱負荷恰好相等，該點所對應(yīng)的室外溫度Tb稱為平衡點溫度。 合理確定平衡點對于選擇熱泵機組容量的大小、其運行的經(jīng)濟效益、節(jié)能效果都有很大的影響,53,最佳能量平衡點,所謂最佳能量平衡點，即在該平衡點溫度下，所選取的空氣源熱泵機組的供熱季節(jié)性能系數(shù)HSPF最大。,54,最小能耗平衡點 最小能耗平衡點，即尋求在整個運行季節(jié)的一次能源利用率最高的溫度，作為熱泵機組和輔助熱源的開停轉(zhuǎn)換點。這樣，就可以保證熱泵在較高的效率下

16、運行，使整個供熱季節(jié)獲得較高的一次能源利用率，從而減少了一次能源的消耗。在供熱期中，熱泵的能源利用系數(shù)永不會低于輔助熱源的能源利用系數(shù)。 最佳經(jīng)濟平衡點 最佳經(jīng)濟平衡點，即如果按此平衡點來選擇機組和輔助熱源，能夠使整個供熱系統(tǒng)（熱泵+輔助熱源）的初投資和運行費最少。,55,結(jié)霜和除霜,56,結(jié)霜的氣象條件,相對濕度,干球溫度,57,解決結(jié)霜問題的途徑,延緩結(jié)霜 除霜方法 除霜控制方法,58,延緩結(jié)霜,改變蒸發(fā)器周圍環(huán)境參數(shù) 對于翅片管式蒸發(fā)器，空氣濕度對結(jié)霜量和結(jié)霜速率的影響最明顯，其次是溫度和流速。因此如果把蒸發(fā)器周圍空氣的濕度降低， 將會大大延遲結(jié)霜時間。在蒸發(fā)器 空氣入口處安裝一個吸附床

17、，吸附 床內(nèi)裝有固體除濕劑來降低入口空 氣含濕量，而且在吸附床上裝有蓄 熱管，吸收太陽能以提高入口空氣 溫度，從而抑制蒸發(fā)器表面的結(jié)霜,59,為了讓除濕劑能夠再生，設(shè)計了一套液體除濕系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以連續(xù)工作，在抑制結(jié)霜方面獲得了良好的效果。該系統(tǒng)由傳統(tǒng)空氣源熱泵循環(huán)、空氣除濕循環(huán)和除濕劑再生循環(huán)三個循環(huán)組成。,60,帶輔助室外換熱器的熱泵系統(tǒng)，在供熱工況運行時，該輔助室外換熱器可以提高主室外換熱器周圍的空氣溫度，從而起到延緩結(jié)霜的效果；在空調(diào)工況運行時，這個輔助室外換熱器可以起到過冷器的作用，以提高機組運行效率。,61,改變空氣源熱泵機組系統(tǒng) 在壓縮機出口與蒸發(fā)器入口之間加一旁通管的方法來抑制

18、蒸發(fā)器表面結(jié)霜。結(jié)果表明，通過增加旁通管內(nèi)的制冷劑流量，可以抑制蒸發(fā)器表面結(jié)霜，不過由于蒸發(fā)器入口溫度的提高，系統(tǒng)的制熱量也會下降。,62,帶有制冷劑電加熱器的熱泵系統(tǒng)。在熱泵系統(tǒng)的室內(nèi)換熱器中設(shè)置一個制冷劑電加熱器。當接通電加熱器時，該系統(tǒng)工質(zhì)壓力、溫度較普通系統(tǒng)為高，使室外換熱器表面溫度比一般熱泵系統(tǒng)高12，從而可以有效的延緩結(jié)霜。,63,改變蒸發(fā)器結(jié)構(gòu) 主要研究了蒸發(fā)器面積、翅片結(jié)構(gòu)與間距、以及沿氣流方向的管排數(shù)等對蒸發(fā)器表面結(jié)霜的影響。 改變蒸發(fā)器表面特性 利用表面處理技術(shù)（疏水性涂層或親水性涂層）進行抑制結(jié)霜的研究。疏水性越好的表面，其表面能越小，液滴脫離過程中需要克服的粘附力越小，

19、脫落就越快越容易，從而可以有效的抑制結(jié)霜。,64,除霜方法,（1）空氣除霜，室外空氣溫度高于23采用； （2）電熱除霜，將電加熱器放置在蒸發(fā)器上； （3）熱氣除霜，是經(jīng)常采用的方法，可把一部分高壓制冷劑旁通到蒸發(fā)器進行除霜，也可以利用四通換向閥將供熱工況轉(zhuǎn)變?yōu)橹评涔r進行除霜。 （4）蓄能除霜,65,66,除霜控制方法,定時除霜 溫度（壓力）時間法 溫差時間法 空氣壓差控制法 自組織模糊控制除霜,67,低溫適應(yīng)性,當需要的熱量比較大的時候，空氣源熱泵的制熱量不足。 在低溫環(huán)境下，空氣源熱泵的能效比（EER）會急速下降。 空氣源熱泵在保證供一定溫度熱水時，由于室外溫度低，必然會引起壓縮機壓縮比變

20、大，使空氣源熱泵機組無法正常運行。 由于室外氣溫低，會出現(xiàn)壓縮機排氣溫度過高，而使機組無法正常運行。,68,會出現(xiàn)失油問題。引起失油問題的具體原因，一是吸氣管回油困難；二是在低溫工況下，使得大量的潤滑油積存在氣液分離器內(nèi)而造成壓縮機的缺油；三是潤滑油在低溫下粘度增加，引起啟動時失油，可能會降低潤滑效果。 潤滑油在低溫下，其粘度變大，會在毛細管等節(jié)流裝置里形成“蠟”狀膜或油“彈”，引起毛細管不暢，而影響空氣源熱泵的正常運行。 由于蒸發(fā)溫度越來越低，制冷劑質(zhì)量流量也會越來越小，這樣半封閉壓縮機或全封閉壓縮機的電機冷卻不足而出現(xiàn)電機過熱，甚至燒毀電機。,69,改善空氣源熱泵低溫運行特性的技術(shù)措施,在

21、低溫工況下，加大壓縮機的容量 熱泵機組在低溫工況下運行時，通過加大壓縮機的容量來提高機組的制熱能力是一種十分有效的方法。這是因為在蒸發(fā)溫度和冷凝溫度一定時，系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量流量會隨著壓縮機容量的增加而增大。 加大室外換熱器的面積和風量 加大室外換熱器的面積和風量，可以提高空氣源熱泵的蒸發(fā)溫度。在冷凝溫度不變的情況下，蒸發(fā)溫度升高，壓縮機的吸氣比容變小，熱泵工質(zhì)的質(zhì)量流量變大，單位質(zhì)量的制冷量也變大。因此，熱泵的制熱能力也會提高。,70,采用噴液旁通技術(shù),旁通部分液體來冷卻吸氣溫度，從而達到降低排氣溫度的目的 旁通部分液體來補償?shù)蛪海员ＷC熱泵的正常運行,71,液體噴射制熱循環(huán),72,散發(fā)蒸汽噴

22、射制熱循環(huán),73,74,單、雙級混合式熱泵供暖系統(tǒng),75,不同運行工況下壓縮比與容積效率比較,76,適用范圍,適用范圍是我國西北、華北和東北地區(qū) 采暖室外計算溫度在-5至-15之間的地區(qū)，如北京、西安、濟南、蘭州、石家莊、太原、西寧和銀川等，完全適合 采暖室外計算溫度在-15至-20之間的地區(qū)，如呼和浩特和沈陽等可以應(yīng)用 采暖室外計算溫度低于-20的地區(qū)，如哈爾濱、長春和烏魯木齊等城市在有條件時可以采用,77,中試工程,北京市海淀區(qū)某單位綜合樓，位于北京市西北郊鳳凰嶺自然風景區(qū)內(nèi)，總建筑面積2200m2,78,技術(shù)推廣應(yīng)用情況,2003年在北京海淀區(qū)某單位綜合樓(2200m2)進行了中試應(yīng)用，

23、測試表明，系統(tǒng)的EER值均高于2.5，其平均值為3.2，最高可達4.4，采暖費用低于電采暖、燃氣供暖、燃油供暖等供暖方式。該系統(tǒng)現(xiàn)已高效、可靠地運行了5年 2005年該系統(tǒng)又應(yīng)用于北京良鄉(xiāng)金香閣飯店(6500m2)，為其提供供暖、空調(diào)和熱水供應(yīng) 現(xiàn)又應(yīng)用于北京門頭溝檢察院(10000m2) 均取得了令人滿意的供暖系統(tǒng)，拓展了空氣源熱泵的應(yīng)用區(qū)域。,3.2 地下水源熱泵系統(tǒng),在目前的技術(shù)條件下，回灌井堵塞仍是一種普遍存在的問題 。 據(jù)Dillon等人對40個回灌事例的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)80的回灌井出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，其中65的井的堵塞原因已經(jīng)查明，其余15的原因尚不清楚。 文獻中明確指出：地熱水回灌已成為地熱

24、開發(fā)急需解決的問題?，F(xiàn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明地熱回灌井僅占總鉆井的5.7%，回灌程度低。 我國地下水源熱泵回灌井運行短則數(shù)月，長則2-3年后，出現(xiàn)回灌水量明顯減少，甚至報廢的現(xiàn)象比較普遍，如某調(diào)查61個項目中15個項目正?；毓?79,100回灌是正確使用地下水源熱泵的基本標志,評價一個運行的地下水源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)劣，應(yīng)該首先看它是否能100的回灌地下水。必須符合地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范(GB50366-2005)中5.1.1的規(guī)定 地下水源熱泵回灌的目的 保護地下水資源，避免出現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害 改善和提高淺層地能(熱)的利用效率 回灌保持含水層內(nèi)的壓力，維護淺層地能(熱)的開采條件 地下水回灌技術(shù)現(xiàn)已成為諸多領(lǐng)

25、域中的熱門研究課題 水資源管理 地熱資源的開發(fā)與利用 地下水源熱泵技術(shù),80,熱貫通問題,熱貫通定義為熱泵運行期間抽水溫度發(fā)生改變的現(xiàn)象 地源熱泵，熱貫通現(xiàn)象時有發(fā)生 熱貫通產(chǎn)生的原因與含水層特性、井的設(shè)計、井間距、井的運行方式和負荷特性有關(guān) 輕微的熱貫通是可以接受的 熱貫通的強弱也是關(guān)系到地下?lián)Q熱系統(tǒng)健康運行的標志之一,81,3.3 土壤源熱泵,熱量來源與平衡問題 土壤熱物性測試 換熱器設(shè)計 輔助熱源（熱匯）配比 運行策略,82,3.4 污水源熱泵,注意利用城市原生污水余熱對后續(xù)水處理工藝的影響。若原生污水水溫降低過大，將會影響市政曝氣站的正常運行 由初步的工程實測數(shù)據(jù)表明，與清水同樣的流速

26、、管徑條件下，污水流動阻力為清水的24倍。因此，在設(shè)計中對這點應(yīng)當充分認識，要適當加大污水泵的揚程，或采取技術(shù)措施適當減少污水流動阻力損失。 以哈爾濱某實際工程為對象，經(jīng)3個月（2003年12月2004年2月）的現(xiàn)場測試，基于實測數(shù)據(jù)，得到污水/水換熱器總傳熱系數(shù)。而水/水換熱器當管內(nèi)水流速為1.22.5m/s，管外水流速為1.02.5 m/s時，其傳熱系數(shù)為17403490W/（）。污水/水換熱器換熱系數(shù)約為清水的25%50%。因此，在設(shè)計中，所選用的換熱器面積比清水時大得多，或采取技術(shù)措施強化其換熱過程,83,3.5 海水源熱泵,由于巨大海面時刻接受太陽輻射熱，并受大洋環(huán)流、海域周圍具體氣

27、候條件的影響，故僅海域水溫會因地、因時而異，同時，海洋水溫也會隨著其深度的不同而異。 海水含鹽高。具有較強的腐蝕性和較高的硬度。因此，防止海水腐蝕的問題是十分重要的。 海洋生物。海洋附著生物十分豐富：有海藻、細菌、微生物等。他們在適當?shù)臈l件下大量繁殖，附著在取水構(gòu)筑物、管道與設(shè)備上，會造成取水構(gòu)筑物、管道與設(shè)備上的堵塞，并不易清除，對海水源熱泵的安全運行構(gòu)成大的威脅。 潮汐和波浪。具有很大的破壞力。 泥沙淤積。取水口應(yīng)避開泥沙可能淤積的地方，最好設(shè)在巖石海岸、海灣或防堤內(nèi)。,84,防止海水腐蝕的主要措施, 采用耐腐蝕的材料及設(shè)備：如采用鋁黃銅、鎳銅、鑄鐵、鈦合金以及非金屬材料制作的管道、管件、

28、閥件等；專門設(shè)計的耐海水腐蝕的循環(huán)泵等。 表面涂敷防護：如管內(nèi)壁涂防腐涂料，采用有內(nèi)襯防腐材料的管件、閥件等；涂料有環(huán)氧樹脂漆、環(huán)氧瀝青涂料、硅酸鋅漆等。 采用陰極保護，通常的做法有犧牲陽極保護法和外加電流的陰極保護法。 宜采用標號較高的抗硫酸鹽水泥及制品，或采用混凝土表面涂敷防腐技術(shù)。,85,防治和清除海生生物的主要方法, 設(shè)置過濾裝置。如攔污柵、格柵、篩網(wǎng)等粗過濾和精過濾。 投放藥物。如氧化型殺生劑（氯氣、二氧化氯、臭氧）和非氧化型殺生劑（十六烷基化吡啶、異氰尿酸酯等）。 電解海水法。電解產(chǎn)生的次氯酸鈉可殺死海洋生物幼蟲或蟲卵。 含毒涂料防護法等。 在系統(tǒng)上安裝換熱器和管道的自動清洗裝置。,86,冬季海水溫度過低可采取的技術(shù)措施, 海水源熱泵機組可按單、雙級壓縮循環(huán)運行。當海水