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1、 2010 Lotus new energyMarketing Dept.水水/ /地源热泵系统原理及特点地源热泵系统原理及特点 2010 Lotus new energyMarketing Dept.热泵热泵定义定义：利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置 分类（按热源）分类（按热源） 2010 Lotus new energyMarketing Dept.水水/ /地源热泵：地源热泵： 是一种利用地下浅层地热资源（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装置。 2010 Lotus new energy
2、Marketing Dept.起源于起源于19121912年年环保要求环保要求有形能源枯竭和价格上升有形能源枯竭和价格上升能源利用率低能源利用率低采用水电、核电采用水电、核电产生背景产生背景 2010 Lotus new energyMarketing Dept.水水/ /地源热泵的发展地源热泵的发展q早在早在19121912年瑞士人年瑞士人H. Zoe11yH. Zoe11y就提出了土壤源热泵应用的思想，但大规就提出了土壤源热泵应用的思想，但大规模应用直到二战结束后，才在欧美兴起。模应用直到二战结束后，才在欧美兴起。q地下埋管换热器的研究真正开始于地下埋管换热器的研究真正开始于1946194
3、6年。年。q2020世纪世纪5050年代初，英国的年代初，英国的SumnerSumner和和von Cube von Cube 安装了用于住宅供暖的地安装了用于住宅供暖的地源热泵。源热泵。q19731973年年“能源危机能源危机”以后，地源热泵的研究安装在欧美等国大量出现。以后，地源热泵的研究安装在欧美等国大量出现。q进入进入2020世纪世纪9090年代，地源热泵的应用和发展进入了一个新发展阶段。目年代，地源热泵的应用和发展进入了一个新发展阶段。目前，地源热泵在欧美的热泵装置的市场占有份额大约是前，地源热泵在欧美的热泵装置的市场占有份额大约是5 5。q19931993年成立了国际地源热泵协会（
4、年成立了国际地源热泵协会（IGSHPAIGSHPA）。）。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.国际能源大会国际能源大会WECWEC、国际能源署国际能源署IEAIEA、国际制冷国际制冷学会学会IIRIIR等等国际组织及从事热泵的研究者都普遍认为地源热泵是：国际组织及从事热泵的研究者都普遍认为地源热泵是： 在目前和将来在目前和将来最有前途的节能装置和系统最有前途的节能装置和系统 国际空调和制冷行业前沿课题之一国际空调和制冷行业前沿课题之一 地热利用的重要形式地热利用的重要形式19981998年美国暖通空调工程师学会年美国暖通空调工程师学会ASHRAEASHRA
5、E技术奖就授予地热源热泵系统。技术奖就授予地热源热泵系统。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.地源热泵被称为：地源热泵被称为： “ 21 21世纪的一项以节能和环保为特征的世纪的一项以节能和环保为特征的最具有发展前途最具有发展前途最具有发展前途最具有发展前途的的绿色空调绿色空调绿色空调绿色空调技术技术 ” 2010 Lotus new energyMarketing Dept.水水/ /地源热泵的应用情况地源热泵的应用情况在在在在美国：美国： 截止截止19851985年全国共有年全国共有1400014000台地源热泵台地源热泵 1997 1997年就安装了
6、年就安装了4500045000台台 到到19991999为止已安装了为止已安装了400000400000台台 每年以每年以1010的速度稳步增长的速度稳步增长 1998 1998年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量 的的1919，其中新建筑中占，其中新建筑中占3030。 1998 1998年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地源热泵供热空调系统。美国总统布什在他的德克萨斯州的宅广应用地源热泵供热空调系统。美国总统布什在他的德克萨斯州的宅邸中也安装了地源热泵空调系统。
7、邸中也安装了地源热泵空调系统。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.在欧洲：在欧洲： 中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、以及意大利、德国等国家中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、以及意大利、德国等国家主要利用浅层地热资源，（埋深主要利用浅层地热资源，（埋深400400米深）的地源热泵用于室米深）的地源热泵用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。内地板辐射供暖及提供生活热水。 据据19991999年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为瑞士为9696，奥地利为，奥地利为3838，丹麦为，丹麦为2727 。 201
8、0 Lotus new energyMarketing Dept.地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地下水源热泵地表水源热泵地表水源热泵地表水源热泵地表水源热泵水源热泵分类水源热泵分类 2010 Lotus new energyMarketing Dept.取水井回灌井提取地下的低品位热提取地下的低品位热利用电能聚变为高品位热能利用电能聚变为高品位热能节约能量，环保无污染节约能量，环保无污染不使用冷水塔，不消耗冷却水，节省占地面积水源热泵系统原理（夏季）水源热泵系统原理（夏季） 2010 Lotu
9、s new energyMarketing Dept.水源热泵系统原理（冬季）水源热泵系统原理（冬季）寒 冷温温 暖暖取水井回灌井不燃烧，无污染，不排放 2010 Lotus new energyMarketing Dept.回填粘土含水层滤水层回填粘土沉砂层回扬送至机房回灌用 2010 Lotus new energyMarketing Dept.WELLDISCHARGEOverpressure valveP2P3电子水处理器电子水处理器过滤器过滤器旋流除沙器旋流除沙器地下水的处理1、采用物理方法的处理地下水，不改变回灌水质，防止对地下水的破坏；2、对于腐蚀性较强的地下水，建议采用间接利用
10、的方式。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.目的热能再生反复利用，保护水资源及稳定地质结构。条件取决于含水层的渗透性水质标准（建议达到下表）回灌类型无压（回流）、负压（真空）、加压（正压）Mg/lMg/lMg/lMg/lMg/l0.570.020.012505.09指数3菌数30010020无嗅无味铁溶解氯挥发物氰化物氯化物PH值大肠杆菌个/l细菌总数个/l浑浊度Mg/l嗅与味化学性质指标细菌类指标物理性质指标地下水的回灌 2010 Lotus new energyMarketing Dept.地源热泵分类地源热泵分类水平埋管水平埋管垂直埋管垂直埋管水平螺
11、旋型埋管水平螺旋型埋管 2010 Lotus new energyMarketing Dept.地源热泵系统原理（夏季）地源热泵系统原理（夏季）热热冷冷替代冷却塔替代冷却塔替代冷却塔替代冷却塔热热热热热热冷冷夏天基本原理夏天基本原理地下土壤全年15以水为媒介向土壤散热室内26热泵机组接室内空调末端从土壤中提取冷量室外343025127 2010 Lotus new energyMarketing Dept.地源热泵系统原理（冬季）地源热泵系统原理（冬季）冷冷温暖温暖冷冷温暖温暖温暖温暖温暖温暖冬天基本原理冬天基本原理地下土壤全年15室内空气18热泵机组接室内空调末端从土壤中提取热量室外0替代锅
12、炉替代锅炉替代锅炉替代锅炉温暖温暖4045510 2010 Lotus new energyMarketing Dept.地源热泵系统原理图地源热泵系统原理图 2010 Lotus new energyMarketing Dept.垂直土壤换热器垂直土壤换热器1. 1. 1. 1. 深度深度深度深度, , , ,一般为一般为一般为一般为100m100m100m100m150m150m150m150m；2.2.2.2.占地面积占地面积占地面积占地面积, , , ,由孔数和孔距决定；由孔数和孔距决定；由孔数和孔距决定；由孔数和孔距决定；3.3.3.3.孔的直径孔的直径孔的直径孔的直径, , , ,
13、一般为一般为一般为一般为1 1 1 150mm50mm50mm50mm181818180 0 0 0mmmmmmmm；4. 4. 4. 4. 孔的距离一般为孔的距离一般为孔的距离一般为孔的距离一般为4 4 4 4m m m m8m8m8m8m；5. 5. 5. 5. 孔内的管束孔内的管束孔内的管束孔内的管束: : : : 单单单单U, U, U, U, 双双双双U U U U；6. U6. U6. U6. U形管的材质形管的材质形管的材质形管的材质, , , ,一般为一般为一般为一般为PE-100PE-100PE-100PE-100管管管管 2010 Lotus new energyMarke
14、ting Dept.地源热泵系统特点地源热泵系统特点节节能高效：能高效： 一机三用，充分利用可再生能源，用一份电可制造五份以上的冷热量，与传统中央空调相比可节约50%的能源。绿色环保：绿色环保： 地下能源为再生能源，没有热污染、噪音、视觉污染、没有有害气体排放。稳定可靠：稳定可靠： 不受外界高温或严寒影响，运行稳定，系统简捷，控制简单使用寿命长。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.地源热泵系统特点地源热泵系统特点节水省地：节水省地： 以土壤为载体，向其放出热或吸收热量，不消耗水资源，省去锅炉房及储油房等配套设施，机房面积小。灵活安全：灵活安全： 可同时实现
15、供热、制冷不同功能要求，可设计成满足提供卫生热水的功能要求、机组可灵活安置在任何地方，无锅炉、储油罐等卫生及安全隐患。维护简单：维护简单： 操作简单，易于管理，故障率少。维护工作方便简单，维护费用低。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.劳特斯地源热泵机组特点劳特斯地源热泵机组特点 2010 Lotus new energyMarketing Dept.劳特斯水劳特斯水/ /地源热泵机组特点地源热泵机组特点水源热泵机组水源热泵机组（R22）水源热泵机组水源热泵机组（R134a）满液式螺杆满液式螺杆(热泵)机组 2010 Lotus new energyMar
16、keting Dept.水/地源热泵系统流程示意图 2010 Lotus new energyMarketing Dept. 2011 LOTUS AIR CONDITIONING半封闭双螺杆压缩机半封闭双螺杆压缩机觀油鏡觀油鏡卸油閥卸油閥油位開關油位開關清潔孔蓋清潔孔蓋盤型彈簧盤型彈簧排氣端軸承壓環排氣端軸承壓環U型螺帽型螺帽角接觸軸承角接觸軸承排氣間隙環排氣間隙環公轉子公轉子馬達轉部馬達轉部馬達轉部擋塊馬達轉部擋塊固定螺栓固定螺栓轉部固定鍵轉部固定鍵3/8銅接頭銅接頭1/4銅接頭銅接頭1/4角閥角閥馬達殼馬達殼進氣濾清器進氣濾清器排氣管排氣管油分離器擋板油分離器擋板油分離器油分離器軸承座軸
17、承座排氣端蓋排氣端蓋油分離器濾網油分離器濾網消音器消音器壓縮室外殼壓縮室外殼容調電磁閥容調電磁閥排氣止回閥排氣止回閥容調滑塊容調滑塊滑塊固定鍵滑塊固定鍵固定螺栓固定螺栓容調活塞容調活塞容調活塞環容調活塞環容調彈簧容調彈簧容調活塞桿容調活塞桿軸承導油環軸承導油環圓柱滾子軸承圓柱滾子軸承內外間隙環內外間隙環 2010 Lotus new energyMarketing Dept.双螺杆压缩机工作原理：双螺杆压缩机工作原理：吸气过程：气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。吸气过程：气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。压缩过程：转子旋转时，阴阳转子齿间容积连通（压缩过程：转子旋转时，阴阳转子齿间
18、容积连通（V V型空间），由于齿的型空间），由于齿的互相啮合，容积逐步缩小，气体得到压缩。互相啮合，容积逐步缩小，气体得到压缩。排气过程：压缩气体移到排气口，完成一个工作循环。排气过程：压缩气体移到排气口，完成一个工作循环。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.双螺杆压缩机；双螺杆压缩机；非对称非对称5 5：6 6齿形，降低齿间压力落差及回吹，泄漏少，齿形，降低齿间压力落差及回吹，泄漏少，容积效率高，运转效率高。容积效率高，运转效率高。获得多国设计专利，美国转子专利获得多国设计专利，美国转子专利.890.992.890.992，英国转，英国转子专利子专利22
19、305632230563，日本转子专利，日本转子专利20082162008216，中国转子专，中国转子专利利252886252886。外侧带有涂铝保护层，密封性能更好，减少磨损；外侧带有涂铝保护层，密封性能更好，减少磨损；采用德国采用德国KAPPKAPP转子研磨机转子研磨机，转子尺寸精度可控制在转子尺寸精度可控制在5 5之内。之内。瑞典高精度零间隙轴承（瑞典高精度零间隙轴承（SKF)SKF)，充分平衡径向、轴向充分平衡径向、轴向推力同时有效减少泄漏，优良的油路设计，寿命达推力同时有效减少泄漏，优良的油路设计，寿命达6 60,0000,000小时。小时。法国法国LEROYLEROY进口电机品质稳
20、定，效率高，噪音低。进口电机品质稳定，效率高，噪音低。沃尔专利油分离器，分油率达沃尔专利油分离器，分油率达99.7%99.7%，充分保证压缩，充分保证压缩机正常运转的润滑条件同时提高了机组系统内的换热机正常运转的润滑条件同时提高了机组系统内的换热效果。效果。双螺杆对液击不敏感，可以湿行程运转。双螺杆对液击不敏感，可以湿行程运转。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.双螺杆压缩机能量调节方式双螺杆压缩机能量调节方式 利用油压活塞推动容调滑块，当部分负荷时，容调滑块移动将部分冷媒旁通回吸气端，使冷媒流量减少以达到部分负载功能。当停机时，弹簧的弹力使活塞复归到起始
21、状态。压缩机运转时油压开始推动活塞，借着电磁阀之作动，控制油压活塞的定位，而电磁阀则由系统之回水温度开关控制。控制容调活塞之油从机壳之储油槽中，以压差方式送入，经油过滤器后用一支毛细管限流后再送入油压缸。 0101：进气过滤器：进气过滤器 0707：冷冻机油：冷冻机油 0202：低压冷媒气体：低压冷媒气体 0808：混合气体：混合气体 0303：马达：马达 0909：油分离器：油分离器0404：冷冻油过滤器：冷冻油过滤器 1010：高压冷媒气体：高压冷媒气体 0505：螺杆转子：螺杆转子 1111：供油毛细管：供油毛细管0606：容量调节阀：容量调节阀 2010 Lotus new energ
22、yMarketing Dept. 2011 LOTUS AIR CONDITIONING冷凝器冷凝器冷却水进水冷却水进水冷却水出水冷却水出水 2010 Lotus new energyMarketing Dept.水路系统采用二流程或四流程设计，充分发挥每根铜管的热交换能力，产品体积、重量减小。水进出管内侧，易于清洗、寿命长。审美专业设计外型，采用管板紧固定方式,使机组结构稳定且美观,零部件少，故障点少，维修保养简单，且少占空间。冷凝管采用整体化翅片管技术，通过改变传热面的形状，增加换热面积，达到强化传热的效果。管内壁加里脊可使内表面积和紊流二次流作用增大，不仅增大了换热面积，进一步增强总换热
23、能力。冷凝器冷凝器水R22R22 2010 Lotus new energyMarketing Dept.冷冻水进水冷冻水进水冷冻水出水冷冻水出水蒸发器蒸发器 2010 Lotus new energyMarketing Dept.单机系列采用“U”型，制冷剂在管内能连续蒸发，蒸发更彻底，换热效率更高。由于采用“U”型，蒸发器中残留的冷冻油能更好地返回压缩机中。整体换热管束可以从筒体内抽出，方便维修与清洗。蒸发器蒸发器 2010 Lotus new energyMarketing Dept.采用高效换热管。采用内螺纹微细肋管能使管内蒸发表面的传热系数增加3倍左右，传热的增强明显大于压降的增加，
24、其内表面积与相同内径的光管相比达1.5以上，换热管单位长度的重量增加的很少。采用朔化隔板，密封翼设计，增加与筒体的密封度，减少水侧“短流”现象发生。独特的分流器设计，保证冷媒供液分配均匀蒸发器蒸发器进水进水出水出水制冷剂制冷剂 进口进口制冷剂出口制冷剂出口 2010 Lotus new energyMarketing Dept.内螺纹高效换热铜管n高传热效率涡旋状内螺纹铜管，增加换热面积和制冷剂扰动，提高换热效果 2010 Lotus new energyMarketing Dept.根据吸气过热度，控制根据吸气过热度，控制蒸发器流量；蒸发器流量；调节范围广，稳定性好，调节范围广，稳定性好，适
25、用不同工况适用不同工况。感温包冷凝器供液热力膨胀阀蒸发器进液节流阀节流阀- -热力膨胀阀热力膨胀阀 2010 Lotus new energyMarketing Dept. 除去系统中的杂质、水分和酸分，防止系统部件被腐蚀，保证系统正常运行，且非常容易更换滤芯。干燥过滤器干燥过滤器 2010 Lotus new energyMarketing Dept.制冷系统管路附件制冷系统管路附件- -视液镜视液镜p监视系统视液镜中的制冷剂液体有无水分和闪发气泡。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.人机界面人机界面- -液晶显示器液晶显示器指示灯指示灯4行行32字显示
26、字显示PLCPLC液晶液晶显示屏显示屏功能按键功能按键冷却水进水温度冷却水进水温度冷却水出水温度冷却水出水温度冷冻水进水温度冷冻水进水温度冷冻水出水温度冷冻水出水温度故障即时报警故障即时报警复位复位 2010 Lotus new energyMarketing Dept.控制器控制器- -单片机单片机单片机单片机p16位微处理器。p多种控制参数可设 ，适应性强。p对于多压机机组采用均衡算法，使压缩机均衡磨损，延长机组实用寿命。p合理的配置，高性价比，容易实现多台联控。螺杆机最多4台联控。p通过EMC电磁兼容等测试。 p运行环境-1070。p远程控制 通讯协议通讯协议 通过通过GSMGSM调制解
27、调器，接收，发送调制解调器，接收，发送SMSSMS信息；信息； 通过通过MODBUS, BACnetMODBUS, BACnet，Johnson METASYSJohnson METASYS等通讯协议，纳入楼宇自等通讯协议，纳入楼宇自 控系统。控系统。 2010 Lotus new energyMarketing Dept.全部热回收机组全部热回收机组 2010 Lotus new energyMarketing Dept.p合肥通用所设计建造；p自动化、全工况模拟测试；p自动化、精确掌控压缩机运转状态，机组100%出厂性能测试，确保稳定品质机组性能试验室机组性能试验室 2010 Lotus
28、new energyMarketing Dept.水水/ /地源热泵机组地源热泵机组（R22R22）运行工况）运行工况运行状态使用侧进/出水温度热源侧进水/出水温度水环式地下水式地下水式地下环路式地下环路式制冷运行名义制冷12/730/3518/2918/2925/3025/30变工况运行 12-3020-4010-2510-2510-4010-40制热运行名义制热40/4520/915/715/710/510/5变工况运行 15-5015-3010-2510-25-5-25-5-25 2010 Lotus new energyMarketing Dept.水水/ /地源热泵机组地源热泵机组（R134aR134a）运行工况）运行工况运行状态使用侧进/出水温度热源侧进水/出水温度水环式地下水式地下水式地下环路式地下环路式制冷运行名义制冷12/730/3518/2918/2925/3025/30变工况运行 12-3020-4010-2510-2510-4010-40制热运行名义制热50/5520/915/715/710/510/5变工况运行 15-5015-3010-2510-25-5-25-5-25 2010 Lotus new energyMarketing Dept. 2010 Lotus CO.,LTDMarketing Dept.
