地源熱泵培訓(xùn)(業(yè)務(wù)部版本).

1、2022-5-231地源熱泵空調(diào)地源熱泵空調(diào)一、目前一、目前上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問題及存在的問題二、地源熱泵中央空調(diào)介紹二、地源熱泵中央空調(diào)介紹三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的三、上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析可行性分析四、地源熱泵的施工四、地源熱泵的施工2022-5-232一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及一、上海別墅建筑常用的集中空調(diào)系統(tǒng)及存在的問題存在的問題: :1.1 風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)1.2 VRV 空調(diào)系統(tǒng)1.3 風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)2022-5-2331.1 風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)系統(tǒng)l

2、該空調(diào)系統(tǒng)由1 臺室外機(jī)(風(fēng)冷冷熱水熱泵機(jī)組) 、若干臺室內(nèi)機(jī)(風(fēng)機(jī)盤管) 、水管、冷凝水管及膨脹水箱、循環(huán)水泵等組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、占室內(nèi)建筑空間較少,易與建筑裝修融為一體。各房間溫度可獨立控制,運行節(jié)能。缺點是無新風(fēng)供給,集水盤內(nèi)容易集塵滋生細(xì)菌,存在漏水可能。2022-5-2341.2 VRV及多聯(lián)機(jī)空調(diào)系統(tǒng)l該空調(diào)系統(tǒng)由1 臺變頻變制冷劑流量的室外機(jī)、若干臺室內(nèi)機(jī)、冷媒管、冷凝水管等組成。與1. 1 節(jié)（風(fēng)冷冷熱水機(jī)組加風(fēng)機(jī)盤管空調(diào)）系統(tǒng)不同的是室內(nèi)外機(jī)之間用紫銅冷媒管連接,不需要膨脹水箱、循環(huán)水泵。這種系統(tǒng)能對各空調(diào)房間實現(xiàn)較精確的溫控,使用方便,運行節(jié)能。但無新風(fēng)供給,安

3、裝要求高,如發(fā)生冷媒泄漏,很難找出漏點,不易維修。2022-5-2351. 3 風(fēng)冷管道式冷熱風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)l該系統(tǒng)由室外主機(jī)、室內(nèi)管道機(jī)、冷媒管、送風(fēng)管道和風(fēng)閥、風(fēng)口等組成。與1. 2 節(jié)系統(tǒng)相仿,也屬冷媒直接蒸發(fā)式,只是將1. 2 節(jié)（VRV空調(diào)）系統(tǒng)的多個室內(nèi)機(jī)改為一個室內(nèi)管道機(jī),向各室內(nèi)提供冷熱風(fēng)。管道機(jī)可進(jìn)新風(fēng),使室內(nèi)空氣清新,無漏水之憂,相對價格低。但各房間不易獨立控制,房間送風(fēng)量調(diào)節(jié)困難,集中回風(fēng)影響各房間的私密性,風(fēng)管布置要占建筑空間。2022-5-236 目前常用空調(diào)系統(tǒng)目前常用空調(diào)系統(tǒng)存在的問題存在的問題l上述3 種空調(diào)系統(tǒng)均為空氣源熱泵系統(tǒng)，室外機(jī)組均要求暴露于大氣中，所以對

4、建筑立面有影響,破壞了建筑的整體美觀；系統(tǒng)夏季制冷運行,將大量的熱量排放至室外大氣，會造成周圍環(huán)境空氣溫度的升高,加劇城市的溫室熱島效應(yīng)；冬季低溫下制熱運行效率低;冬季當(dāng)室外溫度低于零度時,還需要運行制冷循環(huán)來除霜，增加了能量損失，制熱效果會大大降低。2022-5-237二、二、地地源熱泵中央空調(diào)源熱泵中央空調(diào): :地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤地源熱泵中央空調(diào)分為水源熱泵和土壤( (地地) )源熱泵兩類形式源熱泵兩類形式 l2.12.1水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) l 2.1.12.1.1水源熱泵概念水源熱泵概念l 2.1.22.1.2水源熱泵原理水源熱泵原理l 2.1.32.1.3

5、水源熱泵的分類水源熱泵的分類l2.22.2土壤土壤( (地地) )源熱泵空調(diào)系統(tǒng)源熱泵空調(diào)系統(tǒng) l 2.2.12.2.1土壤熱交換器地源空調(diào)概念土壤熱交換器地源空調(diào)概念l 2.2.22.2.2土壤熱交換器地源空調(diào)分類土壤熱交換器地源空調(diào)分類l 2.2.32.2.3工作原理工作原理l 2.2.42.2.4機(jī)組運行過程機(jī)組運行過程l 2.2.52.2.5土壤熱交換器埋管形式土壤熱交換器埋管形式l2.32.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢 l2.42.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素地源熱泵系統(tǒng)限制因素2022-5-2382.1.1、水源熱泵概念l水源熱泵技術(shù)是一種利用地球表面或淺層水源（如地下水、河流、湖

6、泊或海水），或者是人工再生水源（生活污水、工業(yè)廢水、地?zé)嵛菜龋┑牡蜏氐臀粺崮苜Y源，采用熱泵原理，通過少量的高位電能輸入，實現(xiàn)低位熱能向高位熱能轉(zhuǎn)移，既可供熱又可制冷的高效、環(huán)保、節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)。2022-5-2392.1.2、水源熱泵原理 l 地球表面淺層水源（一般在1000米以內(nèi)），像地下水、地表的河流、湖泊和海洋中，吸收了太陽進(jìn)入地球的相當(dāng)?shù)妮椛淠芰?，地殼也向井?地表水的傳熱,使水源的溫度提高,而且水溫一般都較穩(wěn)定。水源熱泵技術(shù)就是：在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去；而冬季，則是通過水源熱泵機(jī)組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖。l 由于夏季水源溫度較室外空氣溫度

7、低，冬季要高,所以制冷/熱的效率遠(yuǎn)高于空氣源熱泵.通常水源熱泵消耗1kW的能量，用戶可以得到4kW以上的熱量或冷量。2022-5-23102.1.3、水源熱泵的分類l 井水源熱泵（ GWHP ） 井水源熱泵系統(tǒng)，也就是通常所說的深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)。通過建造抽水井群將地下水抽出，通過二次換熱或直接送至水源熱泵機(jī)組，經(jīng)提取熱量或釋放熱量后，再由回灌井群灌回地下。l 地表水源熱泵 （ SWHP ） 地表水熱泵系統(tǒng)。通過直接抽取或者間接換熱的方式，利用包括江水、河水、湖水、水庫水以及海水作為熱泵的冷熱源。草坪巖石層巖石層地下水土壤層出水管回水管回灌井 抽水井設(shè)備間設(shè)備間出水管回水管池塘換熱器草坪2

8、022-5-23112.22.2土壤土壤( (地地) )源熱泵空調(diào)系統(tǒng)源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 2.2.12.2.1土壤土壤( (地地) )源空調(diào)源空調(diào)概念 土壤(地)源空調(diào)系統(tǒng)是把熱交換器埋于地下，通過水在由高強(qiáng)度塑料管組成的封閉環(huán)路中循環(huán)流動，從而實現(xiàn)與大地土壤進(jìn)行冷熱交換的目的。夏季通過機(jī)組將房間內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下，對房間進(jìn)行降溫。同時儲存熱量，以備冬用。冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉(zhuǎn)移到房間，對房間進(jìn)行供暖，同時儲存冷量，以備夏用，大地土壤提供了一個很好的免費能量存貯源泉，這樣就實現(xiàn)了能量的季節(jié)轉(zhuǎn)換。2022-5-23122.2.22.2.2土壤土壤( (地地) )源熱泵空調(diào)分類源熱泵空調(diào)分類 按

9、土壤熱交換器形式分為l 垂直埋管地源熱泵系統(tǒng)l 水平埋管地源熱泵系統(tǒng)土壤層巖石層出水管回水管草坪壤換熱器地耦管土設(shè)備間土壤層地耦管草坪回水管回灌井設(shè)備間2022-5-23132.2.3工作原理 l 供暖時，它吸取地?zé)嵯蛴脩襞欧?，此過程只消耗少量電能，如圖1所示。l 制冷時，它吸取用戶室內(nèi)的熱量向地下排放，同樣也消耗少量電能，如圖2所示2022-5-23142.2.4機(jī)組運行過程 l 冬天熱泵中制冷劑正向流動，壓縮機(jī)排出的高溫高壓R22氣體進(jìn)入冷凝器向集水器中的水放出熱量，相變?yōu)楦邷馗邏旱囊后w，再經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓變?yōu)榈蜏氐蛪旱囊后w進(jìn)入蒸發(fā)器，從地下循環(huán)液中吸取低溫?zé)岷笙嘧優(yōu)榈蜏氐蛪旱娘柡驼羝?/p>

10、后進(jìn)入壓縮機(jī)吸氣端，由壓縮機(jī)壓縮排出高溫高壓氣體完成一個循環(huán)。如此循環(huán)往復(fù)將地下低溫?zé)崮堋鞍徇\”到集水器，從而不斷的向用戶提供45-50的熱水。如圖3所示。l 夏天熱泵中制冷劑逆向流動，與用戶換熱的冷凝器變?yōu)檎舭l(fā)器從集水器中的低溫水（7-12）提取熱能，與地下循環(huán)液換熱的蒸發(fā)器變?yōu)槔淠飨虻叵卵h(huán)液排放熱量，循環(huán)液中熱量再向地下低溫區(qū)排放，如此循環(huán)往復(fù)連續(xù)地向用戶提供7-12的冷水。2022-5-23152.2.5土壤熱交換器埋管形式 l 地下埋管換熱器主要有兩種形式，即水平埋管和垂直埋管。選擇哪種形式取決于現(xiàn)場可用地表面積、當(dāng)?shù)貛r土類型以及鉆孔費用。盡管水平埋管通常是淺層埋管，可采用人工開挖

11、，初投資比垂直埋管小些，但它的換熱性能比豎埋管小很多，并且往往受可利用土地面積的限制，所以在實際工程應(yīng)用中，一般都采用垂直埋管。（見圖4）2022-5-2316 可再生能源：可再生能源：利用淺層地?zé)崮茏鳛槔錈崂脺\層地?zé)崮茏鳛槔錈嵩?，實現(xiàn)冷熱聯(lián)供源，實現(xiàn)冷熱聯(lián)供 節(jié)能節(jié)能：（高溫：（高溫/ /嚴(yán)寒季節(jié)）性能系數(shù)高，嚴(yán)寒季節(jié)）性能系數(shù)高，節(jié)省運行費用節(jié)省運行費用30305050； 環(huán)保環(huán)保：取消鍋爐，減少熱污染；：取消鍋爐，減少熱污染； 一機(jī)多用一機(jī)多用：一套系統(tǒng)實現(xiàn)三種用途，制：一套系統(tǒng)實現(xiàn)三種用途，制冷冷, ,供熱及衛(wèi)生熱水供熱及衛(wèi)生熱水. .節(jié)省建筑空間節(jié)省建筑空間 性能穩(wěn)定性能穩(wěn)定：溫度

12、波動小，不受環(huán)境影響：溫度波動小，不受環(huán)境影響 美觀美觀：無室外機(jī)，不影響建筑外觀：無室外機(jī)，不影響建筑外觀 2.3地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢2022-5-23172.4地源熱泵系統(tǒng)限制因素初投資較高（打井、鉆孔、埋管等）需要有一定的空間埋設(shè)埋管系統(tǒng)施工要求較高，需要專業(yè)施工隊伍和設(shè)備注意冷熱負(fù)荷平衡的問題2022-5-2318三、 上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可上海地區(qū)別墅建筑采用地源熱泵系統(tǒng)的可行性分析行性分析l 上海地區(qū)屬于夏熱冬冷地區(qū),近幾年最熱月平均氣溫已達(dá)30. 2 、最冷月平均氣溫為4. 2 ,最冷月與最熱月平均相對濕度分別為75 % ,83 % ,高于35 的酷熱天氣長達(dá)半個月至一

13、個月,日平均溫度低于5 的天數(shù)長達(dá)兩個月以上,因此每年傳給土壤的冷熱量基本相同,其氣候條件適合推廣地源熱泵。l 地源熱泵地下埋管換熱器處于地殼的淺層地表土壤中,土壤的類型、熱特性、熱傳導(dǎo)性、密度、濕度等對地源熱泵系統(tǒng)的性能影響較大。據(jù)地質(zhì)鉆探知上海地區(qū)的淺層土是以黏土、亞黏土及粉砂為主的軟土,屬于第四紀(jì)沉積層,且土壤潮濕,地下水位高,是埋管系統(tǒng)較合適的土壤類型。l 別墅建筑一般都帶有花園,具備供地源熱泵系統(tǒng)布管的土壤面積,因此在上海地區(qū)別墅建筑中采用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是完全可行的。2022-5-2319四、地源熱泵的施工四、地源熱泵的施工4.14.1熱交換器的安裝熱交換器的安裝 4.24.2室內(nèi)

14、空調(diào)系統(tǒng)的安裝室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝4.34.3主機(jī)的安裝主機(jī)的安裝4.44.4調(diào)試調(diào)試2022-5-23204.14.1熱交換器的安裝熱交換器的安裝2022-5-23211.選好鉆孔設(shè)備，做好鉆空前的準(zhǔn)備工作，豆石屑的堆放，水、電的到位。泥漿的排放、儲存、運輸?shù)取?.按給定的設(shè)計圖測量確定各井孔位置。鉆孔深度要大于換熱器設(shè)計安裝尺寸的510%。3.預(yù)先制作U型地耦管換熱器，換熱器下端安裝沉積環(huán)路管。并固定在按圖制作的導(dǎo)向架內(nèi)。U型管兩端用絞板攻絲旋入金屬管帽，防止異物進(jìn)入井內(nèi)。4.對U型地耦管換熱器做耐壓測試，壓力為管道設(shè)計正常運行壓力的三倍，保壓30分鐘，然后釋放到正常運行壓力，旋進(jìn)金屬管帽，

15、以待下井安裝。5.井眼鉆制完成后，用專用設(shè)備將帶壓的U型管換熱器安裝入孔，并保證U型管入孔設(shè)計深度。6.回填部分石料，防止U型管上浮和防止孔的塌陷，其余部分采用自然沉積回填法將孔填滿并使結(jié)構(gòu)緊密。7.待井孔填滿后，對U型地耦管充水觀察流水是否通常，然后加壓檢驗，壓力為正常運行壓力二倍，保壓30分鐘，對所有U型管逐個檢驗，均可與集路環(huán)路連接。8.按照PE焊接工藝，將各U型地耦管匯集在循環(huán)集管上。9.豎直換熱器系統(tǒng)充水做耐壓檢驗，壓力為正常運行壓力的兩倍，保持30分鐘。10.聯(lián)接循環(huán)泵，系統(tǒng)充足水，開啟循環(huán)泵全系統(tǒng)閉路循環(huán)。觀察流量，運行壓力。11.集路管管溝與水平管溝要求一樣，根據(jù)地表面功能確立

16、溝的深度，但集路管埋管最淺深度要保證在當(dāng)?shù)貎鐾翆右韵?.51m，從末端到始端的坡度為0.30.5%。在管溝回填前，應(yīng)將集路管和地耦管引出管固定放置端正，排列均勻，不準(zhǔn)有折曲或拱起現(xiàn)象以防氣堵。清除尖利的巖石和碎雜石，認(rèn)真用砂子回填管道上方5cm的第一回填層。其余部分均為人工分層壓實，根據(jù)地表面的用途采用不同回填用料， 嚴(yán)禁使用機(jī)械回填，以防損壞集路管道。2022-5-23224.2室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)的安裝2022-5-2323室內(nèi)機(jī)安裝室內(nèi)機(jī)安裝1 1）要點：保證室內(nèi)機(jī)周圍有足夠的安裝和維修空間要點：保證室內(nèi)機(jī)周圍有足夠的安裝和維修空間。（詳見技術(shù)資料）。（詳見技術(shù)資料）2 2）安裝要符合室內(nèi)機(jī)包裝

17、盒內(nèi)所附安裝說明書的要求。）安裝要符合室內(nèi)機(jī)包裝盒內(nèi)所附安裝說明書的要求。3 3）水平安裝：保證水平度在）水平安裝：保證水平度在1 1以內(nèi)，以防止排水盤傾斜使冷凝水流出；以內(nèi)，以防止排水盤傾斜使冷凝水流出；4 4）吊裝室內(nèi)機(jī)必須使用帶螺紋的吊桿，以便調(diào)整室內(nèi)機(jī)位置；）吊裝室內(nèi)機(jī)必須使用帶螺紋的吊桿，以便調(diào)整室內(nèi)機(jī)位置； 5 5）吊裝室內(nèi)機(jī)要使用隨機(jī)附帶的安裝紙板來定位吊裝孔，保證吊桿豎直，以使設(shè)備平穩(wěn)；）吊裝室內(nèi)機(jī)要使用隨機(jī)附帶的安裝紙板來定位吊裝孔，保證吊桿豎直，以使設(shè)備平穩(wěn)；6 6）室內(nèi)機(jī)吊裝后要注意防塵、防雜物，可以用隨機(jī)的包裝塑料袋進(jìn)行保護(hù)。）室內(nèi)機(jī)吊裝后要注意防塵、防雜物，可以用隨機(jī)

18、的包裝塑料袋進(jìn)行保護(hù)。2022-5-2324變流量控制：采用電動二通閥實行水路控制定流量控制：不控制水路，只控制風(fēng)機(jī)盤管的風(fēng)機(jī)起/停.(冷量虛耗大）風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管電動二通閥電動二通閥電動二通閥電動二通閥風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)機(jī)盤管變流量系統(tǒng)變流量系統(tǒng)定流量系統(tǒng)定流量系統(tǒng)電動二通閥電動二通閥2022-5-2325安裝裝飾板安裝裝飾板要點：裝飾板與天花板之間不能有空隙要點：裝飾板與天花板之間不能有空隙2022-5-2326進(jìn)、出水管安裝l 1 異程系統(tǒng)，又稱為直接回水配管法，系統(tǒng)由異程系統(tǒng)，又稱為直接回水配管法，系統(tǒng)由兩根水管組成，一進(jìn)一出，空

19、調(diào)水流經(jīng)每一個兩根水管組成，一進(jìn)一出，空調(diào)水流經(jīng)每一個末端所走的路程是不同的；末端所走的路程是不同的；l 2 同程系統(tǒng)，又稱為逆回水配管法，系統(tǒng)由三同程系統(tǒng)，又稱為逆回水配管法，系統(tǒng)由三根水管組成，一進(jìn)兩出，根水管組成，一進(jìn)兩出，空調(diào)水流經(jīng)每一個末空調(diào)水流經(jīng)每一個末端所走的路程是相同的（端所走的路程是相同的（最先進(jìn)水，最后回水）l 同程系統(tǒng)可以保證流經(jīng)每一個末端的空調(diào)水流同程系統(tǒng)可以保證流經(jīng)每一個末端的空調(diào)水流量均勻，防止遠(yuǎn)端水流量不足而影響制冷制熱量均勻，防止遠(yuǎn)端水流量不足而影響制冷制熱效果。效果。2022-5-2327異程式系統(tǒng)6至下水道或室外冷凝水管857回水管供水管至下水道或室外同程式

20、系統(tǒng)冷凝水管回水管供水管2022-5-2328補(bǔ)水有兩種方式水泵水泵氣壓罐氣壓罐壓力控制水泵壓力控制水泵進(jìn)水進(jìn)水水泵水泵高位膨脹水箱高位膨脹水箱1、液位信號、液位信號2022-5-2329對于外露的接頭要進(jìn)行保護(hù)對于外露的接頭要進(jìn)行保護(hù)2022-5-2330從外部可以大致看出接頭熔合是否均勻。從外部可以大致看出接頭熔合是否均勻。PPR管管2022-5-23311、熱熔溫度過高，時間過長，造成過熔，水管被部分堵塞，、熱熔溫度過高，時間過長，造成過熔，水管被部分堵塞，管徑大大縮小，導(dǎo)致水流量不足；管徑大大縮小，導(dǎo)致水流量不足；2、熱熔的溫度或時間不足，將造成未熔合，導(dǎo)致水管接頭、熱熔的溫度或時間不

21、足，將造成未熔合，導(dǎo)致水管接頭 處漏水；處漏水；2022-5-2332主機(jī)接管方式（主機(jī)自帶水泵主機(jī)接管方式（主機(jī)自帶水泵/不帶泵）不帶泵）一：采用同程式接管，管道采用涂塑鋼管一：采用同程式接管，管道采用涂塑鋼管二：變換管徑（二：變換管徑（2倍）倍）主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)水泵水泵水泵水泵D32D80D80D32D32D64D64D32主機(jī)主機(jī)主機(jī)主機(jī)D32D80D80D32D32D64D64D32水泵水泵冷凍水冷凍水D80D80D80D80自帶泵同程式自帶泵同程式另配泵異程式另配泵異程式2022-5-23331 1）要點：傾斜度至少要點：傾斜度至少1/1001/100；如果做不到如果做不到1/100

22、1/100坡度，可考慮使用大一號配管，利用管徑做坡坡度，可考慮使用大一號配管，利用管徑做坡度；度；排水管就近排放，盡可能短；排水管就近排放，盡可能短；空調(diào)排水管必須與其他水管分開安裝，以防止其他水管堵塞時水空調(diào)排水管必須與其他水管分開安裝，以防止其他水管堵塞時水倒流入室內(nèi)機(jī)；特別是與污水管分開安裝，以防止異味進(jìn)入室內(nèi)。倒流入室內(nèi)機(jī)；特別是與污水管分開安裝，以防止異味進(jìn)入室內(nèi)。 PVC管：應(yīng)采用給水管，不能用線管。管：應(yīng)采用給水管，不能用線管。排水管工程排水管工程2022-5-2334排水管工程排水管工程2 2）PVCPVC水平管支撐間隔為水平管支撐間隔為0.81.0m0.81.0m，以防彎曲；，以防彎曲；3 3）水平合流必須從總管上部）水平合流必須從總管上部45 9045 90流入，以防止回流；流入，以防止回流；2022-5-2335保溫工程保溫工程1）要點：保溫材料的接口不應(yīng)有間隙；要點：保溫材料的接口不應(yīng)有間隙；2）配管的保溫）配管的保溫原因：制冷時氣管溫度很低，會損失冷量并引起原因：制冷時氣管溫度很