地源热泵中央空调系统培训讲义PPT105页

水源和水质
再生水源； 自然水源； 温度（ 7~45 ℃ ） ； 含沙量、混浊度（含沙量10万分之一每立方
米） ； 酸碱度、硬度、腐蚀性（水质硬度在
500~700毫克/升以下） ；
地表水（江水源热泵系统 ）
江水源热泵系统可分为两种类型，即直接式和间 接式。直接式是江水经过处理后直接进入热泵机 组的换热器作为其冷热源实现供热、制冷，而间 接式系统的江水需经过换热器进行换热，江水与 热泵机组没有直接连通，形成两个独立环路。两 种方式各有利弊，应根据具体项目情况来选择比 较合适的系统。
建筑物空调 系统选择方案
浅层地温勘察（水文地质） 地源热泵系统
土壤源 土壤热响应试验
地源热泵机组设备选型 系统集成设计 系统集成实施 系统调试 系统运行
常规空调系统
地表水 地表水水质勘察
地源热泵系统组成（系统工程） 室内用户系统——常规空调（供热、制冷）
系统
主机机房系——包括水源热泵主机、循环 水泵、水处理、控制系统
水为低温热水？
水源热泵的原理
压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀； 冬夏季运行工况的调整是通过系统，而不
是主机本身，即主机内部蒸发器永远是蒸 发器，冷凝器永远是冷凝器； 解决了两器功能转换时，换热面积不匹配 的矛盾；
水源热泵工作原理（冬季）
冬 季 工 况：
用户
用
户
系
t=45~50℃
t=50~55℃
采用壳管式换热器的间接式江水源 热泵系统示意图
间接式江水源系统
板式换热器江水、软化水间换热温差一般 可低至2℃左右，换热效率高，利用温差为 大，换热温差愈小所需板片面积越大，会 增加换热器投资，设计为2℃换热温差。
采用板式换热器的间接式江水源热 泵系统示意图
间接式江水源系统
间接式系统把江水和热泵系统分为两个独 立环路，热泵空调系统只利用江水源的温 差换热，不受水质影响，热泵主机为常规 水源热泵机组，机组效率高，在系统投资 方面具有优势。但在运行维护方面，江水 的过滤和换热环节需增加投入，进行换热 器的定期清洗以保持长期高效换热效率， 整体系统的经济性高。
浅层地温能的利用
浅层地温能开发利用的重点是建筑用能。建筑能 耗在全社会总能消耗中所占比例较大。发达国家 建筑能耗占全社会总能耗的35％，我国住宅能耗 占全国总能耗的37％，是能耗大户，而城市住宅 中的供暖制冷又占了绝大部分，如果供暖制冷这 部分能源的70～80％利用浅层地温能，那么，社 会总能耗中10％以上可来自可再生能源。目前， 我国水电总量只占全国总能量的7％，可以预见， 在不远的将来，浅层地温能用好后，其意义可能 会超过水电。
地源热泵中央空调系统
节约“需要使用”的能源
建筑物的节能设计； （维护结构材料、构造…）
合理的空调系统； （负荷计算、设计思路…）
科学的运行管理； （系统调节、使用维护…）
可利用的“可再生”能源； “不可再生”的能源；
水？
煤
空气
气
阳光电土壤源自油人员、照明及设备散热
其它
其它
热 泵空调
热泵原理：热泵技术是全世界近年来倍受 关注的一项新型能源技术。其基本原理基 于逆卡诺循环，采用电能驱动，从低温热 源中吸取热量，并将其传输给高温热源以 供使用，传输到高温热源中的热量不仅大 于所消耗的能量，而且大于从低温热源中 吸收的能量，在标准工况下，系统消耗一 个单位的能量，从低温热源中提取二个单 位的能量，合在一起输出三个单位的能量。
地源热泵中央空调系统简介
和传统空调相比，地源热泵的维护成本非常低， 无需专人看管，节省占地空间，没有氨氧化物，二 氧化硫和烟尘的排放，没有污染。根据现有的工程 测算，采用地下水式地源热泵，冷热源部分系统初 期投资为每平方米300－400元，与采用冷机组加锅 炉中央空调系的投资大致相同。如果全国每年在 2000万平方米建筑中推广使用地源热泵系统供暖空 调，则可节约70万立方米标准煤或5.2亿立方米天 燃气，同时减少约470吨氮氧化物和40吨颗粒物的 排放。
地源热泵概念
地源热泵系统是成熟的技术，在设计合理的情况下可 以可靠、稳定、经济的运行。地源热泵的特点是从地 下水中或土壤“取能” ，不 取“水”，在完全保证 回灌的条件下不会造成地面沉降；由于循环水在完全 封闭的地下管路中流动，对地下环境无任何污染。
地源热泵系统按取能方式不同分为水源热泵系统和土 壤源热泵系统两种。
空气源热泵机组使用图
地源热泵中央空调系统
地源热泵中央空调系统简介
地源热泵空调系统技术在20世纪40年代就在 美国国会大厦使用，于50年代形成第一次高 潮。直至20世纪70年代世界石油危机使得人 们关注节能时，地源热泵的推广才迅速展 开。经过50多年的发展，地源热泵技术在北 美和欧洲已非常成熟，在美国，地源系统 占整个供暖空调系统的20%，并且地源热泵 销量正以每年的20%速度递增。
热 泵空调优点
热泵有四大优点，第一是节能，有利于能 源的综合利用，第二点是有利于环境保护， 第三点是冷热结合，设备应用率高，节省 初投资，第四因为它是电驱动，所以它调 控比较方便，因此热泵备受大家的关心。 是一种节能、环保空调技术。
热泵系统主要由四部份构成
热泵系统主要由四部份构成，分别是压缩 机、散热盘管（俗称冷凝器）、膨胀阀、 吸热盘管（俗称蒸发器）。
不同方式制热运行费
常见的热泵系统
空气源热泵系统； 水源热泵系统； 1、水源热泵中央空调系统 2、水环热泵户式空调系统 3、海水水源热泵系统 土壤源热泵系统；
空气源热泵
空气源热泵机组：空气源热泵系统通过空气蓄能 获取低温热源，经系统高效整合后成为冷热源， 用来供冷、供暖或供应热水。空气源热泵机组由 室外机和室内机两部分组成，它在冬季作为热源， 提供低温热水采暖，在夏季作为冷源，提供冷水 给风机盘管制冷。室外机与空气进行热交换，通 过氟22介质将冷热传送到室内机，室内机通过板 式换热器将氟22的冷热水，由冷热水在居室内循 环，冷热合一，节省初投资。
目前地源热泵技术的应用已从单一的供暖 发展到同时供暖、供冷、供生活热水。热 源也从地下水发展到江、河、湖、海、城 市污水等。地源热泵系统通过大地（土壤、 地下水等）天然资源吸收或释放能量，再 由热泵机组向建筑物供冷供暖供热，是一 种利用可再生能源的高效节能的新型空调 系统，可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、 住宅公寓、学校、医院等建筑物。
地源热泵中央空调系统简介
我国气候条件与美国比较相似，北美的地源热泵 方式对我国更具有借鉴意义。建设部于2006年推 出了《地源热泵系统工程技术规范》及财政部 建 设部关于《可再生能源建筑应用专项资金管理暂
行办法》的通知；和广西住建 厅下发的《广西 壮族自治区可再生能源建筑应用管理办法》
不但对地源热泵的设计、施工及验收进行规范并 从政策及资金上给予大力支持。
制冷剂气体 压缩机
主水 机源 系中 统央
空 调
t=28~45℃
水处理设备 t=18~35℃（夏）
水 源 水 系 统 水泵
水源热泵的原理示意图
水源热泵的原理
空调供水 空调回水
循环水泵
V1
V8
V2
V7
V3
V6
V4
V5
B AC D
水源水回水 水源水供水
蒸发器 冷凝器 水源热泵机组GHP
1、夏季运行：V1、V3、V5、V7开启，V2、V4、V6、V8关闭； 冬季运行：V2、V4、V6、V8开启，V1、V3、V5、V7关闭；
. 但并不是所有的城市都适合采用地源热泵 特别是目前广泛推广的地下水源热泵，一 定要以保护水源作为前题，要保证有充足 的地下水并完全回灌回地下，才能保证水 源热泵系统的成功使用，而水源热泵系统 成井工艺是该系统成功运行的保证所以一 定能要由专业的公司及施工人员负责做好 打井、回灌工作。没有适合可靠的的水源， 就不能使用地下水热泵。
以下将直接式与间接式江水源热泵系统比较、选 择、设计。无论是直接式系统还是间接式系统,水 源具有腐蚀性，系统的关键设备、部件须进行耐 腐蚀设计。
间接式江水源系统
间接式江水源热泵系统
间接式的江水热泵系统的换热器常用的主 要有两种类型，一种为壳管式换热器，一 种为板式换热器。
壳管换热器污水、软化水间换热温差大， 一般为5℃以上，换热效率较低，易受水量 局限，且造价高，占地面积大，一般不推 荐该方式。
水源水系统——包括抽水井（地下耦合 管—地埋管）、回灌井、井室、潜水泵等
水源热泵中央空调系统
水源热泵中央空调系统示意图
FC
FC
AHU
AHU
建筑物 水源热泵 GHP
水源水出
水源水进
水源热泵中央空调系统
江、河、湖，海？ 地下水； 污水； 工业废水； 市水？ 常温水源热泵水源水温度建议在7~45 ℃；
浅层地温能的利用
一般将土壤、地下水和地表水这些温度低于25℃ 的热能称之浅层地能。我国浅层地能资源潜力巨 大，据专家测算，我国近百米内的土壤每年可采 集的低温能源是我国目前发电装机容量4×108kW 的3750倍，而百米内地下水每年可采集的低温能 量也有2×108kW。广西能源自给率仅为1/4，建 筑能耗占全社会总耗能将近1/5。桂林市能源资源 极为有限，能源供应以外地调入为主。石油和天 然气尚未发现可供开采的工业储量。电力供应60 ％从南方电网调入，天然气、原油全部由外地调 入，能源问题直接关系到桂林市现代化建设的进 程，大力开发利用浅层地温能可以优化能源结构， 缓解能源供应压力。
地源热泵中央空调系统简介
地源热泵中空调系统的热源来自土壤及各 种水源（如地下水、江、河、湖、海水及 废水等）。不论是夏季还是冬季，桂林的 的地下水常年稳定在14℃至16℃之间，而空 气的温度夏季高达40℃左右，冬季可低至 4℃左右。显然，在桂林地区对地表水提取 能量要更加有效
地源热泵中央空调系统简介