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在CFC尚未问世前,自然冷媒在冷冻空调系统中扮演着重要的角色。
CO2在地球上是取之不尽、用之不竭的自然物质,早在二十世纪初就已使用在工业与渔业的冷冻系统中,冷媒代号为R-744。CO2具有高容积比的体积冷冻能力特性,与HCFC-22相比较高出约5倍,因此在系统的尺寸上可大幅缩小。表1为CO2的特性,表2为CO2与R-134a热力性质比较。由于CO2具有较小的表面张力与液态黏滞度,而较小的表面张力促成气泡的形成,因此产生较高的热传系数;另外,较小的液态黏滞度将使CO2在管道中的压力降较小。
其它的特点包括:
(1)不破坏臭氧层。
(2)全球暖化潜势(GWP)为1。
(3)取得容易(可从工业废气中取得),成本极低。
(4)对人体健康与居住环境无短、中、长期之害处,故不需回收或再处理。
(5)无毒且不会分解出刺激性物质。
(6)不可燃(Non-Flammable)与不会爆炸(Non-Explosive)。
(7)极佳的热力性质。
(8)CO2冷媒系统可使用传统的矿物类润滑油。
(9)CO2系统在一般夏季外气条件之散热过程为穿越临界点或超越临界点的过程,因无实际上的冷凝现象,故散热用热交换器,称之为气体冷却器。
(10)对相同的气体冷却器出口温度而言,压缩机吐出压力愈高则制冷能力愈大。
(11)压缩比低。当R-134a之冷凝温度50℃,蒸发温度0℃时,压缩比为4.3;而CO2气体冷却器出口温度37℃,蒸发温度0℃时,压缩比为2.6。同时,压缩机的压缩比降低,压缩过程可更接近等熵压缩而使效率提升。
(12)气体冷却器的渐近温度(approach temperature)比R-134a的10~15°K小许多。
(13)相同体积的蒸发器,CO2的管径小、管排数多。
(14)因为系统压力大,CO2于蒸发器中之冷媒分布较均匀。
(15)气体密度高,可降低使用的管路与压缩机尺寸,而使系统重量减轻、结构紧凑、体积小。
热泵热水器为供给家用热水、空调暖气、加热进入室内的冬季寒冷外气、锅炉供水预热或其他制程,是相当具有效率与经济效益的方法。
热泵热水器的优点包含减少加热所需之天然气与燃料用量以及减少冷凝器散热至外界的热污染,其应用对象包括:中温热水(40~60℃)需求大、冷气需求小(或不需要)的场所,锅炉用户(补给水预热),住宅、宿舍、有淋浴设施的运动场所,医院、旅馆和温泉区有热水与再加热的需求场所。
温带至寒带国家由于日常生活热水需求量大,以日本为例,家用热水的能源消耗占家庭能源支出的30%,且大多是采用热水锅炉。高纬度国家对于臭氧层破坏、全球暖化等议题特别重视,因此诸如欧洲、日本等较先进的开发国家便极力发展CO2热泵热水器。
电子式热泵水加热器"ECO Cute"使用自然冷媒CO2,这是一种高效率的水加热系统,这也使得该类技术越来越受重视。这个技术的制造技术重要时期-"ECO Cute"在水加热器领域受到高度的期望,因为该类加热器的热源多半是油、瓦斯或电力。
"ECO Cute"成为受到注目的产品,这是由于它在政府及工业界间的定位,它减少了CO2是保护环境产品,符合京都议定中的全球暖化潜势。由于它具有高效率的优点,日本政府由2002年10月开始补助"ECO Cute"产品的开发,所以它将会在2003年大幅度的成长。尽管"ECO Cute"的初始成本比传统的电子式水加热器高,但是主要的成本仅在产品研发的前五年。更进一步来说,"ECO Cute"藉由热泵的原理已达到高能源效率的成果(COP超卨3.0)。因此,采用"ECO Cute"的产品已经可以预期可达到全球环境保护的重要目标。"ECO Cute"也俨然成为家电业的重要指标,它不但解决寻找新能源的问题,更使得它的发展更往前迈进了一大步。当日本政府于2002年10月开始补助"ECO Cute"的研发,它就已经大幅度的漫延开了。使用与热泵空调的相同原理,CO2热泵水加热器使得由开放空间的空气中吸收热来加热水更有效率。
自然冷媒CO2所具备的高效率,它具有使水加热到90℃而不影响0、20、40、60、80、100、120、140、1000个交换单元的能力。在2001、2002、2003、2004、2005年的"ECO Cute"市场预测中,它具有保护环境的因素在内。"ECO Cute"比过去使用氟碳化物冷媒的热泵具有更佳的能力(传统的热泵仅能加热到60℃)。如同热泵空调机一般,它具有一个户外机(热泵单元),利用压缩机压缩冷媒.并有效地吸收开放空间空气中的热,将热传至热水储存槽加热。
目前已有三家制造商制造该类热泵系统,包括Denso、Daikin、Sanyo。Denso提供其它制造商OEM,Daikin则制造完全属于他们的产品,Sanyo则试图拓展"ECO Cute"的多样化商品的目标。这些制造商努力的使"ECO Cute"的商品被称为全电气化商品的一部份。当使用夜间的低成本电力,则驱动时的成本将降的更低
在CFC尚未问世前,自然冷媒在冷冻空调系统中扮演着重要的角色。
CO2在地球上是取之不尽、用之不竭的自然物质,早在二十世纪初就已使用在工业与渔业的冷冻系统中,冷媒代号为R-744。CO2具有高容积比的体积冷冻能力特性,与HCFC-22相比较高出约5倍,因此在系统的尺寸上可大幅缩小。表1为CO2的特性,表2为CO2与R-134a热力性质比较。由于CO2具有较小的表面张力与液态黏滞度,而较小的表面张力促成气泡的形成,因此产生较高的热传系数;另外,较小的液态黏滞度将使CO2在管道中的压力降较小。
其它的特点包括:
(1)不破坏臭氧层。
(2)全球暖化潜势(GWP)为1。
(3)取得容易(可从工业废气中取得),成本极低。
(4)对人体健康与居住环境无短、中、长期之害处,故不需回收或再处理。
(5)无毒且不会分解出刺激性物质。
(6)不可燃(Non-Flammable)与不会爆炸(Non-Explosive)。
(7)极佳的热力性质。
(8)CO2冷媒系统可使用传统的矿物类润滑油。
(9)CO2系统在一般夏季外气条件之散热过程为穿越临界点或超越临界点的过程,因无实际上的冷凝现象,故散热用热交换器,称之为气体冷却器。
(10)对相同的气体冷却器出口温度而言,压缩机吐出压力愈高则制冷能力愈大。
(11)压缩比低。当R-134a之冷凝温度50℃,蒸发温度0℃时,压缩比为4.3;而CO2气体冷却器出口温度37℃,蒸发温度0℃时,压缩比为2.6。同时,压缩机的压缩比降低,压缩过程可更接近等熵压缩而使效率提升。
(12)气体冷却器的渐近温度(approach temperature)比R-134a的10~15°K小许多。
(13)相同体积的蒸发器,CO2的管径小、管排数多。
(14)因为系统压力大,CO2于蒸发器中之冷媒分布较均匀。
(15)气体密度高,可降低使用的管路与压缩机尺寸,而使系统重量减轻、结构紧凑、体积小。
空调的压缩机也称之为泵,用压缩机来加热的空调也称之为热泵型空调。这种空调能制热也能制冷。冬夏都能用。而单冷空调只能制冷,不能制热。不适合冬天用。
空调的压缩机也称之为泵,用压缩机来加热的空调也称之为热泵型空调。这种空调能制热也能制冷。冬夏都能用。而单冷空调只能制冷。
泳池热泵的换热器系统是钛管换热器,普通热泵的换热器是铜管的,铜管换热器耐腐蚀性质没有钛管的好,
R744热泵,流行于日本,是使用二氧化碳为工质的新一代热泵!
随着蒙特娄议定书与京都议定书的发展,HCFC的替代技术愈来愈受到重视,因此如何选用适当的冷媒与使用较节能的设备,便成为刻不容缓的议题。冷媒在冷冻空调与热泵系统中扮演工作流体的角色,而理想的冷媒应具备稳定的化性与惰性,且拥有良好的热传特性与流体流动的性质。此外,它必须与其它物质相容、与润滑油互溶、无毒、成本低及符合环保的特性。
当然,并非所有的物质都符合这些特性,因此许多不同种类的冷媒开始发展,并应用于HVAC&R的系统中。随着冷媒的发展与蒙特娄议定书的管制,使用的冷媒由CFC、HCFC到HFC,虽已渐渐不再严重威胁我们生存的环境,但不可否认的是,我们的环境仍受所使用的冷媒种类所影响。
热泵热水器为供给家用热水、空调暖气、加热进入室内的冬季寒冷外气、锅炉供水预热或其他制程,是相当具有效率与经济效益的方法。
热泵热水器的优点包含减少加热所需之天然气与燃料用量以及减少冷凝器散热至外界的热污染,其应用对象包括:中温热水(40~60℃)需求大、冷气需求小(或不需要)的场所,锅炉用户(补给水预热),住宅、宿舍、有淋浴设施的运动场所,医院、旅馆和温泉区有热水与再加热的需求场所。
温带至寒带国家由于日常生活热水需求量大,以日本为例,家用热水的能源消耗占家庭能源支出的30%,且大多是采用热水锅炉。高纬度国家对于臭氧层破坏、全球暖化等议题特别重视,因此诸如欧洲、日本等较先进的开发国家便极力发展CO2热泵热水器。
由于CO2系统穿越了临界点的热力特性,因此在设计上有许多待突破的技术,包括:
(1)由于其工作压力高于传统许多,而且吸排气的压差与温差皆颇大,因此压缩机之各部零件的机械结构、压缩室的防泄漏设计、传动轴上的轴承选用、高压环境的润滑油与油路设计、吐出口部位的排气阀设计等,均应特别注意。
(2)应用于密闭型压缩机时,耐高压的马达结构、高启动负荷的马达选用、低马达转子惯性、小体积高扭矩及高效率的马达性能等设计,皆是不可忽略的。
(3)如何在小管径、高质量流率的CO2冷媒流动时,提高热传效率。例如设计出高热传效果的管排型式与空气流路、强化吸排热风扇的风速与风量等为热交换器设计时应注意的事项。
(4)其他如因高压系统之动态特性掌控、高压负荷运转之振动噪音的防制,也是研究CO2压缩机所需面临之重要技术课题。
CO2所具备的高效率是有目共睹的,伴随着加工技术的成熟,使用CO2这类高压的自然冷媒不再是遥不可及。在保护环境的相关法令下,寻求另一解决冷媒需求的途径是刻不容缓的。由其他国家在相关领域的发展中,不难发现,在安全许可的考量下,使用自然冷媒可充分改善当前替代冷媒的问题,不但提升相关技术与促进产业升级,更重要的是使环境不再受到危害。
由于CO2系统穿越了临界点的热力特性,因此在设计上有许多待突破的技术,包括:
(1)由于其工作压力高于传统许多,而且吸排气的压差与温差皆颇大,因此压缩机之各部零件的机械结构、压缩室的防泄漏设计、传动轴上的轴承选用、高压环境的润滑油与油路设计、吐出口部位的排气阀设计等,均应特别注意。
(2)应用于密闭型压缩机时,耐高压的马达结构、高启动负荷的马达选用、低马达转子惯性、小体积高扭矩及高效率的马达性能等设计,皆是不可忽略的。
(3)如何在小管径、高质量流率的CO2冷媒流动时,提高热传效率。例如设计出高热传效果的管排型式与空气流路、强化吸排热风扇的风速与风量等为热交换器设计时应注意的事项。
(4)其他如因高压系统之动态特性掌控、高压负荷运转之振动噪音的防制,也是研究CO2压缩机所需面临之重要技术课题。
电子式热泵水加热器”ECO Cute”使用自然冷媒CO2,这是一种高效率的水加热系统,这也使得该类技术越来越受重视。这个技术的制造技术重要时期-”ECO Cute”在水加热器领域受到高度的期望,因为该类加热器的热源多半是油、瓦斯或电力。
”ECO Cute”成为受到注目的产品,这是由于它在政府及工业界间的定位,它减少了CO2是保护环境产品,符合京都议定中的全球暖化潜势。由于它具有高效率的优点,日本政府由2002年10月开始补助”ECO Cute”产品的开发,所以它将会在2003年大幅度的成长。尽管”ECO Cute”的初始成本比传统的电子式水加热器高,但是主要的成本仅在产品研发的前五年。更进一步来说,”ECO Cute”藉由热泵的原理已达到高能源效率的成果(COP超卨3.0)。因此,采用”ECO Cute”的产品已经可以预期可达到全球环境保护的重要目标。”ECO Cute”也俨然成为家电业的重要指标,它不但解决寻找新能源的问题,更使得它的发展更往前迈进了一大步。当日本政府于2002年10月开始补助”ECO Cute”的研发,它就已经大幅度的漫延开了。使用与热泵空调的相同原理,CO2热泵水加热器使得由开放空间的空气中吸收热来加热水更有效率。
自然冷媒CO2所具备的高效率,它具有使水加热到90℃而不影响0、20、40、60、80、100、120、140、1000个交换单元的能力。在2001、2002、2003、2004、2005年的”ECO Cute”市场预测中,它具有保护环境的因素在内。”ECO Cute”比过去使用氟碳化物冷媒的热泵具有更佳的能力(传统的热泵仅能加热到60℃)。如同热泵空调机一般,它具有一个户外机(热泵单元),利用压缩机压缩冷媒.并有效地吸收开放空间空气中的热,将热传至热水储存槽加热。
已有三家制造商制造该类热泵系统,包括Denso、Daikin、Sanyo。Denso提供其它制造商OEM,Daikin则制造完全属于他们的产品,Sanyo则试图拓展”ECO Cute”的多样化商品的目标。这些制造商努力的使”ECO Cute”的商品被称为全电气化商品的一部份。当使用夜间的低成本电力,则驱动时的成本将降的更低
战车热特性与R744空调系统
分析了某型战车的热特性及对空调系统的特殊要求,介绍了作者所研制的R744空调系统原理样机及初步实验结果。
R22与R744空气源热泵热水机组的对比
热泵热水机组因其具有较好的节能性,日益受到热水器市场关注,本文在制冷剂R744与R22的热物性的对比基础上,对以R744为工质和以R22为工质的热泵热水机组从理论热力学循环,机组系统部件及结构、除霜控制等进行了对比分析,并分别对以R744为工质和以R22为工质的热泵热水机组样机在GB/T21362-2008的名义工况下进行了测试比较,试验结果表明以R744为工质的热泵热水机组COP比以R22为工质的热泵热水机组约高5%,并且以R744为工质的热泵热水机组可以实现65℃以上的高出水温度。
按热源种类不同分为:空气源热泵,水源热泵,地源热泵,双源热泵(水源热泵和空气源热泵结合)等。
原理
空气源热泵在运行中,蒸发器从空气中的环境热能中吸取热量以蒸发传热工质,工质蒸气经压缩机压缩后压力和温度上升,高温蒸气通过黏结在贮水箱外表面的特制环形管时,冷凝器冷凝成液体,将热量传递给空气源热泵贮水箱中的水。
热泵工质
空气源热泵传热工质是一种特殊物质,常压下其沸点为零下40℃,凝固点为零下100℃以下,该物质冷的时候是液体,但很容易被蒸发成气体,反之亦然。在实际运行中,空气源热泵中传热工质的蒸发极限温度为零下20℃左右,因此5℃的环境温度对如此低的温度也是“热”的,甚至下雪的温度,比如说0℃,相比之下也是热的,因此,仍可交换一些热能。
原理
地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。水源热泵技术的工作原理就是:通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
优势
与锅炉(电、燃料)和空气源热泵的供热系统相比,水源热泵具明显的优势。锅炉供热只能将90%~98%的电能或70%~90%的燃料内能转化为热量,供用户使用,因此地源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能,比燃料锅炉节省二分之一以上的能量;由于水源热泵的热源温度全年较为稳定,一般为10~25℃,其制冷、制热系数可达3.5~4.4,与传统的空气源热泵相比,要高出40%左右,其运行费用为普通中央空调的50%~60%。因此,近十几年来,水源热泵空调系统在北美及中、北欧等国家取得了较快的发展,中国的水源热泵市场也日趋活跃,使该项技术得到了相当广泛的应用,成为一种有效的供热和供冷空调技术。
地源热泵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。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,释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量,用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。
高温空气能热泵从字面来理解是指制热出水温度高于60℃(即:高温热水)或出风温度能够达到 80 ℃以上的热泵(即:高温烘干热泵)。相对今天市场上热销的常规热泵而言,常规热水温度一般是55℃以下,而新一代高温空气能热泵可制取高达85℃左右的高温热水,能够运用于电镀,巴氏消毒,屠宰,玻璃清洗,印染等行业。
工作原理
高温空气能热泵工作原理是:利用逆卡诺循环原理,通过自然能(空气蓄热)获取低温热源,经系统高效集热整合后成为高温热源,用来取(供)暖、干燥或供应热水。
优点
高温空气能热泵的四大优点:第一,节能,有利于能源的综合利用,高温空气能热泵是把空气中的低温热能吸收进来,经过压缩机压缩后转化为高温热能,其节能效果相当显著;第二,有利于环境保护;第三,冷热结合,设备应用率高,节省出投资,第四,因为它是电驱动,调控比较方便。相比电锅炉,可以节约50%以上的电力消耗,而且减少了经常更换电热管的麻烦;相比传统煤锅炉和燃油锅炉,无污染,无排放,安全,省去了每年例行的安检,省去了专业的锅炉工,全自动控温,运行费用也大幅降低50%以上。高温热泵能够完成某种特殊领域供热供冷需求的热泵。一般来讲,高温空气能热泵采用专门的热泵压缩机,特殊的制冷剂及系统。
相信现如今人们都希望过上舒适健康的生活,而当前生活中应用的地源热泵是比较高档的保暖设施,地源热泵在家庭中使用可以较好的提供暖气。那么,地源热泵有什么优势呢?下文为大家具体分析。
地源热泵功率—地源热泵优缺点的原理介绍
地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术,热泵是利用逆卡诺循环原理转移冷量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下土壤中热量或者冷量到所需要的地方,通常都是用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力,冬季把热量从地下土壤中转移到建筑物内部,夏季再把地下的冷量转移到建筑物内部,只是冬夏两季工作的温度范围不同而已。
地源热泵功率—地源热泵优缺点的优缺点介绍
对于垂直式埋管系统,其优点有。较小的土地占用,管路及水泵用电少,其缺点是钻井费用较高;对于水平式埋管系统,其优点有:安装费用比垂直式埋管系统低,应用广泛,使用者易于掌握,其缺点有:占地面积大,受地面温度影响大,水泵耗电量大。
地源热泵功率—地源热泵优缺点的结构介绍
地源热泵系统的组成部分。地源热泵系统由以室外系统,室内系统,机房系统三部分组成。也就是我们经常说的地源热泵空调三合一。地源热泵系统的室外系统地源热泵系统的室外系统主要由地埋管,地埋管填料,组成。 地埋管是室外地下换热器,就是降水通过地埋管在地下循环,在底下进行热交换。 地埋管填料是地埋管的辅助材料,是为了让地埋管能够更好的在底下达到换热的效果。地源热泵系统的室内系统地源热泵系统的室内系统中包含连接水管,电动二通阀门组件和风机盘管(空调),以及地暖组成。 连接水管主要的作用是进行热水和冷水的输送。
地源热泵是一种家庭生活中应用逐渐普及的一种取暖设施,使用地源热泵可以较好的改变人们生活质量。上文中讲解了地源热泵的一些特性,感兴趣的朋友们可以参考本文介绍,详细了解地源热泵的知识。
一、 定义上的区别:
地源热泵和水源热泵在概念上来讲主要是针对系统所说的,也就是地源热泵系统和水源热泵系统,而不是针对主机,有很多人在这方面有误解,换句话说地源热泵主机和水源热泵主机是一样的主机。
而我们通常所说的地源热泵或者水源热泵就是指主机源水侧水源的来源。 如果是地源热泵的话,那么他的水源来源于地下埋管的闭式环路,源水侧的水通过地下埋管与地下进行热交换,而不发生物质交换,这就是我们通常所说的地源热泵,欧美的表示方法为geothermal-heatpump。
水源热泵区别于地源热泵的就是源水侧水源直接取自地下水或者江水或者海水等,它是一种开式的型式,水被直接拿来取热或排热并按要求排放回原取水点,只是利用了自然界水中的能量,这样的形式就称为水源热泵了。
二、 简理解单的区别:
1:地源热泵是室外打孔,占地面积比水源热泵要大
2:水源热泵是室外打水井,但现在政府对打井审批比较复杂(水源热泵是需要打井的,通常都需要水务局批准。),而地源热泵国家不需要相关的审批手续
3:地源热泵比水源热泵室外部分投资要高
所有的浅层低温能热泵都统称为:地源热泵
地源热泵分为开式系统和闭式系统。
你所说的地源热泵应该是指土壤源的。
“地源”和“水源”的区别主要是介质不同,设计和施工方法也不同。
土壤源热泵也是闭式系统的一种,主要是在建筑物周围的地下铺设地耦管,封闭的管内流动介质与建筑物内部完成热交换。
水源热泵是开式系统的一种,地下水或地表水经过换热器提取热量。
地源热泵用地埋管收集土壤中的热量 水源热泵用地下水收集水体中的热量 两者原理类似,实际设计温度,载冷剂和阀部件有一定区别,因为地下水温度较高,可直接作为载冷剂。而地埋管出水温度较低,经常有可能低于零度,所以常采用乙二醇溶液作为载冷剂,乙二醇浓度视最低出水温度而定。 原理一样,取热源的方式不同。
水源热泵是打井直接取地下水进行换热或换冷;
地源热泵是在地下埋设很多管道,然后再在管道内注满水或者防冻液作为换热介质,通过管道内的介质循环吸收地下的热量或冷量。
三、 其它区别:
地源热泵是地下闭式系统,水源是热泵是地下开区系统,水源受到政府限制,还有地下水源是否长期稳定的影响。地源则相对稳定的多。联系是,它们都是相同的制冷(热)原理,只是所用的媒介不一样。
地源热泵包括土壤源热泵和水源热泵
水源热泵包括地表水和地下水源热泵
简单的说地源热泵是提取地下土壤源的温度,水源热泵是提取地下水的温度,再通过组机等来达到供暖或制冷,地源热泵要比小源热泵贵很多,所以一般只要一个地区地下水丰富的话就会采用水源热泵
四、 简单的图对比:
五、 地源热泵的优点:
地源热泵中央空调的工作原理,是充分利用了地表下土壤及水资源具有恒温和偿量大的特点,为空调机组创造了一个极佳的工作条件,在制冷过程中,机组将空调空间的热量置换出来,并带入地下被土壤或水源所吸收,制热时机组将地下土壤中的热能转换出来带入所需采暖的空间;
由于地下土壤焓量大及选定温度适宜,所以机组的工作效率大为提高;
其COP(能效比)值在采暖时达3.8以上,而在制冷时,则高达5.2以上,与普通中央空调相比,其节能达30%-50%,从而达到了高效节能的效果;
机组在工作过程中噪音小、不耗水、不产生任何废弃及污染物,环保效果显著;机组安装简便,占地小免去了室外冷却塔,使维修量极小,投资成本大为降低,是当今最为经济的空调技术。
水源空调用地表水就可以,如湖泊、江河等均可 。
六、水源热泵与地源热泵打井的区别:
地下水源地源热泵和地埋管地源热泵的打井设计规则:
地源:井口间隔4米以上,采用DN32管地埋,管型U,材质PE,井深60~180米,井口直径160~200毫米。
水源:间隔15米以上,采用大径单管,材质PE,井深60~150米,井口400毫米。根据地质条件不同每口取水井配2~15口回灌井。
地质特点可以从相关部门索取,也可以先打一口研究井。
比如:若制冷量为1200KW:
地源热泵:需要180口,100m深的地埋井,采用DN32,PE,双U管。
水源热泵: 需要3口,60~150m(根据地下水位,国家规定不允许超过150m)供水井,每口供水井需要3~15口回灌井(根据地质构造决定)。
打井需要注意的问题:
最好是通过打实验井做热响应实验,通过专业的软件计算后得出更准确的数据
1.根据所打试验井所做的水文地质勘察报告和水资源论证报告中的内容,出水量(与含水层厚度有关,井口大小也稍有影响),回灌能力等;
2.根据所要采暖或制冷的面积,计算冷热负荷,确定水源热泵机组型号及数量和需水量;
3.考虑井位所在地理位置,以及气候影响。(比如附近有河坝,雨季长短都有影响)先根据负荷算排热量,吸热量。在做热响应测试,如无条件做测试,可以按照经验估算~埋管分单U、双U、套管等形式,一般都是定制产品,工地上现做的不多,也不经济,所以没有井底连接的问题。
4、要是做地源热泵的话 得坐地质勘探,了解地下土壤温度,一般做地源热泵的成本造价要比水源热泵成本高很多,用水源热泵的话得看你那工程地下水每口井出水能达到多少吨每小时,但是用水源热泵的话得考虑回灌问题,水源热泵回灌问题是水源热泵良好运行的前提,用备用井的话是考虑回灌的问题 假如每口井出水200吨每小时 但是回灌压力大不能能200吨水都能回灌回去一般都得分2 口井或者3口井分流回灌水源热泵的运行取水的同时,也同时回灌地源热泵闭式系统不会影响水,水就在地埋管里流通,不到外面的;土层的话就目前好像没有说有什么大的影响;弊端有啊,造价昂贵,
七、 其它考虑:
如果绿化面积或停车场面积比较大,可以考虑地源,因为地源需要较大的面积做地埋管。反之,考虑水源热泵。还有就是地源打井部分的费用要大大高于水源,而且有的地质条件不太适合做地源热泵,打井难度太大。
八、 泵的区别:
不管水源还是地源:一般两套泵,一套给机组提供冷热负荷的供水泵,一套用来给末端供水的空调泵
地源热泵主要用管道离心泵根据水温选择泵! 立式离心泵又叫做管道泵,一般土壤源热泵用这种的,地下水源热泵用潜水泵地源热泵是个空调系统,包括冷热源和末端部分机房部分,末端和常规空调一样。
机房部分包括主机,水泵,分集水器,地埋管,检修井,或许如果冷热不平衡的话,要采用冷却塔,或者板换。
安装就按照施工图和施工规范,地埋部分有专业的打井公司的,横埋管竖埋管都可以做。
大型的项目还是小型别墅类的,这两种类型的在机房部分是有差别的。
A、目前市面上的地源热泵主机按压缩机分类,主要是由两种类型的,一种是涡旋压缩机的全封闭式机组,另一种是螺杆式压缩机的半封闭式机组。该两种的主机设备的安装有所不同。
1)涡旋式地源热泵主机是内置四通换向阀门的,其蒸发器和冷凝器在制冷和制热的情况下会自动切换,所以主机水侧的管路不需要做管路切换,直接按照标准的负载侧和源水侧接管就可以了,当然,所有空调的水侧都需要水泵(空调泵)。
2)螺杆式地源热泵主机是没有内置四通换向阀门的,所以主机的冷冻水侧必须要做好水路切换,主机制冷和制热的情况下,其蒸发器和冷凝器的作用互换,夏季时蒸发器是接负载侧的,而冬季时冷凝器是接负载侧的。
B、设计这块不由你做,但地源热泵的室外埋管部分的设计非常重要,如果你有图纸,按图施工就是了。地埋管施工外包就可以了。但一定要控制好,因为现在很多打井队都是糊弄事的,做完走人,等你运行起来发现问题就晚了。有几个注意事项,可供参考:
1)管材到场一定要做好保压,并封住两头,避免杂质进入,因为地埋管系统一旦做好,就很难清理了,时间长了会降低地埋管换热效率;
2)下管时一定要带压下管,一方面是为了使管子方便下放,另一方面为了防止管子做好后上浮;
3)横埋的连接管一定要埋在距地面至少1.5米深(1.5-2m)以下,否则将来地埋管的热损失极大,而且如果将来上面的地上有重物等,容易压坏管子。
C、机房内的配置其实都是水系统的配置,主要零配件有负载侧水泵、源水侧水泵、压力表、温度计、流量开关、Y型过滤器、定压罐或膨胀水箱、软接、无缝钢管及相应的管件、PE管及相应的管件、电子水处理仪、自动排气阀、集分水器、电控柜等。
其实地源热泵安装除了室外部分,都可以按照水冷系统来做。
九、 地源热泵打井数量的确定:
1、打井的数量与地质条件有很大的关系,粗细纱,黄土层,或卵石层、基岩层打孔的深度都不一样的,
2、与所配的地源热泵机组的制热量有关系,比如:制热量是100KW,每延米的换热量是45W
3、上述两个条件就能算出打井的数量来
十、地埋管:
地源热泵埋管共分两种,一种水平地埋,一种为垂直埋管。
规范规定:水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m,且距地面不宜小于1.5m。
水平地埋管普遍使用在单相运行状态的空调系统中,一般的设计埋管深度在2~4米之间,在只用于采暖时,土壤在整个冬天处于放热状态,沟的深度一定要深,管间距要大。
规范规定:竖直地埋管换热器埋管深度宜大于20m,钻孔孔径不宜小于0.11m,钻孔间距应满足换热需要,间距宜为3~6m。
垂直埋管换热器通常采用的是U型方式,按其埋管深度可分为浅层(< 30 m),中层(30~100 m)和深层(>100 m)3种。埋管深,地下岩土温度比较稳定,钻孔占地面积较少,但相应会带来钻孔、钻孔设备的经费和高承压埋管的造价提高。
来源:地源热泵服务联盟