地源热泵系统vs蒸发冷却系统课件.ppt

1、优点：优点：传输过程能量损耗少传输过程能量损耗少变频调节，部分负荷更高效变频调节，部分负荷更高效 同时制冷制热同时制冷制热利用无限可再生能源利用无限可再生能源缺点：缺点：初投资昂贵，投资回收期长初投资昂贵，投资回收期长使用地区受限使用地区受限优点：优点：初投资较小，初投资较小，安装方便；安装方便；使用不受地使用不受地域限制域限制缺点：缺点：有冷量损失有冷量损失 仅用于制冷仅用于制冷 该建筑位于江苏南京，地下一层，地上5层，地上建筑高度23.6米。空调面积6780m2 最大计算冷负荷是1210kW,计算热负荷按照民用建筑空调设计推荐为60-80W/m2 按80W/m2 简算。本建筑空调面积为67

2、80m2，则总热负荷为542.4kW。根据最大冷、热负荷设备选型时应有1.1倍富余量，故：最大总设计冷负荷：Q0=1.11210=1331kW最大总设计热负荷：Qk=1.1542.4=596.6kW根据最大设计冷、热负荷选用加拿大枫叶能源公司的水地源螺杆式热泵机组，MSSM450-1，MSSM700-1型各一台。通过调节机组，满足不同季节建筑对空调系统负荷的不同要求，使机组能最大效率运行，以达到节能的目的。型号功率kW制冷 量kW冷冻水冷却水流量压降kPa进水温度出水温度流量压降kPa进水温度出水温度MSSM450-199.852390.16612748.8343237MSSM700-1152

3、.6813.4140.27212775.6403237地源热泵机组性能表地埋管采用垂直竖井布置。换热性能高，不受土地面积限制。垂直埋管形式：（1）单U型管 （2）双U型管 （3）套管型回路形式：（1）串联 （2）并联钻孔间距：46m本工程选用聚乙烯管材（本工程选用聚乙烯管材（PE），钻孔间距为），钻孔间距为4.5m，埋管形式为双埋管形式为双U型管，回路形式为并联同程式型管，回路形式为并联同程式。夏季南京的双U管单位孔深的传热量为65w/m；冬季南京的双U管单位孔深的传热量为48w/m。一般钻孔孔深为60-100m，根据当地地质条件定为90m,经计算得所需要的钻孔数为139个。夏季地埋管分担冷负

4、荷：Q地=1399065=815.15kW管段单位沿程阻力：式中：管段的沿程阻力，Pa；管段单位管长的沿程阻力；为水密度,kg/m；为水黏度，kg/(ms)，取=0.94210 kg/(ms)。沿程阻力：局部阻力：总阻力：75.125.075.0158.0vdPidyPdPjdjLPPLPPdyPa270PPPdz夏季冷却塔承担冷负荷：Q冷却塔=Q-Q地=1331-815.15=517.85kW冷却水量 G=3600Q冷却塔/(cp（tw1-tw2）)=88.77m3/h选取2台DBNL3-50低噪声型逆流玻璃钢冷却塔。型号冷却水量（m3/h）总高mm风量(m3/h)风机直径mm直径mmDBN

5、L3-505028302800014002215DBNL350型冷却塔性能参数沿程阻力：Py=22620.8=4.7kPa局部阻力：Pj=20kPa总阻力：P=24.7kPa1)流量：G=1.2100=120m3/h2)扬程：H=104.71.1=115.17kPa=11.52mH2O型号流量扬程效率转速电机功率汽蚀余量重量100-1607036.5702900154.0191冷却水泵性能表选型：ISW125-100水泵，选择2台，一用一备1)流量：G=1.2124.4=149.28m3/h2)扬程：H=3101.1=341kPa=34mH2O选型：ISW100-160水泵，选择3台，两用一备

6、冷却水泵性能表型号流量扬程效率转速电机功率汽蚀余量100-1607036.5702900154.01)流量：G=1.2230.3=276.36m3/h2)扬程：H=28.43mH2O选型：ISW150-200B水泵 选择3台，两用一备冷冻水泵性能表型号流量扬程效率转速电机功率 汽蚀余量150-200B14038752900224.0根据1）冷冻水 Q1=230.31%=2.3m3/h2）冷却水 Q2=124.41%=1.24m3/h定压补水机组性能参数表型号补水流量m3/h系统压力MPa定压补水泵型号净重量NDB-3.03.00.3IS50-32-160840NDB-1.51.50.3IS65

7、-40-20012001）管径：m319.0)3600/(4vQd故分水器和集水器管径为DN400mm2）管长：根据各配管的管径的配管间距计算。d1=200mm，d2=150mm，d3=150mm，d4=100mm L1=d1+60=260mm，L2=d1+d2+120=470mm，L3=d2+d3+120=420mm，L4=d3+d4+120=370mm，L5=d4+60=160mm 总长L=L1+L2+L3+L4+L5=1680mm集分水器1）水处理设备：根据输水管径和处理水流量选择电子水处理器进行水处理冷冻水为230.3 m3/h，管径为200mm，选取型号为YD-200A，输水管径为2

8、00mm，处理流量为255T/h。冷却水为124.4 m3/h，管径为200mm，选取型号为YD-200A，输水管径为200mm，处理流量为255T/h。2）过滤器：根据管路直径选择对应的Y型过滤器。冷冻水泵进水口管径d=150mm,所以过滤器选Y-150mm 冷却水泵进水口管径d=150mm,所以过滤器选Y-150mm 冷却塔水泵进水口管径d=150mm,所以过滤器选Y-150mm根据最大设计冷、热负荷选用约克水冷螺杆式冷水机组，型号YRTBTAT0550C，2台。通过调节机组，满足不同季节建筑对空调系统负荷的不同要求，使机组能最大效率运行，以达到节能的目的。冷水机组性能表型号功率kW制冷

9、量kW冷冻水冷却水流量压降kPa进水温度出水温度流量压降kPa进水温度出水温度YRTBTAT0550C131696119.5266.6127142.9255.73237夏季冷却塔承担冷负荷：Q冷却塔=1331kW冷却水量：G=3600Q冷却塔/(cp（tw1-tw2）)=228.17m3/h选取1台FBN300。型号冷却水量（m3/h）总高mm风量(m3/h)FBN3002403310262800FBN300型冷却塔性能参数沿程阻力：Py=23920.8=5.0kpa局部阻力：Pj=30kPa总阻力：P=35.0kPa1)流量：G=1.2240=288m3/h2)扬程：H=177.51.1=1

10、95.25kPa=19.53mH2O型号流量扬程效率转速电机功率汽蚀余量150-3151502872145018.53.0冷却塔水泵性能表选型：ISWD150-315A水泵，选择3台，两用一备1)流量：G=142.921.2=171.504m3/h2)扬程：H=2201.1=242kPa=24.2mH2O选型：ISWD125-200A水泵，选择3台，两用一备型号流量扬程效率转速电机功率汽蚀余量ISWD125-200A8824.48114507.53.0冷却水泵性能表1)流量：G=1.2239.04=286.848m3/h2)扬程：H=27.231,.1=29.95mH2O选型：ISWD150-

11、250A水泵，选择3台，两用一备冷冻水泵性能表型号流量扬程效率转速电机功率汽蚀余量150-25014740.8801450113.0根据1）冷冻水 Q1=119.5221%=2.39m3/h2）冷却水 Q2=142.9221%=2.86m3/h定压补水机组性能参数表型号补水流量m3/h系统压力MPa定压补水泵型号净重量NDB-3.03.00.3IS50-32-160840NDB-3.03.00.3IS50-32-1608401）管径：m319.0)*3600/(*4vQd故分水器和集水器管径为DN400mm2）管长：根据各配管的管径的配管间距计算。d1=200mm，d2=150mm，d3=15

12、0mm，d4=100mm L1=d1+60=260mm，L2=d1+d2+120=470mm，L3=d2+d3+120=420mm，L4=d3+d4+120=370mm，L5=d4+60=160mm 总长L=L1+L2+L3+L4+L5=1680mm集分水器1）水处理设备：根据输水管径和处理水流量选择电子水处理器进行水处理冷冻水为239.04 m3/h，管径为200mm，选取型号为YD-200A，输水管径为200mm，处理流量为255T/h。冷却水为285.84 m3/h，管径为200mm，选取型号为YD-200A，输水管径为200mm，处理流量为255T/h。2）过滤器：根据管路直径选择对应

13、的Y型过滤器。冷冻水泵进水口管径d=150mm,所以过滤器选Y-150mm 冷却水泵进水口管径d=150mm,所以过滤器选Y-150mm 冷却塔水泵进水口管径d=150mm,所以过滤器选Y-150mm项目地源热泵系统蒸发冷却系统COP制冷系数04.794.62制热系数k5.79热力完善度（制冷）0.640.62负荷调节均可实现无级调节使用寿命15年8年制冷（热）能力部分负荷情况下更高效；制热能力高于制冷能力仅使用在制冷工况，部分负荷效率更高。地源热泵系统蒸发冷却系统设备名称型号台数单价合价设备名称型号台数单价总价水地源螺杆式热泵机组MSSM450-111500015000约克水冷螺旋式冷水机组

14、YRTBTAT0550C2 2000040000MSSM700-111600016000逆流玻璃钢冷却塔DBNL3-502600012000冷却塔FBN30019000090000冷却塔水泵ISW125-100240008000冷却塔水泵ISWD150-314A31050031500冷却水泵ISW100-1603400012000冷却水泵ISWD125-200A31000030000冷冻水泵150-200B31000030000冷冻水泵150-250A31100033000定压补水机组NDB-3.0 12088820888定压补水机组 NDB-3.0 2 2088841776NDB-1.5 1

15、2088820888地埋管725580 维修费用工况稳定，维护费用忽略不计维修费用133520 末端设备初投资（地源热泵系统和蒸发冷却系统末端设备都相同）末端设备初投资（地源热泵系统和蒸发冷却系统末端设备都相同）设备名称型号台数单价合价集分水器220004000水处理设备YD-200A1 18000 18000 过滤器Y-150150 150 风机盘管等末端设备945000 其他材料及机房安装调试费用300000总初投资总初投资项目地源热泵系统蒸发冷却系统末端费用总计12671501267150冷热源端费用总计860356533316总计21275061800466通过综合对比地源热泵系统和蒸

16、发冷却系统：地源热泵的制冷系数制冷系数、能效比能效比、使用寿命使用寿命均高于蒸发冷却系统。地源热泵系统中，采用的垂直埋管而非水平埋管，减少了土地使用面积和土方开挖面积，相应的减少了部分初投资。蒸发冷却系统中，采用的是螺杆式水冷机组，若是风冷机组，制冷系数将会更低，风冷机组的工况变化也较大。为了便于比较，选取的螺杆式机组和地源热泵使用的均是卧式管壳式换热器，传热系数适中，若采用板式换热器，换热系数将大大提高，但初投资费用也可能相应增加。需要注意的是，蒸发冷却系统只能适用于夏季制冷工况，如有供热需求还应配备锅炉系统，这将使在既能制冷又能制热的相同要求下，额外增加蒸发冷却系统的初投资。这次作业我们经

17、历了负荷及水力计算，设备选型，价格查询，PPT制作等一系列流程。各中的困难环节主要在于对计算公式理解不够深刻、设备选型流程不熟悉，设备价格的难以获取。起初，我们对于两种系统的选择，考虑了很多条件及需要对比的元素，如运行工况、性能参数、设备材料价格及投资回收期等。但是由于考虑的过多，反而使系统选择的过程有反复。确定了对比的两种系统后，因对于整个系统计算选型流程不熟悉，加之一些设备型号、参数、价格难以查询，所以参考了很多其他地源热泵、蒸发冷却设计方案的参数、价格，尤其是末端设备管材的价格，都是基于估算。通过这次作业，我们对于地源热泵系统和蒸发冷却系统都有了更形象更深刻的认识，并进一步熟悉了其设计、计算、选型等流程，为今后的课业及工作打下了良好的基础。http:/