水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)(2011版).ppt

水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì),水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)和分類(lèi) 5.2 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)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(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn) 5.5 地下水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.6 地表水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì),5.1 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的特點(diǎn)和分類(lèi),5.1.1 水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn) 5.1.2 水源熱泵機(jī)組的種類(lèi) 5.1.3 水源熱泵系統(tǒng)的分類(lèi),返回首頁(yè),5.1.1 水源熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn),利用可再生能源，環(huán)保效益顯著 高效節(jié)能，運(yùn)行費(fèi)用低 運(yùn)行安全穩(wěn)定，可靠性高 一機(jī)多用，分戶(hù)計(jì)量,5.1.2 水源熱泵機(jī)組的種類(lèi),水源熱泵機(jī)組是指以水為熱源(匯)的可進(jìn)行制冷/制熱的一種整體式熱泵機(jī)組，通常是水/空氣或水/水兩種水源熱泵機(jī)組。 目前常用的有兩類(lèi)：一是小型的水/空氣熱泵機(jī)組和水/水熱泵機(jī)組 (四通換向閥功能轉(zhuǎn)換) ； 二是可用于集中供熱、供冷的水/水熱泵機(jī)組，它以地下水、地表水、城市污水為熱源(閥門(mén)轉(zhuǎn)換)。,水源熱泵機(jī)組根據(jù)用途的不同，在ISO13256-1標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)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(bǔ)充。,（2）地層水源熱泵(Ground Water-Source Heal Pump) 此種水源熱泵機(jī)組采用水井、湖泊、河流作為熱源熱匯，此時(shí)，低品位熱能取自天然水體。,（3）地源閉式環(huán)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(lèi),1.地下水源熱泵系統(tǒng),分散開(kāi)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(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行性能,5.2.1 水源熱泵機(jī)組的變工況性能 5.2.2 影響水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行性能的因素,返回首頁(yè),5.2.1 水源熱泵機(jī)組的變工況性能,5.2.2 影響水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行性能的因素,水源的水量、水溫、水質(zhì)和供水穩(wěn)定性是影響水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行效果的重要因素。,5.3 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(jī)組的水源可使用程度總體上用兩大指標(biāo)來(lái)衡量，即水質(zhì)指標(biāo)和水溫指標(biāo)。 水質(zhì)指標(biāo)指的是水的濁度、硬度以及藻類(lèi)和微生物。 水溫指標(biāo)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(jīng)過(guò)水處理后方可送入機(jī)組使用。水處理方法主要有： 除砂 除鐵 化學(xué)方法(俗稱(chēng)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 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn),5.4.1 水文地質(zhì)工程勘察 5.4.2 地下水回灌設(shè)計(jì) 5.4.3 地表水取水設(shè)計(jì) 5.4.4 與熱源(熱匯)交換的熱量計(jì)算 5.4.5 水源熱泵機(jī)組的選擇 5.4.6 海水源熱泵系統(tǒng)的特殊問(wèn)題 5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問(wèn)題,返回首頁(yè),5.4.1 水文地質(zhì)工程勘察,工程場(chǎng)地狀況調(diào)查的主要內(nèi)容 場(chǎng)地規(guī)劃面積、形狀及坡度 場(chǎng)地內(nèi)已有建筑物和規(guī)劃建筑物的占地面積及其分布 場(chǎng)地內(nèi)樹(shù)木植被、池塘、排水溝及架空輸電線(xiàn)、電信電纜的分布 場(chǎng)地內(nèi)己有的、計(jì)劃修建的地下管線(xiàn)和地下構(gòu)筑物的分布及其埋深 場(chǎng)地內(nèi)已有水井位置等,地下水水文地質(zhì)勘察 勘察內(nèi)容有：地下水類(lèi)型；含水層巖性、分布、埋深及厚度；含水層的富水性和滲透性；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(zhì)試驗(yàn)內(nèi)容有：抽水試驗(yàn)；回灌試驗(yàn)；抽水和回灌試驗(yàn)時(shí)，測(cè)定靜水位和動(dòng)水位；測(cè)量井水水溫；取水樣并化驗(yàn)分析水質(zhì)；水流方向試驗(yàn)；滲透率、流速試驗(yàn)。,地表水水文勘察 勘察內(nèi)容有：地表水源性質(zhì)、水面用途、深度、面積及其分布；地表水水溫、水位動(dòng)態(tài)變化；地表水流速和流量動(dòng)態(tài)變化；地表水水質(zhì)及其動(dòng)態(tài)變化，引起腐蝕與結(jié)垢的主要化學(xué)成分；地表水利用現(xiàn)狀；地表水取水和回水的適宜地點(diǎn)及路線(xiàn)。,5.4.2 地下水回灌設(shè)計(jì),對(duì)于開(kāi)采的地下水應(yīng)要求回灌，即將抽出的地下水，經(jīng)地下水水源熱泵機(jī)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(yīng)與回灌的水量相等。同時(shí)回灌還可以?xún)?chǔ)能，達(dá)到冬季回灌蓄冷為夏季空調(diào)用，夏季回灌熱為冬季供暖所用。,5.4.2 地下水回灌設(shè)計(jì),為防止地下水資源受到污染，要嚴(yán)格控制人工回灌水質(zhì)。 回灌水水質(zhì)要堅(jiān)守一個(gè)準(zhǔn)則：回灌水的水質(zhì)條件要等于甚至高于原地下水水質(zhì)條件。 另外，要求同層回灌，回灌井處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)要有良好的覆蓋層和止水層，防止回灌后各個(gè)含水層相互貫通，引起水質(zhì)污染。,5.4.3 地表水取水設(shè)計(jì),地表水取水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，冷熱交替問(wèn)題，冷熱平衡問(wèn)題。 取水溫差過(guò)大會(huì)破壞生態(tài)環(huán)境 取水、排水口位置不當(dāng)機(jī)組運(yùn)行效率會(huì)降低 取水區(qū)域不當(dāng)會(huì)損壞換熱盤(pán)管,5.4.4 與熱源（熱匯）交換的熱量計(jì)算,5.4.5 水源熱泵機(jī)組的選擇,水源熱泵機(jī)組的選擇應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題: 根據(jù)不同的水源選擇不同的水源熱泵機(jī)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(jī)組的工作溫度是否與水源的溫度相適應(yīng)。在設(shè)計(jì)中一定要注意選用能效比高、部分負(fù)荷性能良好的水源熱泵機(jī)組。,5.4.5 水源熱泵機(jī)組的選擇,根據(jù)對(duì)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(jī)組。 板式換熱器換熱效率高，但它對(duì)水質(zhì)的要求也很高。對(duì)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(jī)型。 殼管式換熱器的防堵能力較強(qiáng)。對(duì)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(jī)型。 對(duì)于含鹽濃度高，有腐蝕性物質(zhì)的水源，選擇機(jī)組時(shí)，其換熱器一定要耐腐蝕。,5.4.5 水源熱泵機(jī)組的選擇,進(jìn)水溫度取決于所選擇的系統(tǒng)類(lèi)型 例如，當(dāng)采用地下水時(shí)其額定制冷工況的進(jìn)水溫度為18，額定制熱工況的進(jìn)水溫度為15；當(dāng)采用地表水時(shí)其額定制冷工況的進(jìn)水溫度為25，額定制熱工況的進(jìn)水溫度為0。,5.4.5 水源熱泵機(jī)組的選擇,根據(jù)水源熱泵機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行工況和其特性曲線(xiàn)(或性能表)，選用水源熱泵機(jī)組 根據(jù)設(shè)計(jì)負(fù)荷選擇熱泵機(jī)組，機(jī)組的制冷量不應(yīng)小于峰值冷負(fù)荷的95%，也不應(yīng)超過(guò)峰值冷負(fù)荷的125%。機(jī)組制熱量一般應(yīng)比設(shè)計(jì)熱負(fù)荷大一些。,5.4.6 海水源熱泵系統(tǒng)的特殊問(wèn)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(wèn)題,污水流經(jīng)管道和設(shè)備(換熱設(shè)備、水泵等)時(shí)，在換熱表面上易發(fā)生積垢、微生物貼附生長(zhǎng)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(shè)備的入口。 其最終的結(jié)果是出現(xiàn)污水的流動(dòng)阻塞和由于熱阻的增加而惡化傳熱過(guò)程。由于設(shè)備結(jié)垢導(dǎo)致機(jī)組耗功增加。所以，在設(shè)計(jì)中一定要選擇能效比高的機(jī)組。,5.4.7 污水源熱泵系統(tǒng)的特殊問(wèn)題,由于污水流動(dòng)阻塞使換熱設(shè)備流動(dòng)阻力不斷增大，引起污水量的不斷減少，同時(shí)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(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減。 污水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性比其它水源熱泵差。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)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(wèn)題,由于污水的流動(dòng)阻塞使污水源熱泵的運(yùn)行管理和維修工作量大，應(yīng)該預(yù)留一定的維護(hù)空間。 例如，為了改善污水源熱泵運(yùn)行特性，換熱面需要每日36 次水力沖洗，污水流動(dòng)過(guò)程中，流量呈周期性變化，周期為一個(gè)月，周期末對(duì)污水換熱器進(jìn)行高壓反沖洗。,5.5 地下水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì),5.5.1 開(kāi)式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.5.2 閉式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.5.3 熱源井的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)要點(diǎn),返回首頁(yè),5.5.1 開(kāi)式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計(jì),5.5.1 開(kāi)式環(huán)路地下水系統(tǒng)設(shè)計(jì),開(kāi)式環(huán)路地下水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟: 完成試驗(yàn)井 確定所需的地下水總水量 供水井和回灌井設(shè)計(jì) 確定水井群與熱泵機(jī)組的連接方式 計(jì)算每組供水管和回水盤(pán)管的水流量，選擇