【精品】水源热泵方案设计思路

一、水源热泵方案设计思路

二、现场查活

了解建筑物概况：建筑的结构、维护和保温、层数、层高、用途、客户现在和未来可能的需求；建筑面积、空调面积、生活热水使用概况、配电情况（功率、电压、电流）、机房空间、机房位置。

了解基本地理情况：地理位置、周围地貌、气象参数、未来地域发展规划、地下构造等。

三、建筑冷、热负荷计算

列出进行负荷计算的标准和依据，对建筑进行冷、热负荷计算。

在确定建筑负荷时,必须考虑到未来较长时间的气候变化情况。通过对建筑负荷的计算和评估，可以确定水源井换热器的吸热和放热的绝对量值.

表1建筑采暖热指标推荐值

注：热指标中已包括约5％的管网热损失在内。

表2居住区采暖期生活热水热指标

2。热指标中已包括约10％的管网热损失在内。

三、画系统原理图

做方案之前,简要画出机房系统原理图，明确系统的工作原理和系统所需的主要设备。

系统原理图的绘制有利于列设备清单和进行设备选型。

四、设备选型

1、水源热泵机组选型

根据该工程的冷、热负荷情况，选用较为成熟的水源热泵机组.

根据生活热水负荷以及生活热水的使用情况确定是否选用带热回收的热泵机组。 2、水泵的选型 （1)潜水泵的选型

根据建筑的冷、热负荷和井水进、出机组的温差，计算出所需的水量，确定井用潜水泵的流量。考虑井水侧的沿程阻力损失和局部阻力损失,确定潜水泵的扬程。

夏季：

'1

1111Q Q cop ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭

式中，'

1Q ——夏季向水源井内的释热量，kW ；

1Q -—建筑物的冷负荷，kW ；

1cop ——机组制冷工况时的效率。

'

111

Q m C t •

=

•∆式中，1m •

——井水的质量流量; C —-水的比热;

1t ∆——井水出、入机组的温差.

冬季:

'

22211Q Q cop ⎛⎫=- ⎪⎝⎭

式中,'2Q --冬季从水源井中的吸热量，kW;

2Q ——建筑物的热负荷,kW ； 2cop ——机组制热冷工况时的效率。

'2

22Q m C t •

=

•∆

式中，2m •

-—井水的质量流量;

选取1m •和2m •

中的较大者作为井用潜水泵的流量。 （2)空调循环泵的选型

夏季：

1

1111

Q m C t •

=

•∆式中，11m •

——夏季空调循环泵的质量流量; C ——水的比热；

11t ∆——夏季空调侧循环水水出、入机组的温差.

冬季：

2

2222

Q m C t •

=

•∆式中,22m •

——冬季空调循环泵的质量流量； C ——水的比热；

22t ∆--冬季空调侧循环水水出、入机组的温差。

选取11m •和22m •

中的较大者作为空调侧循环泵的流量。

考虑空调侧的沿程阻力损失和局部阻力损失，确定循环泵的扬程。 根据流量和扬程确定空调循环泵的型号. （3）生活热水一次泵的选型

33

3333

Q m C t •

=

•∆式中，33m •—-生活热水一次侧的质量流量； 33Q —-生活热水的负荷；

33t ∆——生活热水一次侧进、出换热器的温差。

根据生活热水一次侧的阻力损失，确定生活热水一次泵的扬程。 (4）生活热水再循环泵的选型

33

4444

Q m C t •

=

•∆

式中，44m •

——生活热水二次侧的质量流量；

44t ∆-—生活热水二次侧进、出换热器的温差。

根据生活热水二次侧的阻力损失，确定生活热水再循环泵的扬程。 3、换热器的选型

（1）地下水水源侧换热器

水源的供给分直接供水和间接供水（即通过板式换热器换热）.

有些水源矿化度较高,对金属的腐蚀性较强，如直接进入机组会因腐蚀作用减少机组使用寿命。如果通过水处理的办法减少矿化度，费用很大。通常采用加装板式换热器中间换热的方式，把水源水与机组隔离开,使机组彻底避免了水源水可能产生的腐蚀作用。当水源水的矿化度小于350mg/L 时,水源系统可以不加换热器，采用直供连接.当水源水矿化度为350-500mg/L 时，可以安装不锈钢板式换热器。当水源水矿化度＞500mg/L 时，应安装抗腐蚀性强的钛合金板式换热器。也可安装容积式换热器，费用比板式换热器少，但占地面积大。

换热器的容量必须根据计算的热负荷进行选择，其台数与单台的供热能力应满足热负荷的使用要求、分期增长的计划及考虑热源可靠稳定性等因素。单台换热器的工作能力按其额定工作能力的70％计算。 (2）生活热水换热器的选型

对于生活热水量较小的系统，可考虑使用容积式换热器；对于生活热水量较大的系统，也可采用板式换热器，其选型方式同上. 4、静电水处理器

静电水处理器的选型根据冷凝器入口的尺寸确定。 5、定压补水装置

定压补水装置的选型依据建筑物的空调面积，不同的建筑面积范围使用不同的定压补水装置。在实际的选型过程中,一般选择比实际的建筑面积对应的定压补水装置低一个档次的设备. 6、其他

五、水源系统设计

水源热泵系统的可靠性不完全取决于设备的质量和系统的设计，更关键的是要水文地质资料的正确性，机组运行时水源的可靠性与稳定性。

1、用地下水做水源时,应首先在工程所在地完成试验井、测出水量、水温及水质资料，然后按工程冷、热负荷及所选的机组性能、板换的设计温差确定需要水源的总水量，最后决定地下井的数量和位置。采用地表水时，还应注意冬夏水温的变化及水位涨落的变化。

2、充足稳定的水量、合适的水温、合格的水质是水源热泵系统正常运行的重要因素。机组冬夏季运行时对水源温度的要求不同，一般冬季不易低于10℃、夏季不易高于30℃，采用地表水时应特别注意。有些机组在冬季可采用低于10℃的水源，但使用时应进行技术经济比较。

关于水质，可参照以下要求:PH值为6。5～8.5，CaO含量〈200mg/L，矿化度〈3g/L，Cl—<100mg/L，SO42-<200mg/L,Fe2+<1mg/L，H2S<0。5mg/L,含砂量〈1/200000。

3、管井工程设计

根据所需水量和地下水回灌需要，结合场地环境和水文地质条件，按一定采灌比确定抽水井和回灌井井数、合理布置井位和井间距。井深应大于变温带深度，以保证冬季水源水温度>10℃。为防止回灌井堵塞，确保水源系统长期稳定供水，抽水井和回灌井应互相切换使用，因此各个井的井深和井身结构应相近。井中滤水管和滤网应有一定强度，能承受抽灌往复水流的压力变换。

4、水处理

如果水源的水质不适宜水源热泵机组使用时,可以采取相应的技术措施进行水质处理，使其符合机组要求.

除砂器与沉淀池：当水源水中含砂量较高时，可在水源水管路系统中加装旋流除砂器，降低水中含砂量，避免机组和管阀遭受磨损和堵塞.国产旋流除砂器占地面积较小，有不同规格，可按标准处理流量选配除砂器型号和台数。如果工程场地面积较大,也可修建沉淀池除砂。沉淀池费用比除砂器低，但占地面积大.

净水过滤器:有些水源，浑浊度较大,用于回灌时容易造成管井滤水管和含水层堵塞,影响供水系统的稳定性和使用寿命。对浑浊度大的水源,可以安装净水器进行过滤.