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中央空调之小地源热泵 |
| 发布者：艾富莱 发布时间：2014-02-13 08:57 阅读：次 |
一、 水源热泵机组简述
水源热泵（Ground．Source．Heat-Pumps）（又称水源中央空调，地源热泵）是利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能置转换的供暖制冷空调系统。它利用地下常温土壤或地下水温度相对稳定的特性：
冬季：当机组在制热模式时，就从土壤／水中吸收热量，通过电驱动的压缩机和热交换器把大地的热量集中，并以较高的温度释放到室内。
夏季：当机组在制冷模式时，就从土壤／水中提取冷量，通过机组的运行将冷量集中，送入室内，同时将室内的热量排放到土壤／水中，达到空调的目的。
只用一套设备可以满足供热和制冷的要求，同时还可以提供生活热水，减少了设备的初投资，是最经济的节能环保型中央空调系统。
二、机组工作原理
水―水冷暖中央空调利用地下水（深井水，泉水以及地热系统尾水）、地表水（河水、湖水、海水）、生活废水和工业温水（工业设备冷却水、生产工艺排放的废温水），借助制冷循环系统，通过消耗少量的电能，在冬天将水资源中的低品质能量“汲取”出来，经管网供给室内空调或采暖系统达到冬季制热的效果；夏天，经管网供给室内空调，通过空调机组换热器将室内的热量带走，并释放到水中，以达到夏季空调制冷的效果。
三、机组系统原理
低温气态制冷剂R22由压缩机吸气阀经压缩机压缩，变成高温高压制冷剂气体，然后进入冷凝器将热量传递给冷却水产生供暖热水， R22冷凝为常温高压液态制冷剂。从冷凝器出来的液态制冷剂经干燥过滤器去除水分和杂质，流经电磁阀，经热力膨胀阀节流降压后变成低温低压液态制冷剂进入蒸发器。在蒸发器中低温低压液态制冷剂吸收循环冷水的热量不断蒸发，到达蒸发器出口时已全部变成低温低压的过热干蒸气，再回到压缩机吸气阀。降温后的冷水达到使用要求，由蒸发器冷水出口排出。如此反复循环，达到供热或制冷目的。
四、水源热泵机组的分类
我公司的水源热泵有两种：
一种为普通型： 工质采用R22，冬季最高温度为55℃，最低温度为7℃；采用“大温差，小流量”的设计思路来设计。
另一种为高温型：采用意大利富士豪螺杆压缩机，它专为134a设计的，能效比高，出水温度最高可达65℃；
五、水源热泵机组的特点
l 环保：供热时可代替锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染，供冷时省去了冷却塔，避免了冷却塔噪音及霉菌污染，使环境更加洁净优美。
l 节能：冬季投入1KW电能可得到4KW左右的热能；夏季，投入1KW电能，可得到5KW以上的冷量，能源利用率为电采暖方式的3--4倍以上。
l 省地：省去了锅炉房以及与之配套的煤场和碴场，节约了土地资源。
l 节水：以水为源体，吸收或向其释放热量，从而达到供暖或制冷的作用，既不消耗水资源，也不会对其造成污染。
l 环资：通过一套系统来实现供冷和供热，一次性投资只有传统制冷制热投资的1/2-2/3；运行费用只有传统方式的1/2-2/3。
高效节能：水源热泵机组由于制冷和制热的运行工况条件大为改善，夏季冷凝温度低，冬季不会结霜，机组能效比（COP）比风冷热泵机组提高70-90%。可大幅节省运行费用。更重要的是，当系统采用太阳能时，冬季可完全不用热水锅炉，完全节省了锅炉的燃料消耗，使冬季空调运行费用节省高达75%左右。
内热回收：春秋过渡季节，在一些大型空调场所，有时外区需要供热，而内区需要供冷。按常规中央空调系统设计方式，应采用四管制系统，即一套供热管系、一套供冷管系，同时，制冷主机和制热主机均必须同时运行。由于水源热泵机组的水源载体共用，可最便捷的实现余热回收，内区部分机组制冷运行向水体排热，外区部分机组制热运行从水体中吸热，从而实现余热回收，可大幅节省能耗和空调运行成本。
余热回收利用：由于水源热泵机组冬季运行时对热源的品位要求低，仅需15~25℃低品位热源水，有利于余热的回收。
分户计量：由于水源热泵机组采用化整为零的安装方式，空调能耗主要是空调终端用户的电能，由于用户都独立设置电表，电表由用户自行承担。水系统的能耗，可按空调用户用电量多少分摊，分户计量准确。计费合理，物业管理方便。
无视觉污染：在别墅、公寓等高档社区和写字楼、办公楼等，由于常采用分体式空调，空调室外机遍地开花、杂乱无章，造成视觉污染，降低社区形象。而水源热泵机组的室内外机均可安装于室内，建筑物外墙上无空调室外机，彻底杜绝视觉污染。
投资省：与大型中央空调相比，无需机房，节省机房用地和机房土建费。空调水系统管道无需保温，工程投资省。
可分期投资：由于水源热泵机组系统末端设备完全独立，因而用户可根据需要分期安装、分期投资。
减少了配电容量：由于水源热泵机组能效比高，使空调的耗电量大幅降低，较风冷热泵机组，变压器容量可下降30%左右，节省电力投资。
型式多样：机组的空气处理器设有吊顶式、卧式暗装、卧式明装、嵌入式等多种形式可供选择，满足用户个性化需求。
控制方便：采用微电脑智能化控制，可实行各房间独立控制和调节。
维护便捷：系统简单，故障率低；各机组独立运行，单台机组出现故障不影响全局，无需全系统停机维护。
适用于旧楼改造：在旧楼改造过程中，无需破坏原有建筑结构，安全可靠。
六、水源热泵机组的技术特点
①高品质的水源热泵中央空调：
l 完全遵照国际标准，结合中国实际国情设计。
l 系统的设计采用独立的模块化思想，可靠性高。
l “大流量，小温差”的技术思路，为用户最大限度节省宝贵的水资源。同时降低运行费用。
l 计算机辅助最优设计，保证机组在任何工况下均处于最佳运行状态。
②配置优势：
l 进口压缩机及制冷部件，保证机组高效可靠运行。
l 高效壳管式换热器是由公司多年从事中央空调机组设计、试验开发与国内专业配套厂商共同研制开发。专为山东百灵水源中央空调机组特殊设计生产。
l 优质控制器结合水源热泵专用控制程序，使智能化和网络化方面优于同类产品。
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机组保温材料为阻燃材料，避免人为因素而造成的火灾事故,确保机组安全运行。 |
进口半封闭螺杆式高效压缩机 进口热力膨胀阀、电磁阀
③操作简便、运行可靠：
l 全电脑控制。并有备用手动操作系统
l 完善的电脑控制和多重保护，使整机运行安全可靠
④外观整洁，运转宁静
l 箱体式设计使整体更美观
l 高效的消声防护措施，使机组运转不会影响相邻空间的使用。
⑤适用范围广：
l 机组运用水源温度范围宽：8～35℃
l 既可提供7℃或 54℃空调冷热水，也可提供生活热水
l 也可作为城市区域供热的热源使用
（4）先进的控制技术与网络功能
A. 简洁清晰的信息显示：
l 大屏幕液晶显示屏显示机组工作状态
l 自动故障报警
l 提示设备维护信息
l 显示控制器输入、输出端口状态
B. 灵活方便的参数设置：
l 八十多个可变内置参数设定可随时调整机组工作状态
l 口令操作确保机组不会因误操作而损坏
l 断电记忆保护可保持运行状态的连续性
C. 先进的网络功能：
l 可方便的接入楼宇控制系统，实现远程集中控制
l 连接网络打印机可随时记录各种所需信息
l 预留扩充升级的输入输出接口，方便升级
七、 水源热泵机组的工作特点
1．配置优势
机组主要配件，均采用国际著名品牌的原装进口件，以确保机组运行高效可靠。
1）名牌优质、高效压缩机
主机采用进口半封闭螺杆压缩机，与活塞式压缩机比较，半封闭螺杆压缩机具有如下优势：
（1） 零部件少（约为活塞式压缩机的1/3），结构简单、易损件少、可靠性高、寿命长；
（2） 压缩机吸排气均匀连续，排气温度低，振动小，对湿压缩不敏感，抗液击能力强；
（3） 机组能效比≥4.3W/W，大型机组能效比可达5.8W/W；
（4） 在能量调节方面，螺杆压缩机更具优势，实行25——100%无级能量调节。
2）匹配高效能换热管的干式壳管蒸发器
（1） 采用目前最先进的DAE高效蒸发传热管，管内表面的多头螺旋细肋以及螺旋形突起，使换热系数和换热能力大幅度提高。
（2） 蒸发器内部结构优化设计，配置高效均液器，解决了系统制冷工质分配的均匀性问题。
（3） 改进冷媒水折流板的密封结构，解决了折流板泄漏等问题，极大地提高了蒸发器的换热效率，从而保证机组达到较高的性能水平。
（4） 采用独特的换热器制冷流程设计技术，合理进行系统匹配,确保制冷流程与水侧冷量的平衡关系，充分发挥换热器的高效能；同时合理的系统匹配，使机组更加节能。
（5） 在干式蒸发器上还安装防冻保护开关 ，放水阀等，确保干式蒸发安全及清洗、维护的方便性。
3）匹配高效能换热管的壳管式水冷冷凝器
采用目前最先进的DAC高效冷凝传热管，管外表面的多头螺旋细肋以及螺旋形突起，使换热系数和换热能力大幅度提高。
内部结构优化设计，极大地提高了冷凝器抗腐蚀、抗污垢的能力，充分发挥冷凝器换热效果，从而保证机组达到较高的性能水平。
壳管式冷凝器上还安装安全阀，放气阀等，确保壳管式冷凝器的安全以及清洗、维护的方便性。
4）机组避振设计，确保机组低噪声，低振动
机组压缩机的下面设置弹簧或橡胶减振器，减振效率在85%以上，即振动传递率小于0.15，降低机组振动及系统振动，从而降低机组噪声。
机组系统所有的管道均有避振塑料管夹固定，避免因机组及系统振动而产生的噪声。
5）匹配名牌制冷系统配件
（1） 机组所用制冷系统配件全部选用名牌厂家的产品，如可拆式干燥过滤器、外平衡式热力膨胀阀、供液电磁阀、视液镜、高、低压力控制器、排气温度控制器等均采用世界一流的名牌厂家的产品，确保机组具有较高的性能水平。
（2） 机组所有材料经检验100%合格后方可进厂, 确保机组制冷系统工作的高可靠性。
6）匹配先进、高可靠性的智能控制系统及控制技术
（1） 多机控制系统除具备单机自动化配置及功能外，还具备显示多机组运行情况，根据回水温度电脑自动判断空调系统是部分机组运行还是全部机组运行。
（2） 配备RS485/RS232通讯接口，方便用户实现的机组的集中监控和远程监控。
（3） 机组具有控制多台压缩机的均衡运行功能，确保机组高效运行。
7）机组结构合理，安装调试，维护管理方便快捷
（1） 机组采用独特的箱式框架结构形式，结构紧凑牢固，具有良好的机械强度，占地面积小。机组外表经高强度的粉末静电喷涂处理，防腐防锈，外形美观。
（2） 采用模块化设计，产品适应性广，零部件互换性强，能灵活的进行多种机型组合，以最快捷的方式为用户提供最周到服务。
（3） 机组布局合理，根据人机工程，优化设置安装及检修空间，方便日常清洗、保养及检修。
（4） 机组以整机形式出厂，低压部分出厂前包好了保温层，系统已经充氟加油，运抵现场后只需进行水管路的连接。接通电源后，即可开启机组。
（5） 电脑将按程序自动启动水泵电机、压缩机，并对机组的制冷、延时、联锁、保护和温度的自动调节等进行协调控制。此后，机组在电脑控制下按设置的温度运行，并根据蒸发器进水温度的变化自动进行能量调节。
（6） 机组安装灵活，既可现场控制也可远程控制，容易进行检查及维护。
2．优化设计
根据中国实际国情，并严格遵照国际标准，对机组的系统设计进行优化，匹配，每一部件均经过反复核算，尽力减少各制冷配件的能量损失，提高机组效率。充分考虑地下水资源的可持续利用，机组采用大温差，小流量的设计思想，将利用的水量减少到最大限度。
3．性能卓越
高效率的压缩机，换热器和优良的配件以及计算机辅助最优设计，保证机组在任何工况下均处于最佳运行状态。
机组电脑控制器自动均衡各台压缩机的运行时间，使每台压缩机的磨损相近，延长机组使用寿命。
用户可根据需要设定机组冷却水（供暖）和冷冻水（供冷）回水温度；控制器根据机组回水温度自动控制压缩机的启停数量，调节冷量或热量输出，满足不同负荷要求，保证机组的合理效率，节能省电，具有良好的经济效益。
机组部分负荷工作时仍可利用蒸发器的最大表面积进行换热，因而部分负荷时效率有所提高，耗电量降低。
4．操作简便
专门为水—水冷暖中央空调设计的电脑微处理控制器性能稳定，可靠性高。自动模式时，在电脑的程序控制下，机组自动开机、停机，能量调节和安全监测 ，自动化程度高，保证在无人操作的情况下，正常安全运行；手动模式下通过操作面板，实现机组的可控可调，为专业人员的现场调试检修提供方便；可方便地升级为网络控制管理，当有多台机组时，利用控制器的网络管理功能可以方便的构成一个局域网系统。使整个系统可以由一个或几个手操器控制，从而使多机系统具有了轮值，备份及运程控制等先进功能，还可以连接网络打印机随时记录各种所需信息。
可简便的接入小区智能系统（BMS），通过控制器的网络功能可以组成集中控制和远程控制系统，实时监视各设备的运行状态。这些设备可以是本地的也可以是异地的（通过调制解调器和公共电话交换网）。通过相应的附件可以将这些数据转换为与大多数的楼宇控制系统相兼容，从而可以方便地接入楼宇控制系统。
5．安全可靠
机组运行时螺杆压缩机卸载降压启动，降低启动电流，避免对电网的冲击。增强了电网的安全性。
具有完备的多点自动保护装置，压缩机用自带的INT69VSY-Ⅱ微电脑处理模块自动完成压缩机电机的超欠压，缺相，逆相、过载，绕组过热以及压缩机排气温度过高，油压不足等保护，随机配有水流开关，保证当冷冻水或冷却水量不足时，机组停机保护；另设有系统高低压保护开关和蒸发器防冻保护开关，大大增加了机组在低温区的运行可靠性，电脑控制系统具有自锁功能，当机组任一安全装置发生动作时，机组便会自动停机保护，相应的报警信息显示，直到系统恢复正常并且复位开关按下后，系统才能重新运行。
6．安装快捷
机组已在厂内完成系统管路组装和电气控制电路的安装调试，因此用户只需在现场进行外接电源的安装和水源水及循环水系统的安装即可开始按入使用。
7．结构紧凑，运行平稳
机组由于水冷冷凝器，壳管式蒸发器采用国内著名公司产品，其内外加强的高效传热管，保证传热效果良好，并且采用适合于高温热泵的美国AESON压缩机，因而机组具有结构紧凑，体积小，重量轻，安装位置小等特点。而且机组具有噪音低，振动小的特点，运行平衡，维修间隔期长，长期安全可靠运行，使用寿命长达20年。
八、水源热泵投资低：
①.不设专用机房。中央空调的机房面积(包括空调装置、电气及其它)约为空调建筑面积的5 ～8%，其中空调装置约占4～5%，以10层建筑物为例，其中机房约占一层。水源热泵将空调 装置分散设在每户，不仅减少了机房的建设费用，在寸土寸金的地区，增加的办公面积，营 业面积的作用就更大了。
②.封闭水管不要保温，对竖井没有特殊要求。中央空调系统的竖井占有较多建筑物的有效 面积，全空气系统的竖井面积更大。竖井布置的是否恰当，不仅会影响空调系统的效率，而 且对空调的投资有较大的影响。
③.不占有房间的有效面积，中央空调系统的户内装置风机盘管有时放置在窗户下，对住宅 的影响较大。
九、水源热泵运行费低：
①.水源热泵采暖运行时，约占总供热量3/4的吸收热来自井水，江、河的低温热或工业余热 ；空调运行时，约为总制冷量1.2倍的总散热量由低温热或工业余热分摊，因此，较多地降 低了采暖、空调系统的运行费。
②.水源热泵机组直接设置在用户房间内，减少了输配损失。
③.水源热泵机组能效系数较高，且性能系数的稳定性较好。
④.水源热泵系统具有热回收性能。当同一建筑中有的房间需供热，有的房间需空调时，往 往无需冷却及辅助加热。
十、水源热泵系统的可靠性
采暖、空调系统运行的可靠性指的是系统稳定性好，调节灵活。所谓稳定性好指 的 是采暖空调房间的温度、湿度、气流速度等热舒适性参数不受外界的影响，保持在设计范围 内，即当系统的某一部分发生事故，或某用户的设备发生故障时，对另外的房间没有影响或 影响较少。水源热泵系统的热泵机组设置在每个房间内，当某一台发生故障后，只要将联接 该设备的供、回水阀关断，就不会对相邻用户产生任何影响。所以说，水源热泵的稳定性非 常好。
水源热泵的温度自控装置组合在热泵机组中，无需另设控制中心或控制室，用户根据自己的 愿望，可灵活地控制室温和风机转速。这种方式不仅适合于公共建筑，对不同年龄、不同职 业和不同生活要求居住的住宅建筑来说，这就显得更为重要了。
除此之外，水源热泵系统便于进行热计量，物业公司根据用户的耗电量就可向用户收费，是 解决当前采暖、空调收费难的一项重要举措。
十一.水源热泵空调经济分析：
以100平方米公寓住房为例：
水源热泵空调经济运行分析：
夏季运行：
每天用电费[按10小时]计2.2KW*10*0.6*0.52=6.864元/天
每月用电费[按30天]计6.864元/天*30天=205.92元/月
夏季[三个月]计205.92*3=617.76元
冬季运行费用：
每天用电费[按10小时]计2.2KW*10*0.8*0.52=9.152元/天
每月用电费[按30天]计9.152元/天*30天=274.56元/天
冬季使用费[按三个月]计274.56*3=823.68元
冬季采暖待摊费用：823.68/100=8.24元/平方米
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