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地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)組成

遷安小型水地源熱泵機(jī)組，完整的地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)由室內(nèi)空調(diào)系統(tǒng)、地源熱泵機(jī)組和土壤換熱器三部分組成

土壤換熱器

它通過循環(huán)液（水或以水為主要成分的防凍液）在封閉下埋管中的流動，實現(xiàn)系統(tǒng)與大地之間的傳熱。

1、水平埋管環(huán)路:

遷安小型水地源熱泵機(jī)組當(dāng)在足夠的土地空間可供利用時，?？紤]采用水平環(huán)路，管路安置于挖掘成1.28米深的溝中（與凍土層深度有關(guān)）。每冷噸需要的土地面積為68-135平米。

2、垂直埋管環(huán)路:

當(dāng)土地面積有*垂直管路是理想的選擇，用U型配件連接的兩根管插入垂直孔中，每冷噸需要的土地面積為9-49平米。

3、水管:理體制

當(dāng)有可利用水源時，安裝池塘（湖）管路非常經(jīng)濟(jì)，省去了鉆孔的費(fèi)用，熱交換盤管很簡單的安放到池塘底部，安裝簡單方便。

4、開式環(huán)路:

利用湖水、河水、地下水等這樣的自然水源作為冷熱源，從上游取水，經(jīng)熱交換后返回下游；也可以地下抽取地下水，經(jīng)熱交換回灌至地下，不污染水質(zhì)，在滿足zui小水量的要求下，地下水或地表水源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用是非常經(jīng)濟(jì)的一種系統(tǒng)形式。

產(chǎn)品特點(diǎn)

1）環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著

地源熱泵機(jī)組運(yùn)行時，不消耗水也不污染水，不需要鍋爐，不需要冷卻塔，也不需要堆放燃料廢物的場地，環(huán)保效益顯著。地源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比也可以減少40%以上；與電供暖相比可以減少70%以上，它的制熱系統(tǒng)比燃?xì)忮仩t的效率平均提高近50%，比燃?xì)忮仩t的效率高出了75%。

2）一機(jī)多用，應(yīng)用廣泛

地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)制冷，還可提供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)，特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物。地源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量的能量，而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱、供冷、供生活用水的要求，減少了設(shè)備的初投資，地源熱泵可應(yīng)用于賓館、居住小區(qū)、公寓、廠房、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的地源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)。

3）維護(hù)費(fèi)用低并可無人值守

地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，其系統(tǒng)不是埋在地下就是安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，機(jī)組緊湊、節(jié)省空間，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。自動控制程度高，可無人值守、遠(yuǎn)程管理，無需雇傭人員看管。

4）地源熱泵遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)

地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少38%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，真正的實現(xiàn)了節(jié)能減排節(jié)能減排是減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放更多。

5）維護(hù)簡單

地源熱泵系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，系統(tǒng)安裝在室內(nèi)，不暴露在風(fēng)雨中，也可免遭損壞，更加可靠，延長壽命。

6）壽命長

地源熱泵的地下埋管選用聚乙烯和聚丙烯塑料管，壽命可達(dá)50年,要比普通空調(diào)高35年使用壽命。

7）維持生態(tài)環(huán)境平衡

地源熱泵夏天把室內(nèi)的熱量排到地下，冬天把地下的熱量取出來供室內(nèi)使用，相對來說，向環(huán)境排放更少的能量，維持生態(tài)環(huán)境的平衡。

8）節(jié)省空間

沒有冷卻塔、鍋爐房和其它設(shè)備，省去了鍋爐房，冷卻塔占用的寶貴面積，產(chǎn)生附加經(jīng)濟(jì)效益，并改善了環(huán)境外部形象

工作原理

地源熱泵機(jī)組利用土壤或水體溫度冬季為12-22℃，溫度比環(huán)境空氣溫度高，熱泵循環(huán)的蒸發(fā)溫度提高，能效比也提高；土壤或水體溫度夏季為18-32℃，溫度比環(huán)境空氣溫度低，制冷系統(tǒng)冷凝溫度降低，使得冷卻效果好于風(fēng)冷式和冷卻塔式，機(jī)組效率大大提高，可以節(jié)約30--40%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用，1KW的電能可以得到4KW以上的熱量或5KW以上冷量。

供冷/熱系統(tǒng)流程圖 

空氣源熱泵通常由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥4部分構(gòu)成，傳熱工質(zhì)在機(jī)組內(nèi)封閉運(yùn)行，空氣源熱泵熱水機(jī)組目前常用的傳熱工質(zhì)有R22和R134a，并通過冷凝器和蒸發(fā)器與外部發(fā)生熱交換。

1．冬天供熱  在制熱時,液態(tài)制冷劑在空氣換熱器中汽化,吸收空氣中的熱量,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后變?yōu)楦邷馗邏簹怏w送至水換熱器。由于制冷劑的溫度高于水的溫度。制冷劑從氣態(tài)冷卻為液態(tài),液體制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流后,在壓力作用下進(jìn)入空氣換熱器,低壓氣體制冷劑再次汽化,完成一次循環(huán)。在這個循環(huán)中,隨著制冷劑狀態(tài)的變動,實現(xiàn)了熱量從空氣側(cè)向水側(cè)的轉(zhuǎn)移優(yōu)點(diǎn):

1）設(shè)計*  通過計算機(jī)仿真測試實驗室 ，模擬各種惡劣環(huán)境的運(yùn)行 ，調(diào)試評估出機(jī)組系統(tǒng)的*化配置方案及機(jī)組zui合理的 COP 值。運(yùn)用現(xiàn)代計算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)合設(shè)計風(fēng)道系統(tǒng) ，有效減少高頻噪音。

 2）智能控制  強(qiáng)大的微電腦控制功能 ，*解決系統(tǒng)運(yùn)行的安全問題 ，能夠智能化的向終端用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定的衛(wèi)生熱水。

3）配置  電子膨脹閥本身具有很大的調(diào)節(jié)能力 ，從而更保證了更強(qiáng)的節(jié)流能力 ；管翅片熱交換器采用內(nèi)螺紋銅管，翅片采用親水鋁箔 ，具有高效的熱交換性能 ，從而增大其換熱量 ；機(jī)組冷凝器采用進(jìn)口高效優(yōu)質(zhì)的螺旋銅管制作 ，換熱能力充足 ，能效比更高 ；擁有的融霜控制技術(shù)，保證機(jī)組具有良好的制熱性能 ，除霜更快更* ；確保機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。 

4）高效節(jié)能  空氣源熱泵是通過大量獲取空氣中免費(fèi)熱能，消耗的電能僅僅是壓縮機(jī)用來搬運(yùn)空氣能源所用的能量，因此熱效率高達(dá)380%—600%，制造相同的熱水量，空氣源熱泵的使用成本只有電熱水器的1/4，燃?xì)鉄崴鞯?/3，太陽能熱水器的1/2。高熱效率是空氣源熱泵zui大的特點(diǎn)和優(yōu)勢，在能源問題成為世界問題時，這是空氣源熱泵成為“第四代熱水器”的zui重要的法寶之一。

5）綠色環(huán)保、安全可靠  空氣源熱泵*的使用原理，實現(xiàn)其在工作過程中*水電分離，從根本上杜絕漏電事故；并且由于其在使用過程中無需任何燃料輸送管道，沒有燃料泄露等引起火災(zāi)、爆炸、中毒等危險；同時，空氣源熱泵在工作過程中沒有任何有體、溫室氣體和酸雨氣體排放，也沒有費(fèi)熱污染。這些也成為空氣源快速發(fā)展鋪墊了寬闊的道路。  

6）全天候方便使用  空氣源熱泵由于體積相對較小，可以安裝在浴室、陽臺和外墻等處，實現(xiàn)使用的無限制性；并且空氣源熱泵由微電腦控制自動運(yùn)行，無需專人職守，保證全天候熱水供應(yīng)，同時結(jié)合其定時開關(guān)功能實現(xiàn)低谷用電，實現(xiàn)更節(jié)約的使用效果。

6）*保護(hù)  機(jī)組有*的保護(hù)系統(tǒng)、各種參數(shù)查詢、故障查詢、系統(tǒng)參數(shù)查詢等功能 ，動行安全可靠、方便，真正做到無需人員值守，節(jié)省開支

空氣源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計   

由于空氣源熱泵冷熱水機(jī)組具有夏季制冷、 冬季可利用室外空氣做低位熱源制熱、 節(jié)約能源、無需安裝冷卻塔等優(yōu)點(diǎn)， 目前已得到廣泛應(yīng)用。但是空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在冬季運(yùn)行時工況較為惡劣， 要確保系統(tǒng)安全、 穩(wěn)定地工作，在系統(tǒng)設(shè)計時需全面考慮可能會遇到的問題。

壓縮機(jī)的選擇 

熱泵機(jī)組的壓縮機(jī)應(yīng)滿足下列要求：   

( 1 )空氣源熱泵冷熱水機(jī)組的蒸發(fā)溫度在-3 5 ℃～+1 5 ℃范圍內(nèi)變化， 制熱工況下冷凝溫度高達(dá) 6 5 ℃， 壓縮比為9 。要求壓縮機(jī)在上述工況下仍有令人滿意的效率， 而且不應(yīng)有過高的排氣溫度。   

( 2 )吸入含油濕蒸氣狀制冷劑或吸入含油過熱蒸氣狀制冷劑時， 壓縮機(jī)均能穩(wěn)定工作，即不受吸氣質(zhì)量的影響。   

( 3 ) 壓縮機(jī)應(yīng)能承受短期內(nèi)工作壓力的迅速變化， 并能確?；赜碗S制冷劑可靠地回到壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)。壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)必須設(shè)有浸沒式加熱裝置( 如壓縮機(jī)無加熱裝置， 應(yīng)在壓縮機(jī)底部纏繞加熱絲) ， 確保油氣分離， 并使壓縮機(jī)內(nèi)潤滑油溫度高于系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，以杜絕制冷劑向曲軸箱內(nèi)遷移。但應(yīng)嚴(yán)格控制加熱裝置的輸入功率， 以防止?jié)櫥瓦^熱和炭化。 

為此， 建議對大型的空氣源熱泵冷熱水機(jī)組， 應(yīng)*螺桿式壓縮機(jī)， 它對濕壓縮不敏感， 輸氣量調(diào)節(jié)良好，能很好地適應(yīng)負(fù)荷的變化。對小型的空氣源熱泵冷熱水機(jī)組及模塊化機(jī)組，應(yīng)選用渦旋式壓縮機(jī)。它利用渦旋子與渦旋定子的嚙合形成多個壓縮室，隨著渦旋轉(zhuǎn)子的平動回轉(zhuǎn)，各壓縮室的容積不斷變化， 以此達(dá)到壓縮氣體的目的，具有效率高、 噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)、抗液擊能力強(qiáng)的特點(diǎn)，有著其它壓縮機(jī)不可比擬的*性。  

（2）系統(tǒng)的配置 

( 1 )為解決熱泵工況及除霜時回氣速度低造成回油困難的問題， 吸氣管道可設(shè)計成雙吸氣管路，即制冷時， 機(jī)組走雙路以保證回氣順暢， 制熱及除霜時， 機(jī)組走單路以提高制冷劑的回氣速度。 

( 2 )由于制冷工況和制熱工況的制冷劑循環(huán)量不同，為了起調(diào)節(jié)作用，以適應(yīng)工況變化的需要，同時為了在除霜開始和結(jié)束時控制液態(tài)制冷劑回到壓縮機(jī)的速度，系統(tǒng)應(yīng)配置高壓貯液器和吸氣氣液分離器， 并在氣液分離器與壓縮機(jī)之間加設(shè)油平衡連接管，確保積累在分離器中的油能返回壓縮機(jī)。   

( 3 )在節(jié)流元件的選擇上， 應(yīng)選用以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行器的電子膨脹閥，使系統(tǒng)能精確控制制冷劑流量，以便更好地適應(yīng)工況變化， 并能使回氣過熱度降到接近零度，從而提高蒸發(fā)器的傳熱效率，并使壓縮機(jī)排氣溫度不致于過高。   

( 4 )在系統(tǒng)控制上，為防止停機(jī)時，制冷劑向壓縮機(jī)曲軸箱的遷移，在系統(tǒng)控制上應(yīng)設(shè)置抽空循環(huán)，即機(jī)組需*停機(jī)時，在壓縮機(jī)停機(jī)前，先關(guān)閉供液管上的電磁閥，低壓側(cè)的制冷劑被泵入冷凝器和貯液器內(nèi)，直到吸氣壓力降到壓縮機(jī)的吸氣設(shè)定值時，壓縮機(jī)在低壓控制器的控制下停機(jī)，這樣，在壓縮機(jī)不工作時，制冷劑被隔離開，防止了它向壓縮機(jī)曲軸箱的遷移。熱泵機(jī)組的選定  空氣源熱泵機(jī)組，關(guān)鍵在于熱泵。要靠熱泵把存在于空氣中的低品位熱能搬運(yùn)到水中去來把水加熱，

施工要求： 

1）要求壓縮機(jī)能承受高溫高壓；  

2）要求有較大換熱表面積的蒸發(fā)器， 與空氣接觸的表面積越大，在同等條件下能搬運(yùn)到的熱能就越多，能效就會越高越節(jié)能：  

3）高性能的搬熱的工質(zhì)( 也稱冷媒) ， 要能在嚴(yán)寒的冬季把寒冷的空氣中低品位的熱能采集提高搬運(yùn)到水中去， 要求工質(zhì)的兩態(tài)( 液態(tài)與氣態(tài)) 轉(zhuǎn)換溫度點(diǎn)要低于 一2 5， 同時要能產(chǎn)生6 0℃的熱水又要求工質(zhì)的臨界壓力要低，否則壓力太高對壓縮機(jī)不利或使壓縮機(jī)進(jìn)入高壓保護(hù)而制不了高溫?zé)崴?/span>

系統(tǒng)的構(gòu)成。   

設(shè)定目標(biāo)日用熱水量為4 5 T， 放1 0 ％的容積余量，我們的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的日產(chǎn)熱水能力需達(dá)到 5 0 T。   

①選用熱泵工程機(jī)組 ，使其日產(chǎn)熱水量為 5 0 T，根據(jù)四季環(huán)境溫度和入水溫度，確定當(dāng)?shù)氐钠骄h(huán)境溫度。例如：假定平均環(huán)境溫度為2 5 ℃，入水溫度為 2 0 ℃。l 0匹機(jī)每小時產(chǎn) 6 0 ℃熱水 7 5 0 L，用 8臺 1 0匹機(jī)工作 8 .5小時可產(chǎn) 6 0 ℃ 熱水 5 0 T。冬季氣溫比較低，假定入水溫度為 0 ℃，此時 1 0匹工機(jī)每小時產(chǎn) 6 O ℃熱水4 0 0 L ， zui惡劣的情況下用 8臺 1 0匹機(jī)工作 1 6小時可產(chǎn) 6 O ℃熱水 50T。   

②選用一只儲熱水箱。5 0 T容量，內(nèi)層不銹鋼板,底板厚度 2 ．0 mm，側(cè)板厚度 1 5 m m一2 ．0 mm，沖壓加強(qiáng)成型，內(nèi)徑 7 m長 (分成 5 m與2 m) ×3 m 寬 ×2 ．5 m高，外層材料玻璃鋼板或不銹鋼板沖壓加強(qiáng)成型，兩層中間 1 0 c m厚的P E橡塑保溫， 整體底部 8 根 ×4 根 2 0號槽鋼，在保溫層中另加8號槽鋼框架。水箱側(cè)面各帶液位顯示，水箱頂部分別各內(nèi)置1套不銹鋼蒸氣管消音裝置，以便備份蒸氣鍋爐啟動時使用。  

③選用兩只加熱水箱-均為 2 T容量，內(nèi)外均為不銹鋼，中間 5 0 m m西班牙聚氨脂填充保溫。   

④選用熱水循環(huán)泵,電磁閥 ,系統(tǒng)總電控柜與熱泵熱水機(jī)組匹配。