节能型水地源热泵机组及其应用浅析.doc

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1、节能型水地源热泵机组及其应用浅析在当今社会，困扰人类社会的两大难题就是LI益增长的能源消耗和坏境污染，这两个问题己经不再简单的是个人或者单个国家或者地区的问题，己经引起了世界各国的高度重视。根据国际能源热泵组织(IEAHeatPumpCentre)和欧洲热泵协会(EHPA)统计的资料表明,目前欧洲有450力台热泵用于住宅，150万台热泵用于第三产业，2.5-3刀台热泵用于工业。EHPA的目标是到2010年在欧洲至少有1500力台热泵用于住宅，这相当于每年节省lOOTWh的能源和减少4000力-吨的C02的排放。至2002年瑞士热泵在新住

2、宅的「匸有率超过1/3,LI木建筑物的热泵占有率达到20%,而我国热泵的应用在1990年Z后才得到了迅速发展，至1997年己安装1140万台，而且呈迅速发展的势头。我国的城市屮心区域正在逐步禁止使用燃煤锅炉，燃油锅炉的使用也正在受到一定稈度的限制，这样就给热泵机组的应用提供了巨大的发展空间。热泵机组主要分为空气能热泵和水源(地源)热泵，由于空气能热泵受环境、气候的影响较大，其应用受到了很大稈度限制，而地下水温度冬夏变化不大，因此，以地下水做冷热源的水地源热泵系统使这一问题得到了有效的解决。它以耗能少，利用可再生能源，不消耗水资源，不污染

3、环境，符合可持续化发展的要求等诸多优势受到社会各界的广泛欢迎。水地源热泵的现状水地源热泵M川的最大问题在于耍结合填际情况,提供一个稳定的水源，同时要解决地下水的I川灌问题以及冬季如何最大限度的利用水屮所蕴藏的能量。目前此类工稈的M用一般采取白然冋灌，由于白然冋灌只是重力做功，而取水是动力做功，要维持水系统的平衡，确保取出的水全部冋灌，取水井与冋灌井数比例一般采取1：2或2：3o这不仅增加投资，而且在部分负荷时冋灌井利用率低。因此，能否解决既要减少投资，又能节约运行费丿IJ,同时保证100%冋灌问题，将直接关系到水地源热泵的应用与发展。因

4、此研究开发一种节水、高能效比的水地源热泵机组有助于水地源热泵的应用与推广，并且会具有很好的市场前景。节能型水地源热泵机组为了克服热泵工况增大传热温并所带来的诸多技术问题，我们在机组的结构上进行了研究与探索。其结构是机组采用两个小熨蒸发器，每个蒸发器与一台或几台压缩机及冷凝器、膨胀阀等组成各白独立的制冷循环系统。两个熬发器的进出水管Z间通过阀门控制来实现两个蒸发器水系统的串联或并联。夏季制冷工况运行时两个蒸发器水管Z间的阀门打开，空调末端系统的冋水分两路同时进入两个蒸发器，在蒸发器的出口合流示进入空调末端，也就是说冷水并联流过两个蒸发器。

5、系统的冷最是通过两个蒸发器实现的，每个蒸发器的进出口水温都是12/7°C（进岀水温并△t二5°C）；冬季热泵工况运行时，两个蒸发器水管Z间的阀门关闭，作为热源的地下水依次流过两个熬发器，也就是说两个蒸发器的水串联，作为热源的地下水通过两个蒸发器来实现△t=10°C的温降。与水并联流过蒸发器相比，串联时水流过蒸发器的流通面积减小，弥补了水流量减小对流速的影响，这样流经每个蒸发器的水流最、流速与夏季工况运行时一致，对传热性能的影响较小，既达到了节约地下水的bl的，又不影响换热性能。工程应用实例以下是某单位办公楼应用木新型节能水地源热泵机组作

6、为冷热源的设计实例：办公楼建筑面积：4600m2,室内末端采用嵌入式风盘，经计算需要的冷负荷Q0=460kW,需要的热负荷Qh=506kWo水源条件：单井水量50~60m3/h,水温：夏季16°C,冬季15°C。选用四台40HP半封活塞压缩机，每两台压缩机与一台蒸发器、一台冷凝器组成两个独立的系统。设计工况：制冷工况：蒸发器1、2水系统并联，氟系统独立，其进出水温度12/7C,蒸发温度2°C；冷凝髀1、2水系统并联，氟系统独立，其进出水温度16/26C，冷凝温度31°Co制热工况：蒸发器1、2水系统串联，氟系统独立，蒸发器1进出水温度1

7、5/9.5°C,蒸发温度5.5°C；蒸发器2进出水温度9.5/5°C,蒸发温度1°C；冷凝器1、2水系统并联，氟系统独立，其进出水温度40/45°C，冷凝温度50°C。计算结果如下:①制冷工况:系统总制冷量：Q0二466kW,系统总功率:Pi=89.5kW,系统制冷系数：Cop二5.2,井水（水系统并联）取水量：47.2m3；②热泵工况：系统总制热量：Qk=511kW,系统总功率：Pi=121.7kW,系统制热系数：Cop=4.2，井水（水系统串联）取水量:34m3o经过一个冬季和夏季的运行结果表明，在当地水源条件下两口井就可以实现机组

8、安全可靠运行，制冷及制热效果完全满足用户的要求。减少了初投资和运行费用，收到了很好的经济效益。结论采用此结构使蒸发器的进岀水无论是在制冷时的5°C温差，还是在制热时的10°C温差,蒸发器的换热性能基木一致，