熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景

熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理

熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用01020304熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景中國(guó)南方地區(qū)冬季潮濕陰冷，空氣濕度大，采用燃油、燃?xì)狻⒚簽橹鞴釙r(shí)，其能耗高又污染環(huán)境;傳統(tǒng)空氣源熱泵在冬季供熱時(shí)嚴(yán)重結(jié)霜，融霜耗電大，熱泵效率低;而地源熱泵在城市的應(yīng)用受到地質(zhì)條件、場(chǎng)地的限制，在這種背景下開(kāi)發(fā)的熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)。概念：以室外空氣為冷熱源，由熱源塔熱交換系統(tǒng)、熱源塔熱泵機(jī)組、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的可為建筑物提供供冷、供熱和加熱生活熱水的系統(tǒng)。適用范圍：適用于冬季室外計(jì)算空氣干球溫度不低于-8℃，計(jì)算相對(duì)濕度不低于60%的氣候條件熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用

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熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理

熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用01020304熱源塔熱泵系統(tǒng)原理傳熱介質(zhì)與空氣在其中進(jìn)行熱交換并為熱泵機(jī)組提供連續(xù)冷熱源的塔式換熱裝置。冬季：利用冰點(diǎn)低于零度的載體介質(zhì)，高效提取低溫環(huán)境下相對(duì)濕度較高的空氣中的低品位熱能，實(shí)現(xiàn)低溫?zé)崮芟蚋邷責(zé)崮艿膫鬟f，達(dá)到制熱目的。夏季：起到高效冷卻塔的作用，利用水的蒸發(fā)散熱，將熱量排到大氣中實(shí)現(xiàn)制冷。熱源塔熱源塔結(jié)構(gòu)示意圖1.塔體框架2.出風(fēng)筒3.維護(hù)板4.進(jìn)風(fēng)柵5.變速電動(dòng)機(jī)控制裝置6.斜射旋流風(fēng)機(jī)7.高效肋片8.換熱管9.進(jìn)液口10.出液口11.斜流折射分離器12.斜射旋流分離器13.接水盤(pán)14.凝結(jié)水控制裝置15.溶液控制閥16.溶液池17.噴淋泵控制裝置18.噴淋器熱源塔熱泵防霜系統(tǒng)溶液防霜濃縮系統(tǒng)的原理：當(dāng)噴射濃縮機(jī)檢測(cè)到環(huán)境空氣溫度低于１℃時(shí)，關(guān)閉冷凝水排水閥，啟動(dòng)噴射濃縮機(jī)，將溶液池溶液濃縮升壓，高壓溶液通過(guò)控制閥進(jìn)入噴射器向換熱器噴射溶液，與換熱器換熱，形成水滴，靠重力作用落入溶液盤(pán)，進(jìn)入溶液池，完成一個(gè)噴射和濃縮周期，待低溫期過(guò)后采用濃縮裝置分離水分。當(dāng)環(huán)境空氣溫度高于１℃時(shí)，關(guān)閉噴射濃縮機(jī)，開(kāi)啟冷凝水排水閥。自動(dòng)加藥系統(tǒng)

防凍液除了存在飄失損失外，當(dāng)環(huán)境相對(duì)濕度較高時(shí)，熱源塔還會(huì)吸收空氣中的水分，從而將鹽溶液稀釋。因此，防凍液損失由兩部分組成：飄失損失和結(jié)露損失。

為防止鹽溶液的濃度降低，必須定期測(cè)定鹽溶液的濃度，濃度降低時(shí)，應(yīng)補(bǔ)充鹽量，使其保持在適當(dāng)?shù)臐舛?；另外，?dāng)空氣相對(duì)濕度較低時(shí)，機(jī)組運(yùn)行時(shí)鹽溶液中的水分會(huì)蒸發(fā)，鹽溶液會(huì)濃縮，也需要補(bǔ)充水分。自動(dòng)加藥裝置可自動(dòng)檢測(cè)鹽溶液的濃度，這樣鹽溶液的濃度就能夠達(dá)到一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡。

抗凍劑選擇要點(diǎn)抗凍劑又稱(chēng)阻凍劑，是一類(lèi)加入到其他液體(一般為水)中以降低其冰點(diǎn)、提高抗凍能力的物質(zhì)?？箖鰟┯屑状肌⒁掖?、乙二醇、水溶性酰胺和氯化鈣、鹽水等。不同的用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要加以選擇?？箖鰟┘尤肓吭诙究箖鰟┘尤肓侩S著不同的環(huán)境溫度而不同抗凍劑的加入量能影響系統(tǒng)的能效比

抗凍劑加入量參考表熱源塔的組成部分塔身風(fēng)機(jī)換熱器噴淋裝置防凍、補(bǔ)水系統(tǒng)熱源塔的組成部分塔身熱源塔的組成部分風(fēng)機(jī)熱源塔的組成部分換熱器熱源塔的組成部分噴淋裝置熱源塔的組成部分防凍、補(bǔ)水系統(tǒng)熱源塔的分類(lèi)閉式熱源塔開(kāi)式熱源塔混合式熱源塔1231.閉式熱源塔·循環(huán)介質(zhì)一直都在管道內(nèi)流動(dòng)，不與外部空氣相接觸；·換熱器為銅管、肋片；·噴淋裝置主要用于噴灑防凍液，從而防止換熱器表面結(jié)霜與結(jié)冰；·噴淋裝置內(nèi)的防凍液與循環(huán)介質(zhì)并不混合。2.開(kāi)式熱源塔·循環(huán)介質(zhì)在管道內(nèi)流動(dòng)，在塔內(nèi)經(jīng)過(guò)噴淋裝置噴淋到換熱器上，與空氣直接接觸；·換熱器為填料（塑料、PVC、PP）；·噴淋裝置主要用于噴灑循環(huán)介質(zhì)，從而循環(huán)介質(zhì)與空氣相接觸。3.混合式熱源塔部分循環(huán)介質(zhì)通過(guò)塔內(nèi)換熱器，部分循環(huán)介質(zhì)通過(guò)噴淋裝置噴灑到換熱器上。部分循環(huán)介質(zhì)與空氣直接接觸。開(kāi)式熱源塔和閉式熱源塔的比較開(kāi)式熱源塔閉式熱源塔開(kāi)式塔有較大局限，閉式塔應(yīng)用前景廣闊防凍液直接與空氣接觸，溶液溫度易受外界氣象條件變化的影響使其冰點(diǎn)不斷變化，需要定期啟動(dòng)溶液濃縮裝置，管理非常麻煩?！た朔艘陨先秉c(diǎn)；·通過(guò)使空氣逆向流過(guò)低溫高效肋片換熱器的表面，形成傳熱面與空氣之間的顯熱和潛熱交換；·由于閉式能源塔的高效換熱器的管內(nèi)防凍液依靠溶液泵強(qiáng)制循環(huán)，流動(dòng)速度快，換熱效率高。熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)示意圖熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)的原理【熱源塔熱泵供熱工藝原理圖】熱源塔熱泵系統(tǒng)原理熱源塔熱泵系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)原理單制冷系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)原理單制熱系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)原理單制熱水系統(tǒng)圖熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用

熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景

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熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用01020304熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)1節(jié)能效果顯著

冬季，熱源塔提取環(huán)境低品位熱能的性能比風(fēng)冷熱泵穩(wěn)定，無(wú)結(jié)霜困擾。整個(gè)冬季機(jī)組的平均能效比在3.5以上。

夏季，由于熱源塔的散熱能力比冷卻塔強(qiáng)，起到高效冷卻塔的作用，主機(jī)能效比在4.5以上。

同時(shí)，利用熱回收可免費(fèi)得到衛(wèi)生熱水。

熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)2一機(jī)多用

實(shí)現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷以及全年提供衛(wèi)生熱水。提高了設(shè)備使用率，降低初投資，節(jié)能環(huán)保。熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)3不受地質(zhì)條件與場(chǎng)地限制：

與地源熱泵比：不受地質(zhì)條件的制約，占地面積?。慌c水源熱泵比：不依賴(lài)地下水、地表水等熱源；與風(fēng)冷熱泵比：主機(jī)放置在機(jī)房，噪音小，功率大。熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)4運(yùn)行穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)

熱泵機(jī)組冬季使用的熱源,是相對(duì)濕度較高的空氣中的低品位熱能，蒸發(fā)壓力穩(wěn)定度和蒸發(fā)溫度都高于風(fēng)冷熱泵，使得機(jī)組比風(fēng)冷熱泵機(jī)組有更寬的運(yùn)行范圍；熱泵機(jī)組夏季使用的冷源，是汽化蒸發(fā)潛熱帶走空調(diào)余熱，熱源塔在夏季有足夠的蒸發(fā)面積可承受瞬間高峰空調(diào)負(fù)荷，冷卻水溫低，效率高。全年運(yùn)行與風(fēng)冷熱泵比較，機(jī)組能耗小，磨損輕，壽命長(zhǎng)熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)5系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單

與地源熱泵比：不用考慮地源側(cè)冬夏季冷熱負(fù)荷均衡；與風(fēng)冷熱泵比：不用考慮輔助電加熱和冬季融霜的問(wèn)題。

熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)6適用性強(qiáng)既可應(yīng)用于新建建筑又適用于既有建筑的節(jié)能改造。熱源塔熱泵系統(tǒng)特點(diǎn)7經(jīng)濟(jì)、高效

熱源塔熱泵系統(tǒng)綜合經(jīng)濟(jì)性能較高，用于夏季制冷時(shí)具有負(fù)壓蒸發(fā)冷卻水溫度低的節(jié)能特點(diǎn)；用于冬季供暖時(shí)，采用低溫寬帶技術(shù)和負(fù)溫度噴淋防霜溶液。熱源塔熱泵在中國(guó)長(zhǎng)江流域以南：

1.對(duì)比單冷機(jī)+燃油鍋爐耗能低45%左右；

2.對(duì)比單冷機(jī)+燃?xì)忮仩t耗能低25%左右；熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用

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熱源塔熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)

熱源塔熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用01020304

熱源塔低溫技術(shù)適用范圍

項(xiàng)目地質(zhì)條件缺水、少水，不具備埋管、打井、其他水源換熱的地區(qū)；適用于長(zhǎng)江以南地區(qū)冬季室外計(jì)算空氣干球溫度不低于-8℃，計(jì)算相對(duì)濕度不低于60%的氣候條件；建筑面積大于1萬(wàn)平方、空調(diào)負(fù)荷容量不小于1000kw規(guī)模中大型公共項(xiàng)目；傳統(tǒng)單冷水機(jī)制冷+鍋爐制熱形式的改造項(xiàng)目。熱源塔與常用中央空調(diào)對(duì)比

可用空調(diào)系統(tǒng)形式系統(tǒng)形式特點(diǎn)平均-制冷能效平均-制熱能效傳統(tǒng)—單冷水機(jī)+鍋爐綜合能效比較低、設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單耗能大、存在二次污染4<1傳統(tǒng)—風(fēng)冷熱泵綜合能效比較低、設(shè)計(jì)施工簡(jiǎn)單、無(wú)需鍋爐耗能大、冬季存在化霜困難及無(wú)法開(kāi)機(jī)的隱患冬季制熱效果差、需輔助加熱設(shè)備2.51.5-2或無(wú)法開(kāi)機(jī)節(jié)能—地源熱泵垂直埋管全封閉系統(tǒng)，穩(wěn)定可靠，能效比高、無(wú)污染投資相對(duì)較大、需要專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)及有經(jīng)驗(yàn)施工需要場(chǎng)地埋管4.5-54-4.5地下打井能效比高，系統(tǒng)效果穩(wěn)定可靠、無(wú)污染對(duì)地下水溫、水量有要求5-64-5湖水換熱能效比較高、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，無(wú)污染需要有湖水、河水等良好換熱條件43-4節(jié)能—熱源塔熱泵適合長(zhǎng)江中下游地區(qū)，能效比高、無(wú)需輔助加熱熱泵、適合中大型項(xiàng)目4.54熱源塔與常用中央空調(diào)對(duì)比可用空調(diào)系統(tǒng)形式空氣噪聲土壤/水源冷媒泄露傳統(tǒng)—單冷水機(jī)+鍋爐鍋爐排放氣體宜造成二次污染主機(jī)位于機(jī)房，僅為冷卻塔噪聲無(wú)無(wú)傳統(tǒng)—風(fēng)冷熱泵無(wú)有，一般需置屋頂且有相關(guān)避音措施無(wú)有，且VRV形式泄露較常見(jiàn)節(jié)能—地源熱泵垂直埋管無(wú)全封閉系統(tǒng)，噪聲等級(jí)最小一般無(wú)；如在冷卻換熱系統(tǒng)中添加極端抗凍物質(zhì)存在少許無(wú)地下打井無(wú)全封閉系統(tǒng)，噪聲等級(jí)最小存在水源污染隱患，視工程施工完備性而定無(wú)湖水換熱無(wú)全封閉系統(tǒng)，噪聲等級(jí)最小存在水源污染隱患，視工程施工完備性而定無(wú)節(jié)能—熱源塔熱泵無(wú)同冷卻塔轉(zhuǎn)數(shù)且有變頻系統(tǒng)可降噪無(wú)無(wú)熱源塔與常用中央空調(diào)對(duì)比可用空調(diào)系統(tǒng)形式空調(diào)投資估算運(yùn)行投資對(duì)比傳統(tǒng)—單冷水機(jī)+鍋爐250-320元/m2傳統(tǒng)鍋爐標(biāo)準(zhǔn)正在被取締，新建建筑基本很少使用該形式傳統(tǒng)—風(fēng)冷熱泵250-320元/m2平均能效2-2.5節(jié)能—地源熱泵垂直埋管400-600元/m2比傳統(tǒng)風(fēng)冷節(jié)能50-60%地下打井350-400元/m2比傳統(tǒng)風(fēng)冷節(jié)能50-60%湖水換熱350-480元/m2比傳統(tǒng)風(fēng)冷節(jié)能30-40%節(jié)能—熱源塔熱泵350-450元/m2比傳統(tǒng)風(fēng)冷節(jié)能40-50%案例分析普陀山大酒店建筑面積：15000m2空調(diào)機(jī)型：原使用單冷螺桿+燃油鍋爐；制冷量1500千瓦改造系統(tǒng)：制冷、制熱：熱源塔熱泵機(jī)組改造后，年降低能耗80萬(wàn)左右列項(xiàng)改造前系統(tǒng)改造后系統(tǒng)項(xiàng)目簡(jiǎn)介項(xiàng)目概述中國(guó)浙江普陀山四星級(jí)酒店15000㎡改造要求改造原有空調(diào)耗能、效果降低現(xiàn)狀，降低污染，滿(mǎn)需原有

空調(diào)只用要求，滿(mǎn)需每天80噸熱水需求空調(diào)系統(tǒng)形式制冷：?jiǎn)卫渌畽C(jī)1200KW×1臺(tái)制熱：1噸燃油鍋爐×2臺(tái)（含熱水）制冷/熱：熱源塔熱泵350kw×3臺(tái)+90kw×2臺(tái)面臨狀況原空調(diào)機(jī)組制冷量減小、自轉(zhuǎn)功率比高、能效比下降燃油自開(kāi)業(yè)始至06年油費(fèi)上漲,自2460元/噸到5530元/噸,費(fèi)用過(guò)高改造思路根據(jù)酒店客房開(kāi)啟率及熱水使用要求，設(shè)置3臺(tái)螺桿機(jī)及2臺(tái)渦旋形式熱源塔機(jī)組夏季：5