地源热泵原理及机组特点

,2010 Lotus new energy,Marketing Dept.,2010 Lotus new energy,Marketing Dept.,水,/,地源热泵系统原理及特点,热泵,定义,：,利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置,分类（按热源）,水,/,地源热泵：,是一种利用地下浅层地热资源（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装置,。,起源于1912年环保要求有形能源枯竭和价格上升能源利用率低采用水电、核电,产生背景,水,/,地源热泵的发展,早在1912年瑞士人,H.Zoe11y,就提出了土壤源热泵应用的思想，但大规模应用直到二战结束后，才在欧美兴起。,地下埋管换热器的研究真正开始于1946年。,20世纪50年代初，英国的,Sumner,和,von Cube,安装了用于住宅供暖的地源热泵。,1973年“能源危机”以后，地源热泵的研究安装在欧美等国大量出现。,进入20世纪90年代，地源热泵的应用和发展进入了一个新发展阶段。目前，地源热泵在欧美的热泵装置的市场占有份额大约是,5,。,1993年成立了国际地源热泵协会（,IGSHPA）。,国际能源大会,WEC,、,国际能源署,IEA,、,国际制冷,学会,IIR,等,国际组织及从事热泵的研究者都普遍认为地源热泵是：,在目前和将来,最有前途的节能装置和系统,国际空调和制冷行业前沿课题之一,地热利用的重要形式,1998年美国暖通空调工程师学会,ASHRAE,技术奖就授予地热源热泵系统。,地源热泵被称为：,“,21世纪的一项以节能和环保为特征的,最具有发展前途,的,绿色空调,技术,”,水,/,地源热泵的应用情况,在,美国：,截止,1985,年全国共有,14000,台地源热泵,1997,年就安装了,45000,台,到,1999,为止已安装了,400000,台,每年以,10,的速度稳步增长,1998,年美国商业建筑中地源热泵系统已占空调总保有量 的,19,，其中新建筑中占,30,。,1998,年美国能源部颁布法规，要求在全国联邦政府机构的建筑中推广应用地源热泵供热空调系统。美国总统布什在他的德克萨斯州的宅邸中也安装了地源热泵空调系统。,在欧洲：,中、北欧如瑞典、瑞士、奥地利、以及意大利、德国等国家主要利用浅层地热资源，（埋深,400,米深）的地源热泵用于室内地板辐射供暖及提供生活热水。,据,1999,年的统计，为家用的供热装置中，地源热泵所占比例，瑞士为,96,，奥地利为,38,，丹麦为,27,。,地下水源热泵,地下水源热泵,地下水源热泵,地表水源热泵,水源热泵分类,取,水,井,回,灌,井,提取地下的低品位热,利用电能聚变为高品位热能,节约能量，环保无污染,不使用冷水塔，不消耗冷却水，节省占地面积,水源热泵系统原理（夏季）,水源热泵系统原理（冬季）,寒 冷,温 暖,取,水,井,回,灌,井,不燃烧，无污染，不排放,回填粘土,含水层,滤水层,回填粘土,沉砂层,回扬,送至机房,回灌用,WELL,DISCHARGE,Overpressure valve,P2,P3,电子水处理器,过滤器,旋流除沙器,地下水的处理,1,、采用物理方法的处理地下水，不改变回灌水质，防止对地下水的破坏；,2,、对于腐蚀性较强的地下水，建议采用间接利用的方式。,目的热能再生反复利用，保护水资源及稳定地质结构。条件取决于含水层的渗透性水质标准（建议达到下表）回灌类型无压（回流）、负压（真空）、加压（正压）,Mg/l,Mg/l,Mg/l,Mg/l,Mg/l,0.5,7,0.02,0.01,250,5.09,指数3,菌数300,100,20,无嗅无味,铁,溶解氯,挥发物,氰化物,氯化物,PH,值,大肠杆菌个/,l,细菌总数个/,l,浑浊度,Mg/l,嗅与味,化学性质指标,细菌类指标,物理性质指标,地下水的回灌,地源热泵分类,水平埋管,垂直埋管,水平螺旋型埋管,地源热泵系统原理（夏季）,热,冷,替代冷却塔,热,热,热,冷,夏天基本原理,地下土壤全年,1,5,以水为媒介向土壤散热,室内,26,热泵机组,接室内空调末端,从土壤中提取冷量,室外,34,30,25,12,7,地源热泵系统原理（冬季）,冷,温暖,冷,温暖,温暖,温暖,冬天基本原理,地下土壤全年,1,5,室内空气,18,热泵机组,接室内空调末端,从土壤中提取热量,室外,0,替代锅炉,温暖,40,45,5,1,0,地源热泵系统原理图,垂直土壤换热器,1.深度,一般为,100m,150m,；,占地面积,由孔数和孔距决定；,孔的直径,一般为1,50mm,18,0,mm,；,4.,孔的距离一般为4,m,8m,；,5.孔内的管束:单,U,双,U,；,6.U,形管的材质,一般为,PE-100,管,地源热泵系统特点,节,能高效：,一机三用，充分利用可再生能源，用一份电可制造五份以上的冷热量，与传统中央空调相比可节约,50%,的能源。,绿色环保：,地下能源为再生能源，没有热污染、噪音、视觉污染、没有有害气体排放。,稳定可靠：,不受外界高温或严寒影响，运行稳定，系统简捷，控制简单使用寿命长。,地源热泵系统特点,节水省地：,以土壤为载体，向其放出热或吸收热量，不消耗水资源，省去锅炉房及储油房等配套设施，机房面积小。,灵活安全：,可同时实现供热、制冷不同功能要求，可设计成满足提供卫生热水的功能要求、机组可灵活安置在任何地方，无锅炉、储油罐等卫生及安全隐患。,维护简单：,操作简单，易于管理，故障率少。维护工作方便简单，维护费用低。,劳特斯地源热泵机组特点,劳特斯水/地源热泵机组特点,水源热泵机组,（,R22,）,水源热泵机组,（,R134a,）,满液式螺杆,(,热泵,),机组,水,/,地源热泵系统流程示意图,2011 LOTUS AIR CONDITIONING,半封闭双螺杆压缩机,觀油鏡,卸油閥,油位開關,清潔孔蓋,盤型彈簧,排氣端軸承壓環,U,型螺帽,角接觸軸承,排氣間隙環,公轉子,馬達轉部,馬達轉部擋塊,固定螺栓,轉部固定鍵,3/8,銅接頭,1/4,銅接頭,1/4,角閥,馬達殼,進氣濾清器,排氣管,油分離器擋板,油分離器,軸承座,排氣端蓋,油分離器濾網,消音器,壓縮室外殼,容調電磁閥,排氣止回閥,容調滑塊,滑塊固定鍵,固定螺栓,容調活塞,容調活塞環,容調彈簧,容調活塞桿,軸承導油環,圓柱滾子軸承,內外間隙環,双螺杆压缩机工作原理：,吸气过程：气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。,压缩过程：转子旋转时，阴阳转子齿间容积连通（,V,型空间），由于齿的互相啮合，容积逐步缩小，气体得到压缩。,排气过程：压缩气体移到排气口，完成一个工作循环。,双螺杆压缩机；,非对称5：6齿形，降低齿间压力落差及回吹，泄漏少，容积效率高，运转效率高。,获得多国设计专利，美国转子专利.890.992，英国转子专利2230563，日本转子专利2008216，中国转子专利252886。,外侧带有涂铝保护层，密封性能更好，减少磨损；,采用德国,KAPP,转子研磨机,，,转子尺寸精度可控制在5,之内。,瑞典高精度零间隙轴承（,SKF),，,充分平衡径向、轴向推力同时有效减少泄漏，优良的油路设计，寿命达,6,0,000小时。,法国,LEROY,进口电机品质稳定，效率高，噪音低。,沃尔专利油分离器，分油率达99.7%，充分保证压缩机正常运转的润滑条件同时提高了机组系统内的换热效果。,双螺杆对液击不敏感，可以湿行程运转。,双螺杆压缩机能量调节方式,利用油压活塞推动容调滑块，当部分负荷时，容调滑块移动将部分冷媒旁通回吸气端，使冷媒流量减少以达到部分负载功能。当停机时，弹簧的弹力使活塞复归到起始状态。压缩机运转时油压开始推动活塞，借着电磁阀之作动，控制油压活塞的定位，而电磁阀则由系统之回水温度开关控制。控制容调活塞之油从机壳之储油槽中，以压差方式送入，经油过滤器后用一支毛细管限流后再送入油压缸。,01,：进气过滤器,07,：冷冻机油,02,：低压冷媒气体,08,：混合气体,03,：马达,09,：油分离器,04,：冷冻油过滤器,10,：高压冷媒气体,05,：螺杆转子,11,：供油毛细管,06,：容量调节阀,2011 LOTUS AIR CONDITIONING,冷凝器,冷却水进水,冷却水出水,水路系统采用二流程或四流程设计，充分发挥每根铜管的热交换能力，产品体积、重量减小。水进出管内侧，易于清洗、寿命长。,审美专业设计外型，采用管板紧固定方式,使机组结构稳定且美观,零部件少，故障点少，维修保养简单，且少占空间。,冷凝管采用整体化翅片管技术，通过改变传热面的形状，增加换热面积，达到强化传热的效果。,管内壁加里脊可使内表面积和紊流二次流作用增大，不仅增大了换热面积，进一步增强总换热能力。,冷凝器,水,R22,R22,冷冻水进水,冷冻水出水,蒸发器,单机系列采用“,U”,型，制冷剂在管内能连续蒸发，蒸发更彻底，换热效率更高。由于采用“,U”,型，蒸发器中残留的冷冻油能更好地返回压缩机中。,整体换热管束可以从筒体内抽出，方便维修与清洗。,蒸发器,采用高效换热管。采用内螺纹微细肋管能使管内蒸发表面的传热系数增加3倍左右，传热的增强明显大于压降的增加，其内表面积与相同内径的光管相比达1.5以上，换热管单位长度的重量增加的很少。,采用朔化隔板，密封翼设计，增加与筒体的密封度，减少水侧“短流”现象发生。,独特的分流器设计，保证冷媒供液分配均匀,蒸发器,进水,出水,制冷剂 进口,制冷剂出口,内螺纹高效换热铜管,高,传热效率涡旋状内螺纹铜管，增加换热面积和制冷剂扰动，提高换热效果,根据吸气过热度，控制蒸发器流量；,调节范围广，稳定性好，适用不同工况,。,感温包,冷凝器供液,热力膨胀阀,蒸发器进液,节流阀-热力膨胀阀,除去系统中的杂质、水分和酸分，防止系统部件被腐蚀，保证系统正常运行，且非常容易更换滤芯。,干燥过滤器,制冷系统管路附件,-,视液镜,监视系统视液镜中的制冷剂液体有无水分和闪发气泡。,人机界面,-,液晶显示器,指示灯,4,行,32,字显示,PLC,液晶显示屏,功能按键,冷却水进水温度,冷却水出水温度,冷冻水进水温度,冷冻水出水温度,故障即时报警,复位,控制器,-,单片机,16,位微处理器。,多种控制参数可设，适应性强。,对于多压机机组采用均衡算法，使压缩机均衡磨损，延长机组实用寿命。,合理的配置，高性价比，容易实现多台联控。螺杆机最多,4,台联控。,通过,EMC,电磁兼容等测试。,运行环境,-1070,。,远程控制,通讯协议,通过,GSM,调制解调器，接收，发送,SMS,信息；,通过,MODBUS,BACnet,，,Johnson METASYS,等通讯协议，纳入楼宇自 控系统。,全部热回收机组,合肥通用所设计建造；,自动化、全工况模拟测试；,自动化、精确掌控压缩机运转状态，机组100%出厂性能测试，确保稳定品质,机组性能试验室,水,/,地源热泵机组,（,R22,）运行工况,运行状态,使用侧进,/,出水温度,热源侧进水,/,出水温度,水环式,地下水式,地下环路式,制冷运行,名义制冷,12/7,30/35,18/29,25/30,变工况运行,12-30,20-40,10-25,10-40,制热运行,名义制热,40/45,20/9,15/7,10/5,变工况运行,15-50,15-30,10-25,-5-25,水,/,地源热泵机组,（,R134a,）运行工况,运行状态,使用侧进,/,出水温度,热源侧进水,/,出水温度,水环式,地下水式,地下环路式,制冷运行,名义制冷,12/7,30/35,18/29,25/30,变工况运行,12-30,20-40,10-25,10-40,制热运行,名义制热,50/55,20/9,15/7,10/5,变工况运行,15-50,15-30,10-25,-5-25,2010 Lotus CO.,LTD,Marketing Dept.,