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1、地源热泵机组介绍地源热泵机组介绍BCsourceheatpumpunitsi s i n t r o d u c e d法凯涞玛公司简介法凯涞玛公司简介2006年,年,AIRCLIMA进入中国,中外合入中国,中外合资公司法公司法凯涞玛冷暖冷暖设备(杭州)有限公司(杭州)有限公司位于位于风景秀景秀丽的西子湖畔,公司高管由首批公派留法博士、法国的西子湖畔,公司高管由首批公派留法博士、法国CIAT总经理理陈建平博士、建平博士、法国法国CIAT工工业部部经理理Miguel先生先生组成。公司主要管理和技成。公司主要管理和技术人人员均均为从事蓄冰空从事蓄冰空调、地源地源热泵、工、工业制冷技制冷技术多年的具
2、有丰富的多年的具有丰富的产品制造和系品制造和系统集成集成经验的的专业人士。人士。公司秉承公司秉承质量第一,用量第一,用户至上的理念,全面引至上的理念,全面引进法国先法国先进的制造工的制造工艺和管理模式,遵和管理模式,遵循循ISO9001的的质量管理体系,致力于量管理体系,致力于节能能环保、保、绿色空色空调事事业的的发展。展。企企业目目标:做精、做:做精、做优、做久、做久企企业文化:文化:专业、专注、恒久注、恒久企企业宗旨:倡宗旨:倡导绿色能源,色能源,缔造舒适生活造舒适生活公司荣誉公司荣誉发明专利发明专利 倡导绿色能源倡导绿色能源 缔造舒适生活缔造舒适生活发展环保、节能、创新的产品和解决方案一
3、直是发展环保、节能、创新的产品和解决方案一直是AIRCLIMA人人不懈的追求和责任,不懈的追求和责任,AIRCLIMA愿与广大用户共同开创愿与广大用户共同开创绿色、环保、绿色、环保、节能水节能水/地源热泵地源热泵空调空调的的新天地。新天地。地源热泵发展史地源地源热泵起源于起源于1912年瑞士的一个年瑞士的一个专利。一般是指利。一般是指水水-水地源水地源热泵;二十世二十世纪八十年代后,美国人在水八十年代后,美国人在水-水型地源水型地源热泵的的基基础上开上开发了土了土-气型地源气型地源热泵;中国在中国在1998年开始推广地源年开始推广地源热泵技技术。什么是地源热泵及其工作原理地源热泵:地源热泵:是
4、一种利用浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)是一种利用浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。原理:原理:地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温地源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能),实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源,即在冬季,把地能中的热量取出来,提高温度后,供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到能中的热量取出来,提高温度后,
5、供给室内采暖;夏季,把室内的热量取出来,释放到地能中去。地能中去。地源热泵的优点1、费用低:由于用低:由于设备自行管理,可通自行管理,可通过几台机几台机组并并联的方式,根据不同的季的方式,根据不同的季节或客流量或客流量变化情况。化情况。在酒店客房入住率低在酒店客房入住率低时,依据,依据热需求量需求量进行供行供热,如小供(开一台)、中供(开两台)、大供如小供(开一台)、中供(开两台)、大供(开三台);同(开三台);同样,在夜,在夜间供暖需要量大,可充分利用低谷供暖需要量大,可充分利用低谷电等等优势。随着。随着电力事力事业的的发展,国家展,国家鼓励用鼓励用电采暖,采暖,电费仍有下降的仍有下降的趋势
6、。因此北京地区酒店每平方米。因此北京地区酒店每平方米约12元,住宅每平方米元,住宅每平方米约8元。元。2、首投、首投资费用小:每平方米机器用小:每平方米机器设备和安装投和安装投资约为120-150元,固定元,固定资产属于投属于投资者自己所者自己所有,机有,机组可任意可任意调配,全部自配,全部自动化,无人化,无人员管理管理费用,用,维修修费用极少。用极少。3、自主性大:投、自主性大:投资者可按需要者可按需要调整供整供应时间及温度,完全自主。及温度,完全自主。4、即可采暖又可制冷:制冷、即可采暖又可制冷:制冷时产生的余生的余热还可提供生活可提供生活热水或水或为游泳池加游泳池加热,充分利用能源。,充
7、分利用能源。5、无任何、无任何污染,占地面染,占地面积小:小:设备投投资不用不用报批,国家鼓励使用。批,国家鼓励使用。地源热泵系统的组成部分完整的地源完整的地源热泵系系统由室外地源由室外地源换热系系统、地源、地源热泵机机组和室内和室内空空调系系统三部分三部分组成。成。(一)室外地源(一)室外地源换热系系统(二)地源(二)地源热泵空空调机机组(三)室内空(三)室内空调系系统室外地源换热系统室外地源室外地源侧根据其当地的地理位置、水根据其当地的地理位置、水质结构等可分构等可分为:垂直埋管式地源垂直埋管式地源热泵系系统;水平埋管式系水平埋管式系统;湖泊、池塘、河流等底部湖泊、池塘、河流等底部盘管式系
8、管式系统; 地下水回灌式系地下水回灌式系统。5 混合式地源混合式地源热泵系系统垂直埋管式地源热泵系统使用此种地源使用此种地源热泵运行及运行及维护费用低,占地面用低,占地面积较小,小,冬季无需冬季无需辅助助热源,不源,不产生任何生任何污染,染,节能效果明能效果明显。水平埋管式系统当室外有足当室外有足够大的空地面大的空地面积时,可采用水平埋管式系,可采用水平埋管式系统。此系。此系统换热效率高,效率高,节能效果明能效果明显,运行及,运行及维护费用低,室外施工用低,室外施工费用用相相对较低,冬季供暖无需低,冬季供暖无需辅助助热源,不源,不产生任何生任何污染。染。湖泊、池塘、河流等底部盘管式系统当室外有
9、大面当室外有大面积的水域面的水域面积时,可采用底部,可采用底部盘管管系系统。该系系统不不占用土地面占用土地面积,初投,初投资相相对较低,不低,不对水水质产生生污染,但染,但换热效率效率较其他系其他系统低。低。地下水回灌式系统在地下水源丰富,且当地政策允在地下水源丰富,且当地政策允许打井取用地下水源作打井取用地下水源作为冷冷热源的源的地区可采用回灌式系地区可采用回灌式系统。该系系统不占用土地面不占用土地面积,受建筑物周,受建筑物周围环境影响小,初投境影响小,初投资低,低,换热效率高,效率高,节能效果能效果显著。著。混合式地源热泵系统混合式系混合式系统是指地源是指地源+冷却塔的系冷却塔的系统。冷却
10、塔作。冷却塔作为辅助的冷源。助的冷源。地源热泵空调机组v法凯涞玛水地源热泵是一种先进的、无任何污染、绿色环保的节能空调,法凯涞玛水地源热泵是一种先进的、无任何污染、绿色环保的节能空调,水地源作为可再生的绿色能源是实现国家能源结构调整、发展低碳经济的重水地源作为可再生的绿色能源是实现国家能源结构调整、发展低碳经济的重要途径,是国家倡导绿色人居环境、低碳住宅的重要组成部分。要途径,是国家倡导绿色人居环境、低碳住宅的重要组成部分。应用用领域:域:目前法目前法凯涞玛水地源水地源热泵机机组已广泛已广泛应用于院校、酒店行用于院校、酒店行业、使、使领馆、写字楼、写字楼、大型歌大型歌剧院、院、 博物博物馆、火
11、、火车站、食品站、食品行行业、医、医药行行业等等诸多多领域域特点:特点:智能控制、操作智能控制、操作简单安全可靠、安全可靠、质量量稳定定高效高效节能、低碳能、低碳环保保结构构紧凑、安装方便凑、安装方便法凯涞玛水地源热泵采用欧洲最新的设计理念,依托法国总部法凯涞玛水地源热泵采用欧洲最新的设计理念,依托法国总部30多年水地源热多年水地源热泵的制造经验,采用全球项级品牌的零部件,精心打造出适合中国环境和使用习惯的泵的制造经验,采用全球项级品牌的零部件,精心打造出适合中国环境和使用习惯的第二代第二代ACL别墅型水地源热泵别墅型水地源热泵ACL水地源水地源热泵是一种先是一种先进的、无的、无污染的、染的、
12、绿色色环保的保的节能空能空调主机,水地源主机,水地源热泵作作为可再生的可再生的绿色能源是色能源是实现国家能源国家能源结构构调整、整、发展低碳展低碳经济的重要途径,是国家倡的重要途径,是国家倡导绿色人居色人居环境、低碳住宅的重要境、低碳住宅的重要组成部分。成部分。ACL一代ACL二代应用用领域:域:法法凯涞玛ACL户式水地源式水地源热泵是根据中是根据中国的居住国的居住环境境为高、中档小区、高、中档小区、别墅住墅住宅宅专业设计的一款新型的一款新型热泵特点:特点:1.低碳、节能、环保低碳、节能、环保2.可靠、安静可靠、安静3.安装方便安装方便4.热回收系统热回收系统法凯涞玛水法凯涞玛水/地源热地源热
13、泵:运行效率高、噪泵:运行效率高、噪音低、占地面积小、音低、占地面积小、安装灵活、运行稳定、安装灵活、运行稳定、故障率低、使用寿命故障率低、使用寿命长、不受气候环境的长、不受气候环境的影响,进入真正的低影响,进入真正的低碳生活彷佛置身于大碳生活彷佛置身于大自然。自然。室内空调系统v风机盘管是风机盘管是中央空调中央空调理想的理想的末端产品,风机盘管广泛应末端产品,风机盘管广泛应用于用于宾馆宾馆、办公楼、医院、办公楼、医院、商住、科研机构。风机将室商住、科研机构。风机将室内空气或室外混合空气通过内空气或室外混合空气通过表冷器进行冷却或加热后送表冷器进行冷却或加热后送入室内,使室内气温降低或入室内,
14、使室内气温降低或升高,以满足人们的舒适性升高,以满足人们的舒适性要求。要求。风机盘管机构v风机盘管机体结构紧凑,坚固耐用,通常采用优质镀锌板机壳风机盘管机体结构紧凑,坚固耐用,通常采用优质镀锌板机壳,水盘水盘采用模压工艺一体成型,无焊缝、焊点、符合防火规范的保温材料采用模压工艺一体成型,无焊缝、焊点、符合防火规范的保温材料整体连接于水盘。排水管及线路安装简便,左右接管及回风方式可整体连接于水盘。排水管及线路安装简便,左右接管及回风方式可随时变换,以配合现场情况。机组能安装于任何空间场所。风机盘随时变换,以配合现场情况。机组能安装于任何空间场所。风机盘管通常胀管工艺,增加了管通常胀管工艺,增加了
15、换热器换热器铜管和铝箔的紧密接触铜管和铝箔的紧密接触,传热性能好;传热性能好;合理的风机与气流结构设计合理的风机与气流结构设计,优质的吸音保温材料优质的吸音保温材料,使机组噪音低于使机组噪音低于国家标准国家标准1-3dB(A);风机盘管能耗低;风机盘管能耗低:风机与换热器合理匹配风机与换热器合理匹配,三三档可调风量档可调风量,使风机用电最省。使风机用电最省。风机盘管原理风机盘管主要依靠风机的强制作用,使空气通过加热器表面时被加热,风机盘管主要依靠风机的强制作用,使空气通过加热器表面时被加热,因而强化了因而强化了散热器散热器与空气间的对流换热器,能够迅速加热房间的空气。与空气间的对流换热器,能够
16、迅速加热房间的空气。风机盘管是空调系统的末端装置,其工作原理:是机组内不断的再循环所在房间的空气,使空气通过冷水(热水)盘管后被冷却(加热),以保持房间温度的恒定。通常,通过新风机组处理后送入室内,以满足空调房间新风量的需要。 地下换热系统设计 浅层地下水源热泵系统浅层地下水源热泵系统 1 1、概述、概述 形式:形式: 同井抽灌、异井抽灌同井抽灌、异井抽灌目前的项目多目前的项目多采用异井抽灌采用异井抽灌适用范围:适用范围:地下水文地质条件比较好区域的项目地下水文地质条件比较好区域的项目设计时应遵循的原则:设计时应遵循的原则: 地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行设计。地下水换热系统应根据水
17、文地质勘察资料进行设计。 必须采取可靠的回灌措施,使抽取的地下水能够全部回灌,且不将受污染的水必须采取可靠的回灌措施,使抽取的地下水能够全部回灌,且不将受污染的水与未受污染的水混采和混灌。与未受污染的水混采和混灌。 地下水的持续出水量应满足水源热泵系统最大吸热量或放热量的要求。地下水的持续出水量应满足水源热泵系统最大吸热量或放热量的要求。设计程序及思路收集地质、水文地质资料首先应收集项目地的地质、水文首先应收集项目地的地质、水文地质资料,结合项目负荷情况以地质资料,结合项目负荷情况以及场地条件,初步判定是否能采及场地条件,初步判定是否能采用该系统。用该系统。规模较大、没有水井资料的项目,规模较
18、大、没有水井资料的项目,在设计前应钻试验水井,评价单在设计前应钻试验水井,评价单井的出水能力和回灌能力井的出水能力和回灌能力。地下换热器的负荷与建筑物的供热、制冷及供生活热水的设计负荷有关,其换热量应满足系统正常运行工况时的最大吸热量或最大放热量的要求,计算公式如下: 最大放热量最大放热量Q1=建筑冷负荷建筑冷负荷(1+1/EER) (1) 最大吸热量最大吸热量Q2=建筑热负荷建筑热负荷(1-1/COP) (2)(注:COP为机组制热性能系数,EER为热泵机组制冷性能系数,机组COP值与工况有关,在计算时应考虑地下水温度和末端形式。)得出最大吸热量与最大放热量相当时,应分别计算供热、制冷工况下
19、所需地下水量,并取其大者;当两者相差较大时,根据项目规模,可采用辅助设备调峰解决,使系统更经济合理。计算地下换热器的负荷水量的确定根据供暖制冷工况下,水环路的最大放热量和最大吸热量计算。初步估算流量时的可参照如下公式进行:a、夏季制冷工况下:q1=3600Q1/cp(t2-t1)(3)式中: q1为夏季制冷时所需地下水量(m3/h); Q1为夏季设计工况时换热器最大换热量(kw),据公式(1)求得; 为水的密度(kg/m3),可取1000kg/m3; cp为水的定压比热容,可取4.18kJ/(kg); t1为进入机组换热器的地下水温度(); t2为出换热器的地下水温度()。 代入值公式简化为:
20、 q1=Q1/1.163(t2-t1)b b、冬季供暖工况下:q2=3600Q2/cp(t1-t2)(4)式中: q2为采暖时所需地下水量(m3/h); Q2为冬季设计工况时需要提取的热量(kw),据公式(2)求得; 为水的密度(kg/m3),可取1000kg/m3; cp为水的定压比热容,可取4.19kJ/(kg); t1为进入机组换热器的地下水温度(); t2为出换热器的地下水温度()。代入值公式简化为: q2=Q2/1.163(t1-t2)管井的选择抽灌水井的深度主要由项目所在地的抽灌水井的深度主要由项目所在地的水文地质条件、取水层位决定;水文地质条件、取水层位决定;水井的深度一般在水井
21、的深度一般在100m左右,否则会导钻打井成本的升高。左右,否则会导钻打井成本的升高。如如果果地地下下水水位位埋埋深深较较浅浅,浅浅部部有有较较好好的的含含水水层层,如如单单层层厚厚度度大大于于5m的的粗粗砂砂以以上上地地层层,也也可可以以减减少少井井深只取上部含水层的水,井深可在深只取上部含水层的水,井深可在5060m之间。之间。井径和井管井径和井管井的直径可以为井的直径可以为500800mm,井管直径一般为,井管直径一般为300500mm,一开到底。井管可选焊接,一开到底。井管可选焊接管或卷焊管,也可选铸铁管,不宜用水泥管,因为其使用寿命短。滤水管可用打孔外缠丝钢管或桥管或卷焊管,也可选铸铁
22、管,不宜用水泥管,因为其使用寿命短。滤水管可用打孔外缠丝钢管或桥式滤水管。式滤水管。井数的考井数的考虑要用较少的井完成需要的取水量,单井的出水能力以要用较少的井完成需要的取水量,单井的出水能力以5m降深考虑。由系统所需最大水量除单降深考虑。由系统所需最大水量除单井出水量得到抽水井数。井出水量得到抽水井数。回灌井数量应根据各地水文地质条件确定,一般应等于或多于抽水井数量。回灌井数量应根据各地水文地质条件确定,一般应等于或多于抽水井数量。根据水源热泵供暖的特点,可以采用适当提高利用温差的方法减少地下水的用量。提高利用温根据水源热泵供暖的特点,可以采用适当提高利用温差的方法减少地下水的用量。提高利用
23、温差的方法有多机组串联用水和单机混水法或板换隔离法。差的方法有多机组串联用水和单机混水法或板换隔离法。滤水管的位置v钻钻孔孔后后应应进进行行电电阻阻率率和和自自然然电电位位或或自自然然伽伽玛玛测测井井,根根据据测测井井曲曲线线解解释释的的含含水水层层位位置置决定排管方案。决定排管方案。v一一般般取取水水井井水水位位以以下下15或或20m之之内内不不应应下下滤滤水水管管,一一是是考考虑虑动动水水位位的的下下降降,二二是是考考虑虑留留出出潜潜水水泵泵的的长长度度和和位位置置,避避免免抽抽空空和和进进水水口口距距滤滤水水段段太太近近(应应大大于于2m)。井井内内其其它它滤滤水水管管的的位位置置要要视
24、视含含水水层层的的分分布布情情况况而而定定,一一般般选选井井内内较较厚厚的的、颗颗粒粒较较粗粗的的23层层为为主主力力水水层层。粉粉细细砂砂和和较较薄薄的的水水层层(12m)不不宜宜保保留留,以以免免造造成成出出砂等后患。砂等后患。v专专用用的的回回灌灌井井应应下下有有回回扬扬泵泵,其其它它要要求求同同抽水井。抽水井。桥式滤水 管计算地下换热器的负荷v负负荷荷与与建建筑筑物物的的供供热热、制制冷冷及及供供生生活活热热水水的的设设计计负负荷荷及及系系统统运运行行所所需需要要的的能能量量负负荷荷有有关关。换换热热器器的的换换热热量量应应满满足足系系统统正正常常运运行行工工况况时时的的最最大大吸吸热
25、量或最大放热量的要求,计算公式同热量或最大放热量的要求,计算公式同(1)、(2)。v地地埋埋管管换换热热器器需需要要510的的换换热热温温差差,冬冬季季取取热热时时管管内内液液体体的的平平均均温温度度比比地地层层温温度度低低510,夏夏天天可可高高1020,以以管管内内设设计计温温度度确确定定机组的机组的COP值。值。v计计算算得得出出最最大大吸吸热热量量与与最最大大释释热热量量相相当当时时,应应分分别别计计算算供供热热、制制冷冷工工况况下下换换热热器器埋埋管管的的长长度度,并并取取其其大大者者;当当两两者者相相差差较较大大时时,根根据据项项目目规规模模,宜采用辅助设备调峰解决,使系统更经济合
26、理。宜采用辅助设备调峰解决,使系统更经济合理。地埋管换热器形式的选择埋管形式可以分为如下几种:埋管形式可以分为如下几种:水平埋管垂直埋管单U型双U型(比单U提高15%的换热量)垂直埋管布孔形式垂直埋管布孔形式等间距布孔(正方形布孔)梅花型布孔(等边三角形布孔)水平地埋管垂直单/双 U 型地埋管埋管长度的确定埋管长度的确定根据计算的负荷、岩土层热物性参数、所选的地理管形式及热泵参数,通过软件模拟的方法,计算得根据计算的负荷、岩土层热物性参数、所选的地理管形式及热泵参数,通过软件模拟的方法,计算得出埋管总长度。出埋管总长度。目前实际工程中,常利用单位埋管深度的换热量来计算换热管的长度,一般垂直埋管
27、的单位深度换热目前实际工程中,常利用单位埋管深度的换热量来计算换热管的长度,一般垂直埋管的单位深度换热量为量为3070W/m(利用温差为利用温差为1015)之间,放热大于吸热。该数据需要通过热响应测试获得。之间,放热大于吸热。该数据需要通过热响应测试获得。埋管长度可按如下公式计算:埋管长度可按如下公式计算:L=1000Qmax/ql(5)式中:式中:L为埋管换热器总长为埋管换热器总长(m);ql为最大利用温差的每米换热功率为最大利用温差的每米换热功率(W/m),一般由接近实际工况的现场换热试验取得;,一般由接近实际工况的现场换热试验取得;Qmax为夏季向埋管换热器排放的最大功率与冬季从埋管换热
28、器吸收的最大功率中的较大值为夏季向埋管换热器排放的最大功率与冬季从埋管换热器吸收的最大功率中的较大值(KW)孔深、孔径、孔数、孔间距的确定孔深、孔径、孔数、孔间距的确定换热孔深度的确定:换热孔深度的确定:结合现场的地质条件与钻机的经济钻进深度,一般基岩地层钻进深度不超过120米,第四系地层一般不超过150米。结合现场可布设换热孔的面积,面积大则选择的余地大,面积小则选择的余地小。换热孔直径的确定:换热孔直径的确定:结合现场的地质条件,一般第四系地层,尤其是粘土含量大、缩径严重地层换热孔的直径会比较大;一般基岩地层换热孔的孔径相对较小。结合布管形式,一般双U型比单U型的孔径大。第四系地层一般在1
29、80300mm之间,基岩地层一般在100-180之间。换热孔数量的确定:换热孔数量的确定: N=L/H 式中:N为钻井数(个); L需要的换热孔的总长(m); H为换热孔单孔深度 (m);换热孔间距的确定:换热孔间距的确定:场地条件:场地有限可适当减小间距。热干扰半径:地层导热性好,热传递快,单个换热孔的换热能力高,热扩散半径大,孔间距大;相反则小。施工成孔率:目前换热孔施工的钻机的控斜能力不强,换热孔很容易倾斜,当孔间距较小时,容易造成穿孔。换热孔深度大,间距可适当加大,相反则小。应综合考虑以上三方面因素,确定换热孔的间距,一般在37米之间。监测系统(有条件的项目)监测系统(有条件的项目)1
30、 1、浅层地下水源热泵、浅层地下水源热泵定期取水样,对水质进行监测;定期取水样,对水质进行监测;对抽水井、回灌井的抽灌水量和水位进行监测。对抽水井、回灌井的抽灌水量和水位进行监测。2 2、埋管式地源热泵系统、埋管式地源热泵系统埋设温度传感器,对地温场进行长期监测埋设温度传感器,对地温场进行长期监测热泵机房及末端系统设计热泵机房及末端系统设计机房系统1、系统配置上单一系统对于冷热负荷差别不大,规模较小的系统复合式系统对于规模较大的系统,或冷热负荷相差较大,可能引起冷热不平衡而造成地温场持续升高或降低的项目。可采用的复合式系统一般有:冬季采暖调峰、水地源热泵+冷却塔夏季制冷调峰、冰蓄冷夏季日间制冷
31、调峰。2、系统的可调控性系统的可调控性直接关系到系统的节能性热泵机组的台数:对于500KW以上的项目,最好选择2台或以上,在部分负荷运行时,可以达到节能,减少大马拉小车的现象水泵变频、或采用二级泵系统、或水泵与热泵机组联动等,可减少水泵的电耗。3、水源热泵系统注意除砂对机组的磨损对回灌井的堵塞水/地源热泵机房布局图末端系统1、系统供水温度冬季供水温度一般在45左右;夏季供水温度一般在7 左右2、适合的末端形式地板辐射采暖、风机盘管、顶棚辐射等方式,不适合采用散热器采暖地源热泵系统原理图创造源于经典品质铸就辉煌法凯涞玛人愿同您一起法凯涞玛人愿同您一起倡导绿色能源倡导绿色能源 ,缔造舒适生活,缔造舒适生活您的舒适与满意是我们不懈努力的动力您的舒适与满意是我们不懈努力的动力欢迎访问公司网站谢谢!谢谢!