暖通空调热泵技术课件-第7-8章.ppt

1、第七章第七章水环热泵空调系统水环热泵空调系统n7.1 水环热泵空调系统概述n7.2 水环热泵空调系统的组成与运行n7.3 水环热泵空调系统的特点n7.4 水环热泵空调系统的设计要点n7.5 水环热泵空调系统的问题与对策第七章第七章 水环热泵空调系统水环热泵空调系统7.1 7.1 水环热泵空调系统水环热泵空调系统概述概述n水源热泵的定义：指以水为热源的可进行制冷/制热的一种热泵型整体式水空气或水水空调装置n水环热泵空调系统由四部分组成：室内水源热泵机组（水/空气热泵机组）；水循环环路；辅助设备（冷却塔、加热设备、蓄热装置等）；新风与排风系统。7.1 7.1 水环热泵空调系统水环热泵空调系统概述概

2、述n保福大厦水环热泵7.2 7.2 水环热泵空调系统的组成与运行水环热泵空调系统的组成与运行6n小型的水-空气热泵机组7.2 7.2 水环热泵空调系统的组成与运行水环热泵空调系统的组成与运行7.2 7.2 水环热泵空调系统的组成与运行水环热泵空调系统的组成与运行（1）夏季，各热泵机组都处于制冷工况，向环路中释放热量，冷却塔全部运行，将冷凝热量释放到大气中，使水温下降到35以下。（2）大部分热泵机组制冷，使循环水温度上升，达到32时，部分循环水流经冷却塔。（3）当周边区的热负荷与内区的冷负荷比例适当时，排入水环路中的热量与从环路中提取的热量相当，水温维持在1332范围内，冷却塔和辅助加热装置停止

3、运行。由于从内区向周边区转移的热量不可能每时每刻都平衡，因此，系统中还设有蓄热容器，暂存多余的热量。7.2 7.2 水环热泵空调系统的组成与运行水环热泵空调系统的组成与运行（4）大部分机组制热，循环水温度下降，达到13时，投入部分辅助加热器。（5）在冬季，可能所有的水源热泵机组均处于制热工况，从环路循环水中吸取热量，这时，全部辅助加热器投入运行，使循环水水温不低于13。7.2 7.2 水环热泵空调系统的组成与运行水环热泵空调系统的组成与运行214356563412a)b)d534126c)453126在何种条件下最节能节能？7.3 7.3 水环热泵空调系统的特点水环热泵空调系统的特点n（1）水

4、环热泵空调系统具有回收建筑内余热的特有功能。n（2）水环热泵空调系统具有灵活性。n（3）水环热泵空调系统虽然水环路是双管系统，但与四管制风机盘管系统一样，可达到同时供冷供热的效果。n（4）设计简单、安装方便。n（5）小型的水/空气热泵机组的性能系数不如大型的冷水机组，一般来说，小型的水/空气热泵机组制冷能效比EER在2.764.16之间，供热性能系数COP值在3.35.0之间。n（6）由于水环热泵空调系统采用单元式水/空气热泵机组，小型制冷压缩机设置在室内（除屋顶机组外），其噪音一般来说会高于风机盘管机组。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n7.4.1 7.4

5、.1 建筑物供暖和供冷负荷建筑物供暖和供冷负荷n（1）先要明确建筑物的分区。图示建筑物可分为9个区。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n（2）计算分区热负荷与冷负荷，以便确定各分区水/空气热泵机组的规格和大小；计算建筑物热负荷与冷负荷是确定水环路的管径及循环水泵大小以及确定加热设备和排热设备大小的依据。n（3）热负荷系数K建筑物中热负荷与同时存在的热负荷与冷负荷之和的比例。K只是对水环热泵系统运行工况的数学描述，不同的K值即代表着不同的运行工况。水环热泵空调系统相对于常规空调系统（如风机盘管系统）来说，只有大部分时间是在节能运行区（此区按K值范围定义的）内运行

6、时，才是节能的。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n7.4.2 7.4.2 水水/空气热泵机组的选择空气热泵机组的选择n机组型式的选择室内水源热泵机组型式主要有水平式、立式、座地明装式、立柱式、屋顶式等。n机组容量的确定根据空调房间的总冷负荷和i-d图上的处理过程，查水源热泵机组样本上的特性曲线或性能表（不同进风湿球温度和不同的进水温度下的供冷量），使冷量和出风温度能符合工程设计的要求来确定机组的型号。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n 机组容量的确定机组容量的确定（1）确定水源热泵机组运行的基本参数。（2）确定机组空气处理

7、过程。（3）选择适宜的水源热泵机组型式与品种。（4）根据水源热泵机组的实际运行工况和工厂提供的水源热泵机组的特性曲线（或性能表），确定水源热泵机组的制冷量、排热量、制热量、吸收热量、输入功率等性能参数。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n7.4.7.4.3 3 机组风道的设计机组风道的设计水源热泵机组均为余压型的水/空气热泵机组，因此，无论立式还是卧式机组都接有送风风管及送风口，将空气送到被调房间人们工作或居住的区域，来创造一个健康而舒适的建筑环境。（1）样本上提供的风量是与机外余压相关的。（2）机组风管多为低压小风管。（3）为了进一步防止噪声的传播，在风管上

8、应采取消声措施。（4）建议所有的送风管和回风管均应保持最短长度。（5）为了防止结露，送风管应作保温处理；（6）风管的设计应满足防火要求；要采取可靠的防火措施。（7）回风管与送风管设计相同，水源热泵机组容量小可以不设回风管；（8）应仔细选用送、回风口的形式和位置。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n7.4.4 7.4.4 加热设备加热设备n如果内区的机组向环路释放热量少于周边区从水环路吸取的热量时，环路中的水温将会下降，当水温降至13时，就必须投入加热设备。n目前，加热方式主要有两种：一是采用水的加热设备将外部热量加入循环管路中；二是采用空气电加热器将外部热量直

9、接加入室内循环空气中。7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n7.4.5 7.4.5 排热设备排热设备n在夏季，水源热泵机组全部按制冷工况运行，将冷凝热释放到环路的水中，使环路水温不断升高。当水温高于32时，排热设备应投入运行，将环路中多余的冷凝热向外排放。n目前，排热方式主要有三种：7.4 7.4 水环热泵空调系统的设计要点水环热泵空调系统的设计要点n7.4.6 7.4.6 蓄热水箱蓄热水箱n在水环热泵空调系统中常设置低温（或高温）蓄热水箱，以改善系统的运行特性，低温蓄热水箱和高温蓄热水箱的作用是完全不同的。7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空

10、调系统的问题与对策n7.5.1 7.5.1 合理选择应用场所，充分体现出节能和环保效益合理选择应用场所，充分体现出节能和环保效益n 水环热泵空调系统中的水/空气热泵机组全年绝大部分时间按制冷绝大部分时间按制冷工况运行工况运行的场合，与使用风机盘管系统相比，一般来说是不节能不节能的，相应也无环保效益。因此，在我国南方一些城市（如广州）从用能角度看，不宜选用水环热泵空调系统。n 在建筑物有余热的条件有余热的条件下，水环热泵空调系统按供热工况运行时，才具有节能和环保意义。因此，在建筑物内区有余热，外区需要用热,且二者接近的场合，其节能效果才好。而且这种情况持续的时间越长的地区，越适合应用水环热泵空调

11、系统。7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n 目前，建筑物内部负荷不大内部负荷不大，常规空调热源为燃煤锅炉，上海、北京是较适合水环热泵空调系统的地区。n 北方地区在建筑物内区面积大，而内区的内部负荷又大北方地区在建筑物内区面积大，而内区的内部负荷又大（要求北方建筑物内余热量要比南方同样建筑内的余热量大）的场合使用水环热泵空调系统是十分有利的。若建筑物内无余热或余热很小若建筑物内无余热或余热很小，远远满足不了外区采暖所需的热量时，采用水环热泵空调系统，势必要用锅炉的高位能加热环路中的循环水，再由水/空气热泵机组消耗电能将循环水的低位热量提升到高位热量，向室内采

12、暖，这种用能方式是十分不合理的。7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n7.5.2 7.5.2 向系统引入外部低温热源，拓宽水环热泵空调系统向系统引入外部低温热源，拓宽水环热泵空调系统的应用范围的应用范围n只有建筑物内有大量余热时，通过水环热泵空调系统将建筑物内的余热转移到需要热量的区域，才能收到良好的节能效果和环保效益。n但是，目前我国各类建筑内部余热不大，建筑物的内区面积又小。而且，常规空调热源又常为燃煤锅炉，这种情况制约了水环热泵空调系统在我国的发展。n解决这个问题的途径，就是由建筑物的外部引进低温热源低温热源，以替代加热装置的高位能量。7.5 7.5

13、水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n1 闭式太阳能水环热泵空调系统7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n2 井水源水环热泵空调系统7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n3 土壤源水环热泵空调系统7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n4 双级耦合水环热泵空调系统7.5 7.5 水环热泵空调系统的问题与对策水环热泵空调系统的问题与对策n7.5.3 7.5.3 采用混合系统，进一步提高水环热泵空调系统的节能效果和环采用混合系统，进一步提高水环热泵空调系统的节能效果和环保效

14、益保效益n保福大厦水环热泵第八章第八章变制冷剂流量热泵式多联机空调系统变制冷剂流量热泵式多联机空调系统n8.1 概述n8.2 多联机组n8.3 多联空调系统类型n8.4 多联空调系统中的几个关注问题第八章第八章 变制冷剂流量热泵式多联机空调系统变制冷剂流量热泵式多联机空调系统8.1 8.1 概述概述n变制冷剂流量热泵式多联机空调系统变制冷剂流量热泵式多联机空调系统 是指由一台或数台室外机（风冷或水冷）可连接数台不同或相同型式、容量的直接蒸发式室内机构成的热泵式空调系统，简称热泵式多联机空调系统，学术名称为VRF(Variable Refrigerant Flowrate)。n商业名称很多，如V

15、RV、MDV、MRV等。它可以向一个或数个区域供冷与供热。n按低位热源的种类不同，可分为风冷热泵多联机空调系统风冷热泵多联机空调系统和水冷热泵多联机空调系统两种型式和水冷热泵多联机空调系统两种型式。8.1 8.1 概述概述n与传统的集中空调和传统的一拖多产品相比，它具有如下特点：（1）部分负荷特性良好（2）多联机空调系统具有灵活性。（3）多联机空调系统具有优异的控制系统。（4）多联空调系统还具有安装和维护简单、占建筑空间小、不需要专门的机房等优点。n但是多联空调系统由于管路过长、落差大也会带来管路流动阻力大的问题。在制冷工况时，配管过长使吸气压力降低，严重影响其制冷能力；吸气压力下降，过热增加

16、，系统的EER相应也下降；配管长度影响室内、外机工作点，致使其能力降低。另外，多联空调系统的回油困难问题也不能忽略。8.2 8.2 多联机组多联机组n8.2.1 变制冷剂流量热泵式多联机组的组成与工作原理8.2 8.2 多联机组多联机组n8.2.2 机组中的部分辅助部件与设备（1）热气旁通回路（2）再冷却回路 在室外换热器处设置一组再冷却器。在高压贮液器出口液体管上设置再冷却回路。吸气管路上的气液分离器中设置高压液体盘管，实现回热循环8.2 8.2 多联机组多联机组n8.2.2 机组中的部分辅助部件与设备n（1）热气旁通回路n（2）再冷却回路n（3）电子膨胀阀n（4）四通换向阀（5）高压贮液器

17、8.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型8.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型n8.3.1 风冷交流变频变容热泵多联机系统n风冷交流变频变容风冷交流变频变容热泵式多联空调系热泵式多联空调系统统是指用室外空气作为热泵的热源与热汇，并选用交流变频压缩机的多联空调系统。n变频压缩的容量调节是通过对变频压缩机的驱动电机的转速调节来实现。8.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型n8.3.2 水冷变频变容热泵多联空调系统n（1）冷却塔+传统热源+水冷热泵式多联机系统8.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型n8.3.2 水冷变频变容热泵多联空调系统n（2）水/水热泵+水冷热

18、泵式多联机系统8.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型n8.3.3 风冷定频变容系统8.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型n8.3.3 风冷定频变容系统n3 3管式热回收型多联式空调机组管式热回收型多联式空调机组 室内机组 室外机 EV0EV1 EV2 EV38.3 8.3 多联空调系统类型多联空调系统类型8.4 8.4 多联空调系统中的几个关注问题多联空调系统中的几个关注问题n8.4.1 系统的地域适应性n尽管变频多联机可以大大延缓制热量随着室外温度的衰减，甚至在低于-20时也可以运行，但从供热的效率和供热的质量角度来看，在-10时出风温度已经无法充分发挥热泵的供热优势与效

19、率，应优先选择其他更有效的供热方式。n8.4.2 制冷剂管路的配管长度对其系统性能的影响n热泵式多联空调系统实际配管长度为100150m，等效配管长度为115175m。这是热泵式多联机能够运行的极限条件，设计时无论如何都不能突破配管长度的极限条件。8.4 8.4 多联空调系统中的几个关注问题多联空调系统中的几个关注问题n8.4.3 室内外机高差对系统性能的影响n（1）室外机在室内机上部n（2）室外机在室内机下部8.4 8.4 多联空调系统中的几个关注问题多联空调系统中的几个关注问题n8.4.4 室内机高度差对系统性能的影响n8.4.5 系统的回油问题 设置油分离器 安装曲轴箱加热器 采用带有回热器的气液分离器 设置回油弯 回油运行