热泵全介绍建筑

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1、热泵知识培训教材,-江苏华扬太阳能集团 -上海夸父太阳能工程有限公司,热泵,在自然界中，水总由高处流向低处，但人们可以用水泵把水从低处提升到高处，从而实现水由低处向高处流动. 热量也总是从高温传向低温。 同样可以用一种装置将热量从低温传递到高温，这中设备就是热泵。,热泵的原理,热泵分析 一、热泵的原理介绍及能流示意 所谓热泵，就是以冷凝器放出的热量来供热的采暖系统。一台热泵与周围环境在能量上的相互作用是从低温热源（例如空气、地下水、河水、土壤等）吸热，然后放热至所需区域。这种装置即可用作采暖设备，又可用于冷机使用，从而达到“一举两得”的功能。 热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）吸

2、取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源。而其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。,热泵的原理,二、热泵的发展和在我国的应用 欧洲第一台热泵机组是在1938年间制造的。它以河水低温热源，向市政厅供热，输出的热水温度可达60oC。在冬季采用热泵作为采暖需要，在夏季也能用来制冷。1973年能源危机的推动，使热泵的发展形成了一个高潮。目前，欧洲的热泵理论与技术均已高度发达，这种“一举两得”并且环保的设备在法、德、日、美等发达国家业已广泛使用。 80年代来，我国热泵在各种场合的应用研究有了许多发展。针对我国地热资源较丰富的情况，若把一次直接利

3、用后或经过降温的地下热水作为热泵的低位热源使用，就可增大使用地下水的温度差，并提高地热的利用率，这在京津地区早已有过应用实践。而这种设备同时对于我国能源使用效率不高、分配不均匀的现状也提出了一个有效的解决方法。,热泵分析,热泵分析 一、热泵的原理介绍及能流示意 所谓热泵，就是以冷凝器放出的热量来供热的采暖系统。一台热泵与周围环境在能量上的相互作用是从低温热源（例如空气、地下水、河水、土壤等）吸热，然后放热至所需区域。这种装置即可用作采暖设备，又可用于冷机使用，从而达到“一举两得”的功能。 热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量（如电能）吸取的全部热能（即电能+吸收的热能）一起排输至高温热源。而

4、其所耗能量的作用是使制冷剂氟里昂压缩至高温高压状态，从而达到吸收低温热源中热能的作用。,热泵分类,空气源热泵 水源热泵 地源热泵,热泵的技术性分析,热泵的技术性分析： 1 热泵机组可以达到一机两用的效果，即冬季利用热泵采暖，夏季进行制冷。既节约了制冷机组的费用，有节省了锅炉房的占地面积。 2 如业主已有地热井，则使用热泵则可大大便于能源的充分并有效地利用。 3用于生活加热等需要的能源直接依靠电热造成能源的再浪费，是不可取的，只用热泵供热才能有效的利用电能。 4 使用热泵技术对大气及环境无任何污染，而且对能源消耗极低，属于绿色环保型装置，符合目前我国能源、环保的基本政策，对用户本身也无形中起到自

5、我宣传的作用。,热泵供热的经济性分析,热泵供热的经济性分析 热泵的经济性是由多方面来确定的，它与锅炉房供热相比，显然具有以下特点： 1 运行附加费较小，这是因为： （1） 热泵装置不需要燃料输送费用和保管费、排渣运输费等； （2） 检修周期较长，因锅炉设备与高温烟气接触，构件极易受损；而热泵系统只有两个部件运动，磨损少，平时无需任何检修。 （3） 管理人员与劳动强度均可减少，节省工资开支。 2 运行直接费用（电费）一般比燃煤锅炉大，这是热泵的主要开支。 3 热泵初投资费用常大于锅炉房设备（指单纯为冬季供热而设）。相同容量的制热设备比锅炉设备为贵。此外，初投资与装置规模，机房土建规模投资亦有关。

6、,热泵的能量利用分析,热泵的能量利用分析： 地下水的能量大，属于低位热源，需要通过热泵提升热位向生活和生产过程提供有用的热量。而热泵拥有大于1的制热系数，高于锅炉供设备，对能量的利用远远优于其他方式的采暖方式。,水源热泵,地下水地源热泵 又称水源热泵，它是一种介于中央空调和分散空调之间的优化空调能源方式，它具有中央空调合理利用能源，设备能效系数高，运行成本低和安全、可靠等优点。又具有分散空调调节灵活、方便，便于管理和收费等优点。,水源热泵系统,水源热泵系统的组成 水源中央空调系统的是由末端（室内空气处理末端等）系统，水源中央空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。 为用户供热时，

7、水源中央空调系统从水源中中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机（热泵）“泵“送到高温热源，以满足用户供热需求。 为用户供冷时，水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源中，以满足用户制冷需求。,水源热泵推广应用中存在的问题,水源热泵推广应用中存在的问题 水源热泵作为一种新型的制冷供暖方式，从技术的角度，尤其是热泵机组的角度上看应当是相当成熟、没有问题的。但考虑到中国的国情，以及将水源热泵制冷供暖作为一个整体的系统来推广应用时，还是存在一些问题： 1. 水源的使用政策 我国目前为了保护有限的水资源，制订了中华人民共和国水法，各个城市也纷纷制订了自己的城市用水管理

8、条理。这些政策均强调用水审批，用水收费。而审批的标准中对类似水源热泵技术的要求没有规定，所以水源热泵很容易被用水指标所限制。即使通过了用水审批，由于有些地方将水源的抽取和排放两次受费，受费的标准全国又不统一，所以结果可能导致水费偏高，使得水源热泵的运行节能费用不足增加的水费，水源热泵的经济性变查。 所以水源热泵的推广需要政府从可持续发展的角度，综合能源环保和资源各个方面的考虑，调整水源热泵水源使用的政策，需重新确定水源如何管理和收费，才能促使其大规模的发展。 共同参与。,水源热泵,适用水源热泵地区选择,采用地下水源热泵时 选择水源的原则应为：水量充足，水温适当，水质良好，供水稳定。 就某项工程

9、来说，应根据当地实际情况，判断是否具备可资利用的地下水源，一项工程所需水量，主要取决于该项工程的冷热负荷和地下水温度。 适用的地下水源条件是，水文地质特征为砂、卵石、砾石地层以及裂隙地带；地下水埋深在70m以内；含水层厚度大于5m，冬季地下水温度不低于10。 此外，还要注意水质情况，包括含砂量与浑浊度，以及水的化学性质。含砂量与浑浊度高造成机组和管阀磨损，回灌时会造成含水层堵塞，因此，地下水源含砂量应小于20万分之一，向地下含水层回灌水的浑浊度应小于20毫克/升；总矿化度小于3克/升，希望水中Cl小于100毫克/升，SO4 2-小于200毫克/升，Fe2-小于1毫克/升，H2S小于0.5毫克/

10、升，地下水腐蚀性条件达不到要求时，水源热泵系统应考虑防腐措施。,水源热泵安装注意事项,我国水资源非常缺乏，主管部门对开采地下水有严格管理，并且规定，除非有较大需水用户进行二资利用，否则必须进行回灌。当然，为了保证地下水源热泵空调系统长期正常运行，以补充地下水源，调节水位，维持储量平衡。为了避免在热泵装置中冷却或加热后回灌到地下的水，因短路而又被抽回，回灌井与取水井之间的距离应尽可能远一些，至少应相距15-20m。目前，虽然还没有回灌水质的国家标准，但回灌水质至少应等于原地下水水质，以保证回灌后不会引起区域性地下水水质污染。 因此，应遵守以下条款： （1）地下水应在封闭系统中输送； （2）热泵空

11、调系统中与地下水接触的部件应采用耐腐蚀材料制造； （3）取水管路上和回灌水管路上应装有水表和采集水样用的旋塞阀； （4）定期对地下水进行化验，并将化验结果报送有关部门备案； （5）如发现地下井水异常，特别是水中出现化学物质或其它无关物质时，应及时与有关部门联系，并采取措施。,水源热泵,水源热泵,开式地表水换热方式，即直接抽取地表水，将其通过板式换热器与室内水循环进行隔离换热，可以避免对地表水的污染。 闭式地表水换热方式，即将耦合换热器放入河水（或湖水）中，与室内循环水换热系统形成闭式系统。该方案不会影响热泵机组的正常使用；另一方面也保证了河水（湖水）的水质不受到任何影响，而且可以大大降低室外换

12、热系统的施工费用。,风冷热泵 - 水源热泵比较,风冷热泵 - 水源热泵比较,风冷热泵 - 水源热泵比较,制冷供暖运行费用 1、 夏季制冷大约120天左右,每天运行10小时，机组运行系数为0.7，每度电按0.57元计算： 风冷热泵方案 0.57元262.2KW10小时120天0.7= 125541元 125541元8000米2=15.7元/米2 水源热泵方案 0.57元178.8KW10小时120天0.7= 85609.44元 85609.44元8000米2=10.7元/米2,风冷热泵 - 水源热泵比较,2、 冬季供暖大约120天左右,每天运行20小时，机组运行系数为0.7，每度电按0.57元计

13、算： 风冷热泵方案 风冷热泵费用 0.57元120KW20小时100天0.7= 95760元 辅助电加热费用 0.57元480KW20小时20天= 109440元 合计： 95760元+109440元=205200元 205200元8000米=25.7元/米2 水源热泵方案 0.57元120KW20小时120天0.7=114912元 114912元8000米2=14.36元/米2,风冷热泵 - 水源热泵比较,水环热泵空调,水环热泵 水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水/热泵机组并联在一起，形成一个封闭环路，构成一套回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵

14、供暖、供冷的空调系统。典型的水环热泵空调系统由三部分组成：（1）室内的小型水/空气热泵机组；（2）水循环环路；（3）辅助设备（如冷却塔、加热设备、蓄热装置等）。,水环热泵空调,水环热泵空调,水环热泵空调系统的基本工作原理是：在水/空气热泵机组制热时，以水循环环路中的水为加热源；机组制冷时，则以水为排热源。当水环热泵空调系统制热运行的吸热量小于制热运行的放热量时，循环环路中的水温度升高，到一定程度时利用冷却塔放出热量；反之循环环路中的水温度降低，到一定程度时通过辅助加热设备吸收热量。只有当水/空气热泵机组制热运行的吸热量和制冷运行的放热量基本相等时，循环环路中的水才能维持在一定温度范围内，此时系

15、统高效运行。,小型水/空气热泵机组,水环热泵空调系统的特点 1.水循环环路方面 （1）按水环热泵空调系统在建筑物中的用途，它属于热回收式热泵系统。在室外空气温度较低的情况下，建筑物的周边区需要额外的热量来维持室内温度的稳定舒适；与此同时，建筑物的内区则因为存在室内热源（如照明、设备、人体等散热），而需要降低室内的温度。水环热泵空调系统通过同时连通建筑物周边区和内区的水循环环路，可以将内区产生的余热转移到周边区，在对内区供冷的同时对周边区供热，而不存在或者少量存在常规空调系统在同种情况下的冷热量抵消所造成的能量浪费。因此，该系统的建筑物热回收效果好，在充分利用余热的同时节约了能源。当建筑物内部同

16、时由供热工况机组和供冷工况机组模式同时运行时，采用水环热泵空调系统的运行费用最多可降低至50左右。,小型水/空气热泵机组,）与上类似，为了达到同时供冷供暖的效果，相对于常规空调系统必须采用造价昂贵的四管制风机盘管系统而言，水环热泵空调系统的水循环环路仍然采用两管制。如此，就不会存在或者减少常规的四管制的风机盘管系统对各个条件要求不同的房间空调时所出现的冷热量抵消，避免了由此造成的能量的无谓消耗，更节省了管道系统的初投资费用。 （3）由于水循环环路中的水温在常温范围内、与其环境温度的温差不大，所以常温水所消耗的能量比常规空调系统小得多。同时，因为减少了输配过程中的冷热耗散等损失，环路的热损失也比常规空调系统要小得多。总的来说，水环热泵空调系统与常规空调系统相比，仅管道热损失减少这一项，节能效率约为815