水源,地源熱泵技術(shù)手冊(cè)

1、卜一世紀(jì)最有效的供暖、空調(diào)技術(shù)-山東貝萊特節(jié)能環(huán)保型地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)什么是地源熱泵地源熱泵國(guó)內(nèi)外發(fā)展近況 地源熱泵特點(diǎn)工作原理與分類應(yīng)用方式 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 工質(zhì)替代 常見(jiàn)問(wèn)題討論什么是地源熱泵地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵通過(guò)輸入少量的高品位能源（如電能），實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移。地能分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調(diào)的冷源，即在冬季,把地能中的熱量“取”出來(lái)，提高溫度后，供給室內(nèi)采暖；夏季，把室內(nèi)的熱量取出來(lái)，釋放 到地能中去。通常地源熱泵消耗 1kW勺能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。與

2、鍋爐（電、燃料）供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90沖上的電能或7090%勺燃料內(nèi)能為熱量，供用戶使用，因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐 節(jié)省二分之一以上的能量；由于地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定， 一般為1025C,其制冷、 制熱系數(shù)可達(dá)3.54.4，與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出 40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央 空調(diào)的5060%。因此，近十幾年來(lái)，尤其是近五年來(lái)，地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在北美如美國(guó)、加 拿大及中、北歐如瑞士、瑞典等國(guó)家取得了較快的發(fā)展，中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)也日趨活躍，可 以預(yù)計(jì)，該項(xiàng)技術(shù)將會(huì)成為21世紀(jì)最有效的供熱和供冷空調(diào)技術(shù)。地源熱泵國(guó)內(nèi)外發(fā)展近況地源

3、熱泵的歷史可以追朔到1912年瑞士的一個(gè)專利，而地源熱泵真正意義的商業(yè)應(yīng)用也 只有近十幾年的歷史。如美國(guó)，截止 1985年全國(guó)共有14,000臺(tái)地源熱泵，而1997年就安裝 了 45, 000臺(tái)，到目前為止已安裝了 400, 000臺(tái)，而且每年以10%的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)。1998年 美國(guó)商業(yè)建筑中地源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量的19%，其中有新建筑中占30%。美國(guó)地源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國(guó)能源部、環(huán)保署、愛(ài)迪遜電力研究所及眾多地源熱泵廠家組成的美 國(guó)地源熱泵協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)在近年中將投入一億美元從事開(kāi)發(fā)、研究和推廣工作。美國(guó)計(jì)劃到2001 年達(dá)到每年安裝40萬(wàn)臺(tái)地源熱泵的目標(biāo)，屆時(shí)將降低溫室氣體排放1

4、百萬(wàn)噸，相當(dāng)于減少50萬(wàn)輛汽車的污染物排放或種植樹(shù)1百萬(wàn)英畝，年節(jié)約能源費(fèi)用達(dá)4.2億美元，此后，每年節(jié)約 能源費(fèi)用再增加1.7億美元。與美國(guó)的地源熱泵發(fā)展有所不同，中、北歐如瑞典、瑞士、奧地利、德國(guó)等國(guó)家主要利用 淺層地?zé)豳Y源，地下土壤埋盤(pán)管（埋深400米深）的地源熱泵，用于室內(nèi)地板輻射供暖及提供 生活熱水。據(jù)1999年的統(tǒng)計(jì)，為家用的供熱裝置中，地源熱泵所占比例，瑞士為96%，奧地利為38%，丹麥為27%美國(guó)特別看好中國(guó)市場(chǎng)，美國(guó)能源部和中國(guó)科技部于1997年11月簽署了中美能源效率及 可再生能源合作議定書(shū)，其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”，該項(xiàng)目擬在中國(guó)的北京、杭州和廣州3個(gè)城市各建一座采

5、用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑，以推廣運(yùn)用這種“綠色技術(shù)”，緩 解中國(guó)對(duì)煤炭和石油的依賴程度，從而達(dá)到能源資源多元化的目的。目前，這3個(gè)地源熱泵示范工程正在落實(shí)，有的已進(jìn)入實(shí)施階段。與此同時(shí)，科技部委托的中國(guó)企業(yè)公司正醞釀將美國(guó) 的地源熱泵技術(shù)及設(shè)備引進(jìn)中國(guó)市場(chǎng)，這將促進(jìn)我國(guó)地源熱泵的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，并使 我國(guó)地源熱泵的研究開(kāi)發(fā)盡快跟上國(guó)際潮流。我國(guó)的地源熱泵事業(yè)近幾年已開(kāi)始起步，而且發(fā)展勢(shì)頭看好。天津大學(xué)、清華大學(xué)分別與 有關(guān)企業(yè)結(jié)成產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體開(kāi)發(fā)出中國(guó)品牌的地源熱泵系統(tǒng)，已建成數(shù)個(gè)示范工程，越來(lái)越多 的中國(guó)用戶開(kāi)始熟悉地源熱泵，并對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生了濃厚的興趣，可以預(yù)計(jì)中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)

6、前景廣闊。之所以對(duì)中國(guó)的地源熱泵市場(chǎng)發(fā)展前景持樂(lè)觀態(tài)度，一方面是要節(jié)約常規(guī)能源、充 分利用可再生能源的國(guó)內(nèi)外大趨勢(shì)；另一方面，我國(guó)具有較好的熱泵科研與應(yīng)用的基礎(chǔ)，早在 50年代，天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開(kāi)展了我國(guó)熱泵的最早研究，1965年研制成功國(guó)內(nèi)第一臺(tái)水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院等單位對(duì)地下埋盤(pán)管的地源熱泵也進(jìn) 行了多年的研究。在中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所等單位還多次召開(kāi)全國(guó)性的有關(guān)熱泵技術(shù)發(fā)展 與應(yīng)用的專題研討會(huì)。我們有理由相信，在充分學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 在各級(jí)政府的有力支持下，中國(guó)的科技界與企業(yè)界攜手共進(jìn)，依靠自己的力量完全有能力在不 長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)

7、開(kāi)拓出具有中國(guó)特色的地源熱泵產(chǎn)業(yè)。地源熱泵特點(diǎn)1、屬可再生能源利用技術(shù)地源熱泵是利用了地球表面淺層地?zé)豳Y源(通常小于 400米深)作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。地表淺層地?zé)豳Y源可以稱之為地能(Earth Energy)，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太陽(yáng)能、地?zé)崮芏N(yùn)藏的低溫位熱能。地表淺層是一個(gè)巨大的太陽(yáng)能 集熱器，收集了 47%的太陽(yáng)能量，比人類每年利用能量的 500倍還多。它不受地域、資源等限 制，真正是量大面廣、無(wú)處不在。這種儲(chǔ)存于地表淺層近乎無(wú)限的可再生能源，使得地能也成 為清潔的可再生能源一種形式。2、屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)

8、定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境 空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，這種溫度特性使得地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行 效率要高40%因此要節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用 40流右。另外，地能溫度較恒定的特性，使得熱 泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。據(jù)美國(guó)環(huán)保署EPA古計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵，平均來(lái)說(shuō)可以節(jié)約用戶 3040%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。3、環(huán)境效益顯著地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng) 于減少70%以上，如果結(jié)合其它節(jié)能措施節(jié)能減排會(huì)更明顯。 雖然也采用制冷劑，但比常規(guī)空 調(diào)裝置減少25%的充灌量；屬自含式系統(tǒng)，即該裝

9、置能在工廠車間內(nèi)事先整裝密封好，因此， 制冷劑泄漏機(jī)率大為減少。該裝置的運(yùn)行沒(méi)有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒(méi)有燃燒，沒(méi) 有排煙，也沒(méi)有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。4、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來(lái)的鍋爐 加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)；可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，更適合于別墅住宅的 采暖、空調(diào)。此外，機(jī)組使用壽命長(zhǎng)，均在 15年以上；機(jī)組緊湊、節(jié)省空間；維護(hù)費(fèi)用低; 自動(dòng)控制程度高，可無(wú)人值守。當(dāng)然，象任何事物一樣，地源熱泵也不是十全十美的，如其應(yīng) 用會(huì)受到不同地區(qū)、不同用戶及國(guó)家能源政策、燃料價(jià)

10、格的影響；一次性投資及運(yùn)行費(fèi)用會(huì)隨 著用戶的不同而有所不同；采用地下水的利用方式，會(huì)受到當(dāng)?shù)氐叵滤Y源的制約，實(shí)際上地 源熱泵并不需要開(kāi)采地下水，所使用的地下水可全部回灌，不會(huì)對(duì)水質(zhì)產(chǎn)生污染。工作原理與分類熱泵工作原理作為自然界的現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫。但人們可 以創(chuàng)造機(jī)器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到 高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能 量加以挖掘，提成高溫位進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低, 這也是熱泵的節(jié)能特點(diǎn)。 熱泵與制冷的原理和系統(tǒng)設(shè)

11、備組成及功能是一樣的，對(duì)蒸氣壓縮式 熱泵（制冷）系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成： 壓縮機(jī)起著壓縮和輸送循環(huán)工質(zhì)從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵（制冷）系統(tǒng)的心 臟；蒸發(fā)器是輸出冷量的設(shè)備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體 的熱量，達(dá)到制冷的目的；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)消耗功所轉(zhuǎn)化的熱量在冷凝器中 被冷卻介質(zhì)帶走，達(dá)到制熱的目的；膨脹閥或節(jié)流閥對(duì)循環(huán)工質(zhì)起到節(jié)流降壓作用，并調(diào)節(jié)進(jìn)入蒸發(fā)器的循環(huán)工質(zhì)流量。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，壓縮機(jī)所消耗的功（電能）起到補(bǔ)償作用，使循環(huán)工質(zhì)不斷地從低溫環(huán) 境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往

12、復(fù)地進(jìn)行循環(huán) 熱泵分類熱泵是需要冷凝器的熱量，蒸發(fā)器則從環(huán)境中取熱，此時(shí)從環(huán)境取熱的對(duì)象稱為熱源；相 反制冷是需要蒸發(fā)器的冷量，冷凝器則向環(huán)境排熱，此時(shí)向環(huán)境排熱的對(duì)象稱為冷源。蒸發(fā)器冷凝器根據(jù)循環(huán)工質(zhì)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形 式。這樣熱泵或制冷機(jī)根據(jù)與環(huán)境換熱介質(zhì)的不同，可分為水一水式，水一空氣式，空氣一水 式，和空氣一空氣式共四類利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵。空氣源熱泵有著悠久的歷史，而且其安 裝和使用都很方便，應(yīng)用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國(guó)典型應(yīng)用范圍是 長(zhǎng)江以南地區(qū)。在華北地區(qū)，冬季平均氣溫低于零攝氏度，空氣源熱泵不僅運(yùn)行條件惡 劣

13、，穩(wěn)定性差，而且因?yàn)榇嬖诮Y(jié)霜問(wèn)題，效率低下。利用水作冷熱源的熱泵，稱之為水源熱泵。水是一種優(yōu)良的熱源，其熱容量大，傳熱 性能好，一般水源熱泵的制冷供熱效率或能力高于空氣源熱泵，但由于受水源的限制， 水源熱泵的應(yīng)用遠(yuǎn)不及空氣源熱泵。地源熱泵工作原理及分類地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能（地下水、土壤或地表水）進(jìn) 行冷熱交換來(lái)作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來(lái)，供給室內(nèi)采暖，此時(shí) 地能為“熱源”；夏季把室內(nèi)熱量取出來(lái)，釋放到地下水、土壤或地表水中，此時(shí)地能為“冷 源”。地源熱泵供暖空調(diào)系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機(jī)組和室內(nèi)采暖空 調(diào)末端系統(tǒng)。其中

14、水源熱泵機(jī)主要有兩種形式：水一水式或水一空氣式。三個(gè)系統(tǒng)之間靠水或 空氣換熱介質(zhì)進(jìn)行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質(zhì)為水，與建筑物采暖空調(diào)末端換 熱介質(zhì)可以是水或空氣。地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優(yōu)點(diǎn)：（1）全年溫度波動(dòng)小。冬季溫度比空氣溫度高，夏季比空氣溫度低，因此地源熱泵的制熱、制冷系數(shù)要高 于空氣源熱泵，一般可高于40%因此可節(jié)能和節(jié)省費(fèi)用40%左右。（2）冬季運(yùn)行不需要除霜，減少了結(jié)霜和除霜的損失。（3）地源有較好的蓄能作用。地源分類地源按照室外換熱方式不同可分為三類：1. 土壤埋盤(pán)管系統(tǒng)，2.地下水系統(tǒng)，3.地表水系 統(tǒng)。根據(jù)循環(huán)水是否為密閉系統(tǒng)，地源又可分為閉環(huán)和開(kāi)環(huán)系統(tǒng)

15、。閉環(huán)系統(tǒng)如埋盤(pán)管方式（垂直埋管或水平埋管），地表水安置換熱器方式開(kāi)環(huán)系統(tǒng)如抽取地下水或地表水方式。此外，還有一種“直接膨脹式”，它不象上述系統(tǒng) 那樣采用中間介質(zhì)水來(lái)傳遞熱量，而是直接將熱泵的一個(gè)換熱器（蒸發(fā)器）埋入地下進(jìn)行換熱。地源熱泵應(yīng)用方式地源熱泵的應(yīng)用方式從應(yīng)用的建筑物對(duì)象可分為家用和商用兩大類，從輸送冷熱量方式可 分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng) 家用系統(tǒng)用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風(fēng)管輸送系統(tǒng)進(jìn)行冷熱供應(yīng)，多用于小型住宅，別墅 等戶式空調(diào)。集中系統(tǒng)熱泵布置在機(jī)房?jī)?nèi)，冷熱量集中通過(guò)風(fēng)道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。分散系統(tǒng)用中央水泵，采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源，用戶單獨(dú)使

16、用自己的熱泵機(jī)組 調(diào)節(jié)空氣。一般用于辦公樓、學(xué)校、商用建筑等，此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量完全反應(yīng)在用 電上，便于計(jì)量，適用于目前的獨(dú)立熱計(jì)量要求。混合系統(tǒng)將地源和冷卻塔或加熱鍋爐聯(lián)合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似, 只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。南方地區(qū)，冷負(fù)荷大，熱負(fù)荷低，夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔，冬季只使用地源。北 方地區(qū)，熱負(fù)荷大，冷負(fù)荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。這樣可減少 地源的容量和尺寸，節(jié)省投資。分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實(shí)質(zhì)上是一種水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)形式。水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)水環(huán)路熱泵（Water-Loop Heat Pump，簡(jiǎn)稱 WLHF

17、空調(diào)系統(tǒng)，它由許多臺(tái)水源熱泵空調(diào)機(jī) （WSHP組成。這些機(jī)組由一個(gè)閉式的循環(huán)水管路連在一起，該水管路既作空調(diào)工況下的冷源， 又作供暖工況下熱泵熱源。水環(huán)路的冷熱源可以是地源，或鍋爐、冷卻塔聯(lián)合方式。夏季運(yùn)行：全部或大多數(shù)機(jī)組為供冷，熱量水環(huán)路排至室外的冷源，如地源或冷卻塔。 春季/秋季運(yùn)行：對(duì)有內(nèi)區(qū)與周邊區(qū)的建筑物，會(huì)出現(xiàn)內(nèi)區(qū)需要供冷而周邊區(qū)需要供熱，內(nèi)區(qū) 的熱量就可被周邊區(qū)所利用，即內(nèi)區(qū)空調(diào)的排熱與周邊區(qū)熱泵供熱所需熱量接近平衡時(shí)，室外 的冷熱源可以停運(yùn)。這種制冷供熱同時(shí)進(jìn)行，能量在建筑物內(nèi)部轉(zhuǎn)移，運(yùn)行費(fèi)用最少，節(jié)能效 果明顯。冬季運(yùn)行：全部或大多數(shù)機(jī)組為供熱，供熱源（地源或加熱源）把熱量補(bǔ)

18、充到水環(huán)路。水環(huán)路熱泵空調(diào)系統(tǒng)除具有顯著節(jié)能特點(diǎn)外，還具有以下特點(diǎn)：1. 節(jié)省占地：不設(shè)大的冷凍機(jī)房，沒(méi)有冷卻塔系統(tǒng)。2. 能源費(fèi)用單獨(dú)計(jì)量：由各部門(mén)、住戶或單位獨(dú)立承擔(dān)，能源費(fèi)用計(jì)量簡(jiǎn)單且公平，符合當(dāng) 前 的能源費(fèi)用獨(dú)立計(jì)量方法。3. 調(diào)節(jié)靈活：每臺(tái)熱泵空調(diào)機(jī)在任何時(shí)間可以選擇供冷或供熱。4. 靈活應(yīng)用：能靈活充分地滿足建筑物各個(gè)區(qū)的需要，并隨時(shí)可以更改用途。常見(jiàn)問(wèn)題討論1. 為什么地源熱泵在美國(guó)、歐洲以及中國(guó)，尤其是近些年來(lái)為越來(lái)越多的用戶所認(rèn)識(shí)，市場(chǎng)日 趨活躍呢？一方面是由于全世界范圍內(nèi)比以往更加關(guān)注能源、環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展的問(wèn)題，對(duì)于中國(guó) 由于以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)已經(jīng)造成了極為嚴(yán)重的大氣

19、污染，因此，要實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā) 展，必須盡可能多地利用清潔的可再生能源，必須加大節(jié)能的力度，而既能在冬季供暖、又 能在夏季制冷空調(diào)的地源熱泵系統(tǒng)是很好的一個(gè)選擇；另一方面是地源熱泵系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多年的 研究，在技術(shù)上已經(jīng)非常成熟，而且經(jīng)過(guò)多年的示范與實(shí)踐，確認(rèn)了地源熱泵系統(tǒng)的很多優(yōu) 點(diǎn)：節(jié)約能源、舒適、安全、性能穩(wěn)定、清潔、使用靈活等。2. 水環(huán)路熱泵(WLHP系統(tǒng)與地源熱泵(GSHP系統(tǒng)有什么異同？適用于什么場(chǎng)合？?jī)烧叨伎赏ㄟ^(guò)水源熱泵如水-空氣熱泵或水-水熱泵系統(tǒng)為建筑物提供熱量或冷量，區(qū) 別是WLHP系統(tǒng)通常是指利用冷卻水塔和鍋爐保持全年冬夏兩季節(jié)的供水溫度穩(wěn)定的系統(tǒng)， 而GSHRS統(tǒng)則通常是

20、指通過(guò)利用地下水、地下?lián)Q熱系統(tǒng)、地表水或者地下?lián)Q熱系統(tǒng)與冷卻 塔、鍋爐相結(jié)合等形式維持供水溫度穩(wěn)定的系統(tǒng)；此外，WLHF一般為分散式系統(tǒng)，而 GSHP既可為分散式系統(tǒng)也可為集中式系統(tǒng)。對(duì)于 WLHP系統(tǒng)適用于什么場(chǎng)合，有研究認(rèn)為，單純的供冷或單純的供熱選用水環(huán)路熱 泵是不合理的；對(duì)同時(shí)具有制冷和制熱需要的空調(diào)建筑，當(dāng)其內(nèi)部余熱量較小或較大時(shí)，使 用WLHP系統(tǒng)節(jié)能效果不明顯，只有當(dāng)機(jī)組排出的熱量與部分水源熱泵機(jī)組吸收的熱量相近 時(shí)，才具有明顯的節(jié)能優(yōu)勢(shì)。對(duì)于某一特定建筑，設(shè)計(jì)者需根據(jù)建筑物的冷熱負(fù)荷曲線、使 用特點(diǎn)、功能，所處環(huán)境等諸多因素綜合評(píng)價(jià)使用WLHF系統(tǒng)是否節(jié)能、合適。一般地說(shuō)，以下

21、幾種情況可考慮使用 WLHP有低品位穩(wěn)定可靠的廢熱可以利用； 建筑物內(nèi)同時(shí)有制 冷和供熱的需要；制冷量不大，且又要求獨(dú)立計(jì)量電費(fèi)，使用時(shí)間不一，個(gè)別房間或區(qū)域經(jīng) 常需在夜間或節(jié)假日獨(dú)立使用的建筑。地源熱泵系統(tǒng)的適用場(chǎng)合，對(duì)于分散式系統(tǒng)，類似于上述水環(huán)路熱泵系統(tǒng)的情況；而對(duì) 于集中式系統(tǒng)，即集中為建筑物各房間提供冷水或熱水的情況，貝U適用范圍較廣，尤其適用 于辦公樓、學(xué)校及別墅等。3. 對(duì)幾種地源熱泵系統(tǒng)在工程應(yīng)用中的評(píng)述(1) 直接利用地下井水的地源熱泵系統(tǒng)：其最大優(yōu)點(diǎn)是非常經(jīng)濟(jì)，占地面積小，但要注意必須符合下列條件：水質(zhì)良好；水量豐富；符合標(biāo)準(zhǔn)。(2) 地下埋管的地源熱泵系統(tǒng)：對(duì)于垂直式埋管

22、系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：較小的土地占用，管路及 水泵用電少，其缺點(diǎn)是鉆井費(fèi)用較高；對(duì)于水平式埋管系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)有：安裝費(fèi)用比垂 直式埋管系統(tǒng)低，應(yīng)用廣泛，使用者易于掌握，其缺點(diǎn)有：占地面積大，受地面溫度影 響大，水泵耗電量大。(3) 地表水式熱泵：其優(yōu)點(diǎn)有：在10米或更深的湖中，可提供10C的直接制冷，比地下埋管 系統(tǒng)投資要小，水泵能耗較低，高可靠性，低維修要求、低運(yùn)行費(fèi)用，在溫暖地區(qū)，湖 水可做熱源，其缺點(diǎn)有：在淺水湖中，盤(pán)管容易被破壞，由于水溫變化較大，會(huì)降低機(jī) 組的效率。(4) 鍋爐/冷卻塔與地下埋管相結(jié)合的混合型地源熱泵系統(tǒng)：適用于空間小，不能單獨(dú)采用地 下埋管換熱系統(tǒng)的建筑，冷卻塔和閉環(huán)式系統(tǒng)

23、相結(jié)合制冷，節(jié)省成本；事實(shí)證明該系統(tǒng) 是高效率、低費(fèi)用的。4地源熱泵的運(yùn)行費(fèi)用怎樣？經(jīng)濟(jì)性如何？這是用戶最關(guān)心，也是大家最容易提出的一個(gè)問(wèn)題，然而，也是目前最難回答的一個(gè) 問(wèn)題。因?yàn)橛绊懙卦礋岜檬褂媒?jīng)濟(jì)性的因素有很多，如電價(jià)、用戶或居民行為、氣候條件以 及例如非正常的炎熱或寒冷季節(jié)等其它因素。尤其是在中國(guó)的應(yīng)用時(shí)間還不長(zhǎng)，實(shí)際運(yùn)行經(jīng) 濟(jì)性的總結(jié)工作還有待完成，目前，尚難于給出較準(zhǔn)確的答案。由于美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在地源 熱泵的工程應(yīng)用方面已至少有十余年的歷史，不妨先借鑒其經(jīng)驗(yàn)。據(jù)世界環(huán)境保護(hù)組織EPA的一份有關(guān)空調(diào)未來(lái)的報(bào)告所得出的結(jié)論：地源熱泵技術(shù)在為家庭居民帶來(lái)舒適、可靠和高 效節(jié)能的同時(shí)，將成

24、為降低國(guó)家能源消耗和環(huán)境污染的一個(gè)主要力量。據(jù)EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的地源熱泵，平均來(lái)說(shuō)，可以節(jié)約用戶 3040%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。工程技術(shù)部122/22/2020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(guò)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)嵩矗詽M足用戶供熱需求。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(guò)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

25、需求。1.1.2系統(tǒng)原理圖以制熱工況為例，系統(tǒng)原理見(jiàn)圖1-1。系統(tǒng)原理1廡發(fā)器2乎動(dòng)球閥3十煤過(guò)泄器4視液機(jī)5電磯閥6熱力膨槪閥7掙龜粘K安全閥9壓堀機(jī)10底壓壓力我11高低壓控制器12低壓壓力表13排水閥圖1-1貝萊特水源熱泵中央空調(diào)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(guò)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(mén)配件等組成。1.1.4水源中央空調(diào)主機(jī)系統(tǒng)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(mén)配件等組成。1.1.6制冷工況可通過(guò)閥門(mén)切

26、換來(lái)實(shí)現(xiàn)，即使水源水進(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)備由山東貝萊特空調(diào)有限公司生產(chǎn)，并為用戶提供系統(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(jiàn)的中央 空調(diào)系中居首位。（見(jiàn)表11）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）一次能源利用率水源中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能效率100%備注冷水機(jī)組 +電熱鍋爐0.9925冷水機(jī)組& =5電熱鍋爐E=0.33(0.33X5+0.33) /2冷水機(jī)組+然煤鍋爐1.1

27、5812冷水機(jī)組&=5.2燃煤鍋爐E=0.60 呂=(0.33X5.2+0.6) /2冷水機(jī)組+ 燃油（氣）鍋爐1.2257冷水機(jī)組& =5燃油（氣）鍋爐E=0.80呂=（0.33X5.2+0.8） /2風(fēng)冷熱泵0.9925風(fēng)冷熱泵£=3£=0.33*3蒸氣溴吸冷水機(jī)組+ 煤鍋爐0.5757蒸氣溴吸£=0.9煤鍋爐E=0.6丘=(0.9X0.6+0.6) /2蒸氣溴吸冷水機(jī)組+ 燃油（氣）鍋爐0.7642蒸氣溴吸£=0.9燃油氣鍋爐E=0.8 呂=(0. 9 X0.8+0.8) /2直燃型溴吸冷水機(jī) 組0.9528直燃型溴吸冷水機(jī)組丘=0

28、.95水源中央空調(diào)系統(tǒng)1.32水源中央空調(diào)£=4Eq=0.339X4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)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. 水源中央空調(diào)系統(tǒng)沒(méi)有冷卻塔、不需要小型鍋爐，不產(chǎn)生象冷卻塔常見(jiàn)的“軍團(tuán)菌” 等污染物，也沒(méi)有小型鍋爐產(chǎn)生的大量粉塵、有害氣體等污染物。2. 燃油氣鍋爐供暖和中央空調(diào)系統(tǒng)供熱相比（發(fā)電廠耗油），每100KJ供熱量所產(chǎn)生的有害氣體比較如下：表1-2 （例如100KJ熱量）項(xiàng)目" 油鍋爐發(fā)電廠（中央空調(diào)系統(tǒng)用）備注CO4

29、.511.411 : 0.32SQ6.50.481 : 0.07NO3.60.961 : 0.27從上表看出在供熱量相同時(shí)（100KJ）,水源中央空調(diào)系統(tǒng)（耗電）對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染物比燃與鍋爐少得多。3. 煤鍋爐和水源中央空調(diào)系統(tǒng)供熱（發(fā)電廠燃煤）相比，同樣供熱量情況下，水源中央空調(diào)系統(tǒng)（發(fā)電廠）所產(chǎn)生的污染物（粉塵、CO、CO SO、NO等）只是直接燃煤鍋爐供熱產(chǎn)生的污染物的1/5。4. 山東貝萊特空調(diào)有限公司生產(chǎn)的水源中央空調(diào)主機(jī)通過(guò)特別的設(shè)計(jì)，其運(yùn)行噪音只有75dB左右，是最為安靜的中央空調(diào)主機(jī)之一。1.2.3開(kāi)發(fā)利用低品位熱能我國(guó)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

30、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)是解決這一課題的有效手段之一。1.2.4節(jié)水水源中央空調(diào)系統(tǒng)因沒(méi)有冷卻塔，不消耗成本自來(lái)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)比其它中央空調(diào)系統(tǒng)投資少。（見(jiàn)表1-3）各種中央空調(diào)系統(tǒng)初投資比較表1-3方造'、式價(jià)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)單位面積工程造價(jià) 元/平方米240-280240-280260-300280-320220-2602.中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較各種中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用比較

31、表1-4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（油氣）溴吸機(jī)風(fēng)冷熱泵水源中央 空調(diào)系統(tǒng)單位面積運(yùn)行費(fèi)用 元/平方米13-2830-5540-7817-3512-251.2.6舒適中央空調(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 果采用山東貝萊特空調(diào)有限公司空調(diào)產(chǎn)品和數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化、變頻注制技術(shù)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、環(huán)保、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)方案一一水源中央空調(diào)系統(tǒng)，在具體的工程項(xiàng)目中能否合理地 應(yīng)用，

32、主要取決電源條件和水源條件。1.3.2 一般來(lái)說(shuō)：水源條件取決四個(gè)因素：1. 水源水的獲取2. 水量3. 水溫4. 水質(zhì)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)利用的優(yōu)惠政策。2. 對(duì)于地下水，作為國(guó)家的資源之一，政府對(duì)開(kāi)采與使用有各種限制政策和法規(guī)。要獲 取地下水時(shí)，要通過(guò)有關(guān)政府主管部門(mén)的批準(zhǔn)方可。水資源管理部門(mén)各地設(shè)置不同， 大體上有如下部門(mén)進(jìn)行管理：規(guī)劃局、市政局、地礦局、節(jié)水辦等。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)

33、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） 和水源水的溫度等因素有關(guān)應(yīng)通過(guò)全面的分析、精確的計(jì)算和合理設(shè)計(jì)解決。1.3.5水源水溫一般來(lái)講，水源中央空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水源水溫度要求的范圍是；制冷情況下，進(jìn)蒸發(fā)器 的水溫為1022 C；制冷情況下，進(jìn)冷凝器的水溫為 18- 40C。1.3.6水質(zhì)對(duì)于水源中央空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)而言，進(jìn)入其冷凝器、蒸發(fā)器的水質(zhì)有較高要求，如果 水源水質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)，可采取各種處理手段來(lái)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(lái)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總之，對(duì)于具體工程而言，水源中央空調(diào)系統(tǒng)是中央

34、空調(diào)系統(tǒng)的首選方案，但應(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、工作原理和分類按新國(guó)際制冷辭典的定義，熱泵就是以冷凝器放出的熱量來(lái)供熱的制冷系統(tǒng)。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

35、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，按熱源和供熱介質(zhì)的組合方式可將 蒸氣壓縮式熱泵劃分為六種類型：即空氣一空氣熱泵、空氣一水熱泵、水一空氣熱泵、 水一水熱泵、土壤一空氣熱泵和土壤一水熱泵。本章重點(diǎn)介紹蒸氣壓縮式熱泵。2.1.2蒸氣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）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

36、，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。可 通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和手動(dòng)操作的換向閥來(lái)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(pán)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)， 被調(diào)的空氣流過(guò)冷凝器，而室外空氣流過(guò)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(guò)蒸發(fā)器而室外空氣流過(guò)冷凝器。2. 空氣-水熱泵（如圖2-2 ）圖2-2空氣-水熱泵簡(jiǎn)圖熱泵型式熱源熱匯供熱（冷）介質(zhì)轉(zhuǎn)換方式工程技術(shù)部. 12制熱制冷2/22/202冷和制熱這是風(fēng)冷熱泵型冷（熱）水機(jī)組的常見(jiàn)型式。與空氣一空氣熱泵的區(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

37、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(guò)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）簡(jiǎn)圖熱泵型式熱源熱匯供熱（冷）介質(zhì)轉(zhuǎn)換方式工程技術(shù)部342/22/2020制熱制冷制冷和制熱水-空氣熱泵空氣熱泵工質(zhì)換向圖2-3 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(guò)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. 水一水熱泵（如圖2-4）熱泵型式熱源熱匯供熱（冷）介質(zhì)轉(zhuǎn)換方式簡(jiǎn)圖r=J :制熱制冷制冷和制熱供水回水水-水熱泵水換向圖2-4水-水熱泵圖2-4 水-水熱

38、泵4J壓縮機(jī)熱（冷）負(fù)荷供水排水排水制熱（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 可用切換工質(zhì)，來(lái)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(lái)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(guò)的），需要間接地通過(guò)一個(gè)換熱器來(lái)供水。5.大地耦合式熱泵（如圖2-5）利用大地的土壤作為熱源和冷卻物。與大地的換熱可通過(guò)熱泵工質(zhì)一水換熱器， 也可采用熱泵工質(zhì)埋于地下的盤(pán)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(pán)型管中循環(huán)。大地盤(pán)管可采用熱泵工質(zhì)直 接膨脹，滿液式或再循環(huán)的蒸發(fā)器回路，

39、大地耦合式熱泵熱交換器的效果與沙土類型、管子材料和當(dāng)?shù)厣惩良暗叵滤?jiǎn)圖制熱制冷制冷和制熱含混量、成分、密度和是否均勻地緊貼換熱器面有關(guān)。 的腐蝕作用會(huì)影響源傳匯熱和使供熱壽命質(zhì)轉(zhuǎn)換方式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（ Coeffcient供水of Performanee ）來(lái)表示回水COP旨其收益（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)械功的蒸氣壓縮式熱泵其性 水-水熱泵水水水換向能系數(shù)COP也可用制熱系數(shù)& h來(lái)表示，換向?yàn)橹茻崃?Q與輸入功率P的比值即水£ h=Q/P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Q等于

40、從低溫?zé)嵩次鼰崃浚梢暈橹评錂C(jī)的制冷量）Q與輸入功率P之和。由于Q與P的比值為制冷系數(shù)£ h，故& h也可寫(xiě)成：& h= （ CC+ P）/ P= l +&，可見(jiàn)& 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(wèn)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

41、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）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(guò)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(guò)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(méi)在地表水（河、 湖或

42、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) 山東貝萊特GSHf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(kāi)發(fā)背景傳統(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(kāi)采、運(yùn)輸、和利用過(guò)程中，對(duì)人類生存環(huán)境造成極大的污染。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展， 能耗越來(lái)越大，環(huán)境污染也越來(lái)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地浪費(fèi)著國(guó)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)日益匱之的能源資源越來(lái)越引起社 會(huì)各界的高度重視。目前，國(guó)內(nèi)有不少采用地?zé)崛∨?，而且用地?zé)峁┡?/p>

43、的建筑采暖系統(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?度降為40度以下直排入下水。因地?zé)岵膳厮疁囟容^高，直接排放，不僅浪費(fèi)大量的 熱能，而且給環(huán)境帶來(lái)比較嚴(yán)重的污染。近幾年我國(guó)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)?采暖的用戶不采取相應(yīng)措施則只有關(guān)閉地?zé)峋匦聦ふ移渌鼰嵩?。若用超前的環(huán)保 意識(shí)認(rèn)識(shí)上述問(wèn)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(wèn)題是十分重要的。為此，禾I用低位能量的熱泵 技術(shù)已引起越來(lái)越多人們的重視。熱泵

44、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和吸取的低位能 之和。熱泵不但節(jié)約了高位能，而且適用于同時(shí)供冷和供暖的場(chǎng)合。目前，國(guó)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，依托清華同方的人才和本身實(shí)力，利用自身強(qiáng)大的制冷空 調(diào)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力和先進(jìn)生產(chǎn)制造實(shí)力，結(jié)合國(guó)際目前

45、最先進(jìn)的制冷、機(jī)械制造技術(shù)和 智能自控技術(shù)研制生產(chǎn)了新型高效水一水熱泵機(jī)組，即GSHP型，彌補(bǔ)了國(guó)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），不受室外氣候條件變化的影響，廣泛應(yīng)用于全國(guó)各地區(qū)，從根本上克服了風(fēng)冷熱泵的局限性。222水源中央空調(diào)機(jī)組的工作原理1. 相變制冷及制熱：液體汽化形成蒸氣。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 身的蒸氣外不存在任何氣體，液體和蒸氣在某一壓力下將達(dá)到平衡， 此時(shí)的氣體稱 為飽和蒸氣，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氣從容器中抽走，液體中就必然要汽

46、化一部分 蒸氣來(lái)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(lái)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. 蒸氣壓縮式制冷循環(huán)：?jiǎn)渭?jí)蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成。其工作過(guò) 程如下：制冷劑在蒸發(fā)壓力P0、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)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力PK然后送往冷凝器在冷凝壓力入下等壓冷凝成液體，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(guò)膨脹

47、閥或節(jié)流元件進(jìn)入蒸發(fā)器。 當(dāng)制冷劑通過(guò)膨脹閥時(shí)， 壓力從冷凝壓力PK降到蒸發(fā)壓力P0，部分液體氣化，剩余液體的溫度降至蒸發(fā)溫 度To，于是離開(kāi)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 新吸入之前幾乎不再起吸熱作用。在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發(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)

48、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)。蒸氣壓縮式原理，是熱泵中最為普 遍而廣泛應(yīng)用的一種形式。如圖 2 6:223 GSHP型水源中央空調(diào)機(jī)組的用途及特點(diǎn)1. 用途：GSHP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(guó)防、科研等部門(mén)提供工藝流程所需的 755C之 間的用水。2. 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，占地小，節(jié)省空間，安裝簡(jiǎn)便，噪音低（75dB） GSHP260 2臺(tái)壓機(jī)，2個(gè)循環(huán)回路。GSHP400 3臺(tái)壓機(jī)，3個(gè)循環(huán)回路。GSHP580 2臺(tái)壓機(jī)，2個(gè)循環(huán)回路。G

49、SHP82： 2臺(tái)壓機(jī)，2個(gè)循環(huán)回路。GSHP102：2臺(tái)壓機(jī)，2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(guò)程中利用分級(jí)調(diào)控，相互不受影響。 GSHP機(jī)組為高溫?zé)岜脵C(jī)組，考慮到機(jī)組的特殊使用功能，設(shè)計(jì)過(guò)程中充分發(fā)揮 了貝萊特的科技人才優(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1022 C,夏季冷卻水進(jìn)水溫度為1435C；冬季冷卻水出水溫度為4555C,夏季冷凍水出水溫度為 7 15C。(2) 與其他公司的水源熱泵產(chǎn)品相比， GSHP型機(jī)組兩器設(shè)計(jì)溫差大

50、。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5C。而我公司的GSH型機(jī)組蒸發(fā) 器進(jìn)出水溫差為7C,冷凝器為10C。(3) 適用工程面廣。由(1)和(2)可看出，冬季運(yùn)行工況，GSHP機(jī)組所能提供的 熱水最高溫度可以達(dá)到 55E，循環(huán)水供、回水溫差為 10C :而其他公司機(jī)組可 提供的熱水最高溫度僅可達(dá)到 50C，循環(huán)水供、回水溫差只有 5C。因此GSHP 機(jī)組不僅適用于新建建筑物空調(diào)系統(tǒng)(風(fēng)機(jī)盤(pán)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)改造工程，從而克服了以往水源熱泵機(jī)組適用面窄缺陷。(4) 能效比高。冬季制熱工況，能效系數(shù)COR供熱量與輸入功率的比值)約為：3.5 4.

51、2之間；夏季制冷工況，能效系數(shù) COP冷量與輸入功率的比值)約為3.65.0 之間。(5) 良好的完整性、系統(tǒng)性。為了更好的配合GSH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(guò)程中，考慮了各地區(qū)的不同運(yùn)行條件(如：不同水源的溫度，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，從而減小了用戶的一次性投資，提高了設(shè)備的利用率。(6) 先進(jìn)的控制技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)功能A. 簡(jiǎn)潔清晰的信息顯示：大屏幕液晶顯

52、示屏顯示機(jī)組工作狀態(tài)自動(dòng)故障報(bào)警提示設(shè)備維護(hù)信息顯示控制器輸入、輸出端口狀態(tài)B. 靈活方便的參數(shù)設(shè)置：八十多個(gè)可變內(nèi)置參數(shù)設(shè)定可隨時(shí)調(diào)整機(jī)組工作狀態(tài)口令操作確保機(jī)組不會(huì)因誤操作而損壞斷電記憶保護(hù)可保持運(yùn)行狀態(tài)的連續(xù)性C. 先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)功能：可方便的接入樓宇控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中控制 連接網(wǎng)絡(luò)打印機(jī)可隨時(shí)記錄各種所需信息 預(yù)留擴(kuò)充升級(jí)的輸入輸出接口，方便升級(jí)224 GSHP型水源中央空調(diào)機(jī)組主要配件清單及性能1. 地源熱泵主要配置清序號(hào)名稱規(guī)格型號(hào)產(chǎn)地1壓縮機(jī)螺桿系列德國(guó)比澤爾或意大利萊富康2壓縮機(jī)活塞系列德國(guó)比澤爾或意大利萊富康3干式蒸發(fā)器GZ系列泰州泰怡或武漢江車4冷凝器LQ系列泰州泰怡或武漢

53、江車5外平衡式膨脹閥240RA系列美國(guó)ALCO6干燥過(guò)濾器TRAE系列美國(guó)ALCO7干燥過(guò)濾芯AMI系列美國(guó)ALCO8電磁閥CD系列美國(guó)ACLO9視液鏡FRG系列美國(guó)ALCO10安全閥DNS系 列意大利Castel11角閥3060綠園冷凍12減震管GWD上海三信13高壓氟表MCU臺(tái)灣冠亞14低壓氟表S251S臺(tái)灣冠亞15針閥A系列臺(tái)灣冠亞16高低壓壓力控器SAFE-8B日本鷺宮17電控德國(guó)西門(mén)子或上海咼迪亞18角閥3060綠園冷凍19減震管GWD上海三信20高壓氟表MCU臺(tái)灣冠亞21低壓氟表S251S臺(tái)灣冠亞22針閥A系列臺(tái)灣冠亞23高低壓壓力控器SAFE-8B日本鷺宮24電控德國(guó)西門(mén)子或上海

54、咼迪亞2. 匹配名牌優(yōu)質(zhì)、高效壓縮機(jī)：主機(jī)采用知名品牌的半封閉螺桿壓縮機(jī)，與活塞式壓縮機(jī)比較，半封閉螺桿壓 縮機(jī)具有如下優(yōu)勢(shì)： 零部件少（約為活塞式壓縮機(jī)的1/3 ）,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少、可靠性高、壽命長(zhǎng)； 壓縮機(jī)吸排氣均勻連續(xù)，排氣溫度低，振動(dòng)小，對(duì)濕壓縮不敏感，抗液擊能力強(qiáng)； 機(jī)組能效比4.2W/V，大型機(jī)組能效比可達(dá)4.5W/W；在能量調(diào)節(jié)方面，螺桿壓縮機(jī)更具優(yōu)勢(shì)，實(shí)行25 100%有級(jí)或無(wú)級(jí)能量調(diào)節(jié)3. 殼管換熱器 采用目前最先進(jìn)的 DAE高效蒸發(fā)傳熱管，管內(nèi)表面的多頭螺旋細(xì)肋以及螺旋形突起，使換熱系數(shù)和換熱能力大幅度提高。 蒸發(fā)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，配置高效均液器，解決了系統(tǒng)制冷工質(zhì)分

55、配的均勻性問(wèn)題。 改進(jìn)冷媒水折流板的密封結(jié)構(gòu)，解決了折流板泄漏等問(wèn)題，極大地提高了蒸發(fā)器的換 熱效率，從而保證機(jī)組達(dá)到較高的性能水平。 采用獨(dú)特的換熱器制冷流程設(shè)計(jì)技術(shù)，合理進(jìn)行系統(tǒng)匹配，確保制冷流程與水側(cè)冷量 的平衡關(guān)系，充分發(fā)揮換熱器的高效能；同時(shí)合理的系統(tǒng)匹配，使機(jī)組更加節(jié)能。 在干式蒸發(fā)器上還安裝防凍保護(hù)開(kāi)關(guān)，放水閥等，確保干式蒸發(fā)器安全及清洗、維護(hù)的方便性。4. 匹配高效能換熱管的殼管式水冷冷凝器： 采用目前最先進(jìn)的DAQ高效冷凝傳熱管，管外表面的多頭螺旋細(xì)肋以及螺旋形突起，使換熱系數(shù)和換熱能力大幅度提高。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，極大地提高了冷凝器抗腐蝕、抗污垢的能力，充分發(fā)揮冷凝器換 熱效果，從而保證機(jī)組達(dá)到較高的性能水平。 殼管式冷凝器上還安裝安全閥，放氣閥等，確保殼管式冷凝器的安全以及清洗、維護(hù) 的方便性。5. 機(jī)組避振設(shè)計(jì)，確保機(jī)組低噪聲，低振動(dòng)： 機(jī)組壓縮機(jī)的下面設(shè)置彈簧或橡膠減振器，減振效率在85%以上，即振動(dòng)傳遞率小于0.15，降低機(jī)組振動(dòng)及系統(tǒng)振動(dòng)，從而降低機(jī)組噪聲。 機(jī)組系統(tǒng)所有的管道均有避振塑料管夾固定，避免因機(jī)組