7KW分體式水源熱泵空調(diào)機組設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件,所見所得,電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
本科畢業(yè)設(shè)計(論文) 題 目 7kW分體式水源熱泵 空調(diào)機組 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 院 (系) 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時間 7kW分體式水源熱泵空調(diào)機組摘 要本文分析了水源熱泵空調(diào)機組的發(fā)展前景和節(jié)能方面的優(yōu)勢。主要介紹了的水源熱泵空調(diào)機組設(shè)計思路及主要零部件的設(shè)計計算與選擇計算方法,分析制冷劑選用原則及限制條件并確定R134a為制冷劑,綜合考慮了各種壓縮機的性能特點并確定了合適的壓縮機,并詳細介紹了熱力計算、蒸發(fā)器的設(shè)計計算、冷凝器的設(shè)計計算、水箱的尺寸計算、隔熱計算、節(jié)流機構(gòu)的選擇計算和一些其他零部件的選擇計算的過程。分析了水源熱泵空調(diào)機組的組成結(jié)構(gòu),論證了水源熱泵的節(jié)能原理,根據(jù)水源熱泵的技術(shù)特點,討論了其在節(jié)能環(huán)保方面的巨大優(yōu)越性。結(jié)合工程實際開發(fā)了不同類型的水源熱泵,對水源熱泵系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計。此類水源熱泵空調(diào)在工程應(yīng)用中取得了良好的效果。關(guān)鍵詞 水源熱泵空調(diào)/制冷劑/壓縮機/空調(diào)系統(tǒng)7kW SEPARATED TYPE WATER-SOURCEHEAT PUMP AIRCONDITION UNITABSTRACTThis paper analyzes the side of water-source heat pump air conditioning unit and the prospects for energy-efficient heat pump water heaters in the world. Introduced the water-source heat pump air conditioning unit design ideas and the main parts of the design and selection method Analysis of refrigerant selection principles and the conditions and restrictions to determine with R134a refrigerant; comprehensive account of the various performance characteristics of the compressor and to identify a suitable compressor; and gave details of thermodynamic calculation, evaporator design, the design of the condenser, the size of water tanks, insulation, the choice of cutting expenditure calculated and other parts of the process to choose. Design on the types of water source heat pumps and the scale of space heating is obtained. Measurement scare shown that the heating system using geothermal heat pump is more economic than that using gas boiler.KEYWORDS water-source heat pump air condition,refrigerants, compressor, air-conditioning system在此處鍵入7KW分體式水源熱泵空調(diào)機組目 錄中文摘要英文摘要1 緒論11.1 水源熱泵技術(shù)發(fā)展背景11.2 水源熱泵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀21.3水源熱泵技術(shù)工作原理31.4水源熱泵技術(shù)優(yōu)勢41.5水源熱泵技術(shù)的局限性52 方案論證與選擇62.1循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計62.2 制冷劑的選用62.2.1 制冷劑分類62.2.2 制冷劑選用原則72.2.3 制冷劑選用結(jié)果82.2.3 R134a的性質(zhì)82.3 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成82.3.1 水源熱泵技術(shù)的工作流程92.3.2 系統(tǒng)運行原理102.4 熱泵性能分析102.4.1 熱泵的經(jīng)濟性分析102.4.2 冷熱源分析比較112.4.3 方案選擇122.5 壓縮機選型132.5.1 壓縮機種類比較132.5.2 斡旋壓縮機的特點132.5.3 選擇壓縮機142.6 冷凝器選型論證152.7 蒸發(fā)器選型論證162.7.1 蒸發(fā)操作的分類162.8 節(jié)流機構(gòu)的選擇182.8.1 常用節(jié)流機構(gòu)182.8.2 熱力膨脹閥的種類192.8.3 熱力膨脹閥的選用202.9 設(shè)計工況要求203 設(shè)計計算213.1 理論循環(huán)計算213.2 冷凝器的計算233.2.1 冷凝器傳熱管的選擇及參數(shù)計算233.2.2 冷凝器熱負荷及冷卻水流量253.2.3 傳熱計算253.2.4 所需傳熱面積263.2.5 外套管選取273.3 蒸發(fā)器的設(shè)計計算273.3.1 套管蒸發(fā)器傳熱管的選擇及參數(shù)計算273.3.2 確定管內(nèi)根數(shù)293.3.3 蒸發(fā)器整體結(jié)構(gòu)323.4 節(jié)流機構(gòu)計算323.4.1 熱力膨脹閥的選型計算323.4.2 熱力膨脹閥選配333.4.3 熱力膨脹閥的安裝353.5 水箱參數(shù)計算及隔熱要求353.5.1 幾何參數(shù)計算353.5.2 隔熱要求及計算374 輔助設(shè)備的設(shè)計計算394.1 四通換向閥394.4.1 四通換向閥的作用394.4.2 四通換向閥的構(gòu)成404.4.3 四通換向閥的工作原理404.2 油過濾器424.3 中間冷卻器434.4 單向閥444.5 壓力控制器選擇454.6 溫度控制儀選擇454.7 分流器464.8 截止閥464.9 視液鏡474.10干燥過濾器48結(jié) 論50致 謝52參考文獻5331 緒論1.1 水源熱泵技術(shù)發(fā)展背景隨著可持續(xù)發(fā)展和公眾環(huán)保意識的提高,世界和中國的能源利用結(jié)構(gòu)都正在轉(zhuǎn)變,由原有的煤、石油取暖過渡到了以天然氣及電等清潔能源的取暖方式。雖然將以煤為主改為以天然氣和電力等替代能源,但是替代能源盡管可以部分解決大氣污染的問題,可是天然氣和石油等都屬于不可再生的能源,從可持續(xù)發(fā)展的角度看,必須提高能源利用效率或者尋找可以再生的能源。此時具有經(jīng)濟、節(jié)能、環(huán)保等多方面優(yōu)勢的水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)運而生,彌補了中國傳統(tǒng)的供暖空調(diào)方式存在的問題,逐漸取代了傳統(tǒng)的采暖空調(diào)模式1。水源熱泵是既可供熱又可供冷的高效建筑節(jié)能技術(shù),能有效節(jié)省能源、減少大氣污染及溫室氣體CO2排放。水源熱泵可采用多種形式的冷熱源,如利用地球表面(土壤)或淺層水源(如地下淺層水、河水、湖泊和海水等),或者人工再生水源(工業(yè)廢水、廢氣等),既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)5。與鍋爐(電、燃料)和空氣源熱泵的供熱系統(tǒng)相比,水源熱泵具明顯的優(yōu)勢。鍋爐供熱只能將90%98%的電能或7090%的燃料內(nèi)能轉(zhuǎn)化為熱量,供用戶使用,因此地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能,比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量;由于水源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定,一般為1025,其制冷、制熱系數(shù)可達3.54.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比,要高出40%左右,其運行費用為普通中央空調(diào)的50602。1.2 水源熱泵技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)在地表水源熱泵方面的應(yīng)用才剛剛開始?,F(xiàn)在利用海水和湖水的熱泵都有應(yīng)用,隨著上海 2010 世博會的工程開工,利用黃浦江水作為冷熱源的熱泵項目也開始了建設(shè)使用。目前我國應(yīng)用海水源熱泵的項目有:青島東部開發(fā)區(qū)和高科技工業(yè)園區(qū)采用了大型海水熱源熱泵供熱; 2008 年奧帆賽配套項目 4000M 的奧帆媒體中心也已經(jīng)確定采用海水源熱泵技術(shù);目前青島市正在進行規(guī)劃,準(zhǔn)備在沿海一帶實行海水供熱供冷,取代鍋爐; 在山東,湖南等地,也有湖水源熱泵應(yīng)用的先例。我國對于水源熱泵的研究起步比較晚,但是發(fā)展速度很快。20 世紀 50 年代,就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷,天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授開展了我國熱泵的最早研究,1965 年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵空調(diào)機。中國水源熱泵的研究和應(yīng)用才剛剛起步,與國外相比,在熱泵機組的優(yōu)化設(shè)計、 產(chǎn)品質(zhì)量和工程技術(shù)上還存在著較大差距,地表水熱泵系統(tǒng)更是如此。目前國內(nèi)對于開式地表水源熱泵的研究還是很有限。尤其,是在技術(shù)前沿的研究更有待做出更加深入研究3。1.2.2 國外發(fā)展現(xiàn)狀國外水源熱泵研究分屬于兩種熱泵系統(tǒng):一種為源熱泵,一種為海水熱泵。其中源熱泵真正意義商業(yè)應(yīng)用也近十幾年歷史,但發(fā)展相當(dāng)迅速。如美國,截止1985年全國共有4000臺源熱泵,而1997年就安裝了45000臺,到目前為止已安裝了400000臺,每年以10速度穩(wěn)步增長。1998年美國商業(yè)建筑中源熱泵系統(tǒng)已占空調(diào)總保有量9,其中新建筑中占30。美國源熱泵工業(yè)已經(jīng)成立了由美國能源環(huán)境研究中心(Energy & Environmental Research Center)、美國下水資源聯(lián)合會(National Ground Water Association)、愛迪生電力研究所(Edison Electric Institute)及眾多源熱泵制造設(shè)計銷售公司以及政府機構(gòu)和建筑商等46家成員組成美國源熱泵協(xié)會,該協(xié)會近年中將投入一億美元從事開發(fā)、研究和推廣工作。美國計劃到200年達到每年安裝40萬臺源熱泵目標(biāo),其中,水源熱泵占5,屆時將降低溫室氣體排放百萬噸,相當(dāng)于減少50萬輛汽車污染物排放或種植樹百萬英畝,年節(jié)約能源費用達4.2億美元,此后,每年節(jié)約能源費用再增加0.7億美元4。與美國源熱泵發(fā)展有所不同,中、北歐如瑞典、瑞士、奧利、德國等國家主要利用淺層熱資源,下土壤埋盤管(埋深 2 L/ min) 上的空白; (4)提高對渦旋式空壓機的加工工藝,保證壓縮機性能和品質(zhì); (5)增強渦旋式空壓機的市場競爭力,在保證性能和品質(zhì)的基礎(chǔ)上降低生產(chǎn)成本、運行成本,從而降低產(chǎn)品價格,并實現(xiàn)大批量生產(chǎn)。 2.5.3 選擇壓縮機表2-3 ZB26KQE-PFJ全封閉渦旋壓縮機參數(shù)制冷量W輸入功率kW220V時電流ACOPW/W排量cm3/rev74001.7710.0336299排量m3/h潤滑油充注c殘留濕度mg凈重工質(zhì)13.11.51528R134a按本設(shè)計的要求和設(shè)計計算得出的一些數(shù)據(jù),可以選用ZB26KQE-PFJ全封閉渦旋壓縮機,經(jīng)過查艾默生谷輪壓縮機系列,可知ZB26KQE-PFJ的額定工況為:頻率50HZ,蒸發(fā)溫度4,冷凝溫度45,過冷度5,過熱度10。表2-4 壓縮機工作工況ZB26KQ E-PFJ壓縮機制冷劑R134a頻率50Hz標(biāo)準(zhǔn)額定工況蒸發(fā)溫度4 冷凝溫度45 過冷度5K過熱度10K2.6 冷凝器選型論證(1) 冷凝器是制冷裝置的主要設(shè)備之一。它的主要任務(wù)是將壓縮機排出的高壓過熱制冷劑蒸汽,通過向環(huán)境介質(zhì)放出熱量而被冷卻、冷凝成為飽和液體,甚至過冷液體。水源熱泵比較適合采用水冷冷凝器,水冷式冷凝器的特點是傳熱效率較高、結(jié)構(gòu)較緊湊,適用于大、中、小型各類制冷裝置。采用水冷冷凝器時,需設(shè)置冷卻水系統(tǒng),水側(cè)會產(chǎn)生結(jié)垢,需定期清洗。水冷冷凝器結(jié)構(gòu)型式最多,可分殼管式、板翅式、板片式、螺旋板式、套管式、殼盤管式、淋激式等。其中殼管式體積較大、重量也較重,但其耐壓較高、設(shè)計較容易、制造技術(shù)成熟、目前應(yīng)用最廣泛。板翅式通常為鋁全釬焊結(jié)構(gòu),其傳熱系數(shù)較高、體積最小、重量最輕,作為冷凝器時耐壓為1.61.8MPa ,設(shè)計較復(fù)雜、制造成本較高、不易清除水垢。板片式通常為不銹鋼全釬焊結(jié)構(gòu),其傳熱系數(shù)最高、體積較小、重量較輕,耐壓為2.83.2MPa ,設(shè)計復(fù)雜、制造成本最高、水垢可以化學(xué)清洗,由于其可以大幅減小制冷機的體積和重量,目前已大規(guī)模應(yīng)用16。螺旋板式耐壓較低,應(yīng)用較少。套管式與殼盤管式體積大、重量重,僅適合用于小型制冷系統(tǒng),正逐步被風(fēng)冷式冷凝器取代。淋激式體積大、重量也大、傳熱系數(shù)低、水垢結(jié)在管外難以清洗,目前已被淘汰15。(2)制冷劑的蒸氣從上方進入內(nèi)外管之間的空腔,在內(nèi)管外表面上冷凝,液體在外管底部依次下流,從下端流入貯液器中。冷卻水從冷凝器的下方進入,依次經(jīng)過各排內(nèi)管從上部流出,與制冷劑呈逆流方式。這種冷凝器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,便于制造,且因系單管冷凝,介質(zhì)流動方向相反,故傳熱效果好,當(dāng)水流速為12m/s時傳熱系數(shù)可達800kcal/(m2/h)。套管式冷凝器結(jié)構(gòu)如圖2-3所示。圖2-3 套管式冷凝器結(jié)構(gòu)圖其缺點是金屬消耗量大,而且當(dāng)縱向管數(shù)較多時,下部的管子充有較多的液體,使傳熱面積不能充分利用。另外緊湊性差,清洗困難,并需大量連接彎頭。因此,這種冷凝器在氨制冷裝置中已很少應(yīng)用。對于小型氟利昂空調(diào)機組仍廣泛使用套管式冷凝器。2.7 蒸發(fā)器選型論證蒸發(fā)器的作用是將制冷劑液體氣化成為蒸氣,其作用是將低壓制冷劑液體與低溫?zé)嵩催M行熱交換。蒸發(fā)器是吸收熱量,為被冷卻對象提供冷量的設(shè)備。2.7.1蒸發(fā)操作的分類(1)按蒸發(fā)方式分: 1)自然蒸發(fā)。即溶液在低于沸點溫度下蒸發(fā),如海水曬鹽,這種情況下,因溶劑僅在溶液表面汽化,溶劑汽化速率低。 2)沸騰蒸發(fā)。將溶液加熱至沸點,使之在沸騰狀態(tài)下蒸發(fā)。工業(yè)上的蒸發(fā)操作基本上皆是此類。 (2)按加熱方式分1)直接熱源加熱。它是將燃料與空氣混合,使其燃燒產(chǎn)生的高溫火焰和煙氣經(jīng)噴嘴直接噴入被蒸發(fā)的溶液中來加熱溶液、使溶劑汽化的蒸發(fā)過程。2)間接熱源加熱。容器間壁傳給被蒸發(fā)的溶液。即在間壁式換熱器中進行的傳熱過程。(3)按操作壓力分 可分為常壓、加壓和減壓(真空)蒸發(fā)操作。很顯然,對于熱敏性物料,如抗生素溶液、果汁等應(yīng)在減壓下進行。而高粘度物料就應(yīng)采用加壓高溫?zé)嵩醇訜幔ㄈ鐚?dǎo)熱油、熔鹽等)進行蒸發(fā)。(4)按效數(shù)分 可分為單效與多效蒸發(fā)。若蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽直接冷凝不再利用,稱為單效蒸發(fā)。若將二次蒸汽作為下一效加熱蒸汽,并將多個蒸發(fā)器串聯(lián),此蒸發(fā)過程即為多效蒸發(fā)。蒸發(fā)器按其供液方式不同,有滿液式、干式、循環(huán)式和噴淋式等。干式蒸發(fā)器是一種制冷劑液體在傳熱管內(nèi)能夠完全汽化的蒸發(fā)器。其傳熱管外側(cè)的被冷卻介質(zhì)只載冷劑(水),制冷劑則在管內(nèi)吸熱蒸發(fā),其流量約為傳熱管內(nèi)容積20%30%。增加制冷劑的質(zhì)量流量,可增加制冷劑液體在管內(nèi)的濕潤面積。同時其進出口處的壓差隨流動阻力增大而增加,以至使制冷系數(shù)降低。滿液式蒸發(fā)器的優(yōu)點為:制冷劑蒸發(fā)換熱系數(shù)較大,制冷劑蒸發(fā)沿程阻力系數(shù)極小。滿液式蒸發(fā)器的缺點為:1) 制冷劑充注量極大; 2) 容易凍結(jié);3) 靜液柱影響較大; 4) 不易回油;5) 殼體內(nèi)存在自由液面,不能用于車船; 6) 重量大,成本高。干式蒸發(fā)器克服了滿液式蒸發(fā)器的部分缺點,其優(yōu)點為:1) 制冷劑充注量小;2) 載冷劑在管外流動,不易凍結(jié),凍結(jié)后不易損壞傳熱管;3) 容易回油,制冷劑與潤滑油不分離,無需從下部回油;4) 不存在制冷劑自由液面,可用于車船;5) 幾乎沒有靜液柱影響。干式蒸發(fā)器的缺點為:1) 制冷劑在換熱面上的浸潤面積小,使得平均蒸發(fā)換熱系數(shù)較小,在同樣制冷量的條件下,干式蒸發(fā)器的換熱面積比滿液式的大;2) 由于制冷劑在管內(nèi)蒸發(fā),且需轉(zhuǎn)向,制冷劑蒸發(fā)沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)均較大;3) 重量大,制造成本高;4) 制冷劑易由封頭與管板之間的密封墊處泄漏16。2.8 節(jié)流機構(gòu)的選擇節(jié)流機構(gòu)在整個熱力循環(huán)計算中起著重要作用,將制冷劑降壓并調(diào)節(jié)制冷劑的循環(huán)流量。由于節(jié)流機構(gòu)的作用,制冷劑壓力由冷凝壓力下降到蒸發(fā)壓力,維持冷凝和蒸發(fā)所需的壓力條件;并使制冷劑流量受到限制,與壓縮機輸氣量相平衡。2.8.1常用節(jié)流機構(gòu)(1)手動節(jié)流閥:手動節(jié)流閥是所有膨脹閥的原型和基礎(chǔ),通常用于試驗用制冷裝置、作為其他節(jié)流機構(gòu)的備用件、制冷裝置定型實驗等;(2)浮球閥:浮球閥是利用液位控制通斷和流量的節(jié)流機構(gòu),適用于設(shè)置具有自由液面容器的系統(tǒng);(3)熱力膨脹閥:熱力膨脹閥是利用蒸發(fā)器出口處制冷劑過熱度來控制通斷和流量的節(jié)流機構(gòu),適用于各種系統(tǒng)。(4)熱電膨脹閥:熱電膨脹閥是利用蒸發(fā)器出口處制冷劑過熱度來控制通斷和流量,適用于各種系統(tǒng)。(5)電子膨脹閥:電子膨脹閥有電磁式和電動式兩類,利用蒸發(fā)器出口處制冷劑過熱度來控制通斷和流量,需與單片機控制系統(tǒng)配套,適用于各種系統(tǒng)。(6)毛細管:制冷劑在毛細管內(nèi)的膨脹過程,是流體在等截面管道中有摩擦的、有或無熱交換的流動過程。毛細管是不可調(diào)節(jié)的節(jié)流機構(gòu),當(dāng)工況發(fā)生變化時,制冷劑流量無法相應(yīng)進行調(diào)節(jié)??紤]到本系統(tǒng)的成本及實際需用,在此采用熱力膨脹閥17。2.8.2 熱力膨脹閥的種類(1)熱力膨脹閥按照平衡方式不同,分內(nèi)平衡式和外平衡式;外平衡式熱力膨脹閥分F型和H型兩種結(jié)構(gòu)型式。(2)內(nèi)平衡式膨脹閥結(jié)構(gòu)和工作原理:圖2-4 內(nèi)平衡式F型熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)圖內(nèi)平衡式F型熱力膨脹閥結(jié)構(gòu)圖。感溫包內(nèi)充注制冷劑,放置在蒸發(fā)器出口管道上,感溫包和膜片上部通過毛細管相連,感受蒸發(fā)器出口制冷劑溫度,膜片下面感受到的是蒸發(fā)器入口壓力。如果空調(diào)負荷增加,液壓制冷劑在蒸發(fā)器提前蒸發(fā)完畢,則蒸發(fā)器出口制冷劑溫度將升高,膜片上壓力增大,推動閥桿使膨脹閥開度增大,進入到蒸發(fā)器中的制冷劑流量增加,制冷量增大;如果空調(diào)負荷減小,則蒸發(fā)器出口制冷劑溫度減小,以同樣的作用原理使得閥開度減小,從而控制制冷劑的流量。(3)外平衡式膨脹閥結(jié)構(gòu)和工作原理:圖2-5 膜片下面承受蒸發(fā)器出口壓力外平衡式膨脹閥與平衡式膨脹閥原理基本相同,區(qū)別是:內(nèi)平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發(fā)器入口壓力;而外平衡式膨脹閥膜片下面感受到的是蒸發(fā)器出口壓力。2.8.3熱力膨脹閥的選用熱力膨脹閥的制冷量應(yīng)與壓縮機的制冷量相匹配。如果熱力膨脹閥的制冷量較壓縮機的制冷量小的多,會造成工作時熱力膨脹閥始終全開,但制冷劑流量仍小于系統(tǒng)設(shè)計流量,系統(tǒng)的自平衡特性會使冷凝壓力上升,蒸發(fā)壓力下降,在新的條件下達到新的平衡,其結(jié)果是制冷量與性能系數(shù)均下降。如熱力膨脹閥的制冷量較壓縮機的制冷量大的多,會造成工作后制冷劑流量過大,蒸發(fā)器出口處制冷劑過熱度過小或沒有過熱度,導(dǎo)致閥關(guān)閉且存在液擊的可能;過一段時間后蒸發(fā)器中制冷劑量減少,過熱度增大,閥重新開啟但流量又過大,導(dǎo)致過熱度過小或沒有過熱度;如此反復(fù)振蕩,易造成系統(tǒng)工作的不穩(wěn)定。一般來說,在實際工作工況下,熱力膨脹閥制冷量應(yīng)是壓縮機制冷量的1.051.25倍。在此,針對本系統(tǒng)采取熱力膨脹閥制冷量是壓縮機制冷量的1.25倍18。2.9 設(shè)計工況要求(1)制冷工況進水溫度:12;循環(huán)回水溫度7,過熱度t0=10,過冷度tk=5 制冷劑:R134a 壓縮機:ZB26KQE-PFJ全封閉渦旋壓縮機1臺 蒸發(fā)溫度4,冷凝溫度45冷凝器:采用套管式冷凝器16mm1.5mm 管 蒸發(fā)器:采用套管式蒸發(fā)器19mm1.5mm 管 (2)制熱工況進水溫度40;出水溫度45,蒸發(fā)溫度4,冷凝溫度45,環(huán)境干球溫度7,環(huán)境濕球溫度6。3 設(shè)計計算3.1 理論循環(huán)計算 制冷工況下循環(huán)的性能指標(biāo)計算(1) 作出lgP-h圖,并標(biāo)出相應(yīng)的狀態(tài)點: 表3-1 各點數(shù)值 ptvhs點KPal/kgkJ/kgkJ/kgK13381061.93405.291.7407 21160 0.0192438.251.76062s116053.97 431.661.74073116045 263.90 4116044.7 416.95 0點表示飽和蒸汽,1點表示過熱蒸氣,12表示制冷劑在壓縮機中的等熵壓縮過程,234表示制冷劑在冷凝器中的冷卻和冷凝過程,45表示節(jié)流過程,制冷劑在節(jié)流中壓力和濕度都降低,但焓值保持不變,且進入兩相區(qū)。51表示制冷劑在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程,這里采用R134a制冷工質(zhì)17 。 (2)通過查各種制冷劑壓焓圖軟件,理論循環(huán)中各種點的狀態(tài)參數(shù)并列上表。(3)計算性能指標(biāo)1)單位質(zhì)量制冷量 (3-1)2)單位理論功 (3-2)3)單位容積制冷量 (3-3)圖 3-1 理論循環(huán)在lgPh圖上的表示4) 制冷劑質(zhì)量流量 (3-4)5) 壓縮機的實際輸氣量 (3-5)壓縮機理論輸氣量 (3-6)6) 壓縮機指示效率,=0.75理論功率 (3-7)指示功率 (3-8)壓縮機的軸功率為 (3-9)7)冷凝器熱負荷的計算由狀態(tài)點2的焓值計算式得: 式中,為壓縮機的只是效率,它被定義為等熵壓縮過程耗功量與實際壓縮過程耗功量之比。由上式得: (3-10)故 (3-11)3.2 冷凝器的計算3.2.1 冷凝器傳熱管的選擇及參數(shù)計算1)冷凝溫度:45 2)冷卻水進水溫度:30 3)出水溫度:38 圖 3-2冷凝器示意圖選用套管式冷凝器,選用16mm1.5mm的紫銅管軋制的低翅片管為內(nèi)管,且選用如下表中的所示1號管其管型結(jié)構(gòu)參數(shù)如下:翅節(jié)距、翅厚、翅高h=1.5mm、管內(nèi)徑、翅根管面外徑、翅頂直徑。表3-2低翅片主要參數(shù)序號坯管規(guī)格11.250.2231.51112.8615.8621.50.351.5111316每米管長肋片面積 (3-12)單位管長肋頂面積 (3-13)單位管長肋間基管面積(3-14)單位管長肋片面積 (3-15)單位管長外面積 (3-16)冷卻水的定性溫度 (3-17)對數(shù)平均溫差 (3-18)3.2.2 冷凝器熱負荷及冷卻水流量冷凝熱負荷=8.7392kW (3-19)查水的物性表可知,水在34攝氏度時,密度=994.43kg/m3,比定壓熱容cp=4179J/(kgK)。則冷卻水體積流量 (3-20)選取管內(nèi)水速 =2.6m/s 選取管內(nèi)冷卻水污垢系數(shù)根據(jù)所選管型di=11mm及管內(nèi)水速=2.6m/s,則所需內(nèi)管根數(shù),取1根 (3-21)3.2.3 傳熱計算先計算水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),水在時,運動粘度,因為 (3-22)則說明水在管內(nèi)為湍流先計算水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),選取盤管的曲率半徑R=125mm側(cè)盤管水側(cè)換熱修正系數(shù): (3-23)查表得:R134a在時物性集合系數(shù)B=1386 查表得:1號管增強系數(shù) 套管間R134a冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)由下式計算得 (3-24)取純銅熱導(dǎo)率 將有關(guān)各值代入傳熱方程組式得 (3-25) (3-26)上式中單位為,單位為。聯(lián)立方程,解得當(dāng)時,分別為13960W/ 和13962.3 W/ 取=13960W/。3.2.4 所需傳熱面積則冷凝器所需傳熱面積 (3-19)所需單根翅片管有效長度為 (3-20)盤管的曲率半徑為125mm,周長為0.39m,所以套管換熱器盤6.1圈鄭州輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)學(xué)生自查表(中期教學(xué)檢查用)學(xué)生姓名專業(yè)熱能與動力工程班級指導(dǎo)教師姓 名課題名稱7 kw分體式水源熱泵空調(diào)機組個人作息時 間上午自 8 時至 11:30 時下午自 15 時至 18時晚上自 19:30 時至 21:00 時工作地點上午宿舍下午教室晚上教室個人精力實際投入日平均工作時數(shù)8 h周平均工作時數(shù)6h迄今缺席天數(shù)3天出勤率%95%指導(dǎo)教師每周指導(dǎo)次數(shù)3次每周指導(dǎo)時間(小時)8h備注無畢業(yè)設(shè)計(論文)工作進度已完成的主要內(nèi)容%待完成的主要內(nèi)容% 1.初步確定制冷系統(tǒng)方案 2.空調(diào)系統(tǒng)的熱力計算 3.冷凝器的設(shè)計計算 4.蒸發(fā)器的設(shè)計計算 451.該制冷系統(tǒng)圖的系統(tǒng)的設(shè)計2.管路及輔助設(shè)備的設(shè)計和選用3.繪制冷凝器,蒸發(fā)器等零部件圖,制冷系統(tǒng)圖的設(shè)計55存在問題1. 各理論知識點掌握得不夠扎實,使得設(shè)計速度不夠理想。2. 設(shè)計思路不夠明確,影響整體進度。3. 在設(shè)計的時候有些設(shè)計公式過于繁瑣理解,計算比較麻煩。有些參考系數(shù)需要深刻理解。 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書題目 7kW分體式水源熱泵空調(diào)機組設(shè)計 專業(yè) 學(xué)號 姓名 一、原始資料及技術(shù)條件1. 制熱工況:進水溫度40,出水溫度45;環(huán)境干球溫度7、環(huán)境濕球溫度62. 制冷工況:制冷量7 KW,進水溫度12,出水溫度7;環(huán)境溫度353. 控溫精度: 2 4. 電源: 220 V 50Hz5. 工質(zhì): HCFC類或HFC類二、主要內(nèi)容1. 設(shè)計計算:幾何參數(shù)計算、隔熱計算、負荷計算、熱水產(chǎn)量計算、循環(huán)熱力計算、壓縮機選擇計算及說明、冷凝器設(shè)計計算、蒸發(fā)器設(shè)計計算、輔助設(shè)備選擇計算、節(jié)流機構(gòu)選擇計算及說明。2. 零部件選擇:溫度控制儀選擇、壓力控制器選擇、其他零部件選擇。3. 設(shè)計圖樣:總裝圖、主要零部件圖、系統(tǒng)流程圖。三、基本要求1. 認真進行實習(xí)(調(diào)研)、完成實習(xí)(調(diào)研)報告。2. 閱讀文獻寫出文獻綜述。3. 按統(tǒng)一格式完成開題報告。4. 閱讀英文文獻,并譯成中文(不少于5000漢字)。5. 規(guī)范繪制圖樣,上機繪圖不少于三張A0圖。6. 英中文對照摘要,中文不少于400 字。7. 按統(tǒng)一格式編制設(shè)計說明書,不少于 30000字。8. 有全部設(shè)計的紙介質(zhì)文檔和電子文檔。四、主要參考資料1 吳業(yè)正主編小型制冷裝置設(shè)計指導(dǎo)M北京:機械工業(yè)出版社,20042 徐傳宙,時陽,湛清平編。制冷器具原理與技術(shù)M北京:中國輕工業(yè)出版社,1996.53 張祉祐,石秉三主編制冷及低溫技術(shù)M北京:機械工業(yè)出版社,19824 張祉祐主編制冷原理與設(shè)備M北京:機械工業(yè)出版社,19875 吳業(yè)正,韓寶琦制冷原理及設(shè)備(第2版) M西安:西安交通大學(xué)出版社,19976 鄭賢德主編制冷原理與裝置M北京:機械工業(yè)出版社,20017 陳光明主編制冷與低溫原理M北京:機械工業(yè)出版社,20008 王如竹等編制冷原理與技術(shù)M北京:科學(xué)出版社,20039 W.F.Stoecker & J.W.Jones 著;陳國邦等譯制冷與空調(diào)M北京:機械工業(yè)出版社,198710 蔣能照主編. 空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用M北京:機械工業(yè)出版社,199711 時 陽主編小型制冷與空調(diào)作業(yè)M北京:氣象出版社,200212 王少為,劉震炎,趙可可小型復(fù)合空調(diào)器的研制和實驗研究J制冷學(xué)報,2004(2)13 唐文濤,羅 剛,王瑞祥家用空氣源熱泵熱水器實驗研究J流體機械,2005,33(Z),53-5714 曹 鋒,馬 元,王 凱等R417a用于熱泵熱水器的試驗研究J流體機械,2005,33(Z),117-12015 李舒宏,武文斌,張小松多功能熱泵空調(diào)熱水器的實驗研究J流體機械,2005,33(9),48-5116 王 偉,金蘇敏,陳建中用于低溫環(huán)境下的雙級壓縮風(fēng)冷熱泵熱水器J流體機械,2005,33(9),62-6717 倪德良,俞善慶,杜云慶家用熱水器的能效應(yīng)用及發(fā)展對策J能源技術(shù),2004,25(4),171-17318 黃遜青家用空氣源熱泵熱水器制冷系統(tǒng)安全要求探討中國制冷學(xué)會2005年制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會,332-336完 成 期 限:指導(dǎo)教師簽章: 專業(yè)負責(zé)人簽章: 課題名稱7KW分體式水源熱泵空調(diào)機組設(shè)計課題來源自選課題類型A指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué) 號專 業(yè)熱能與動力工程開題報告內(nèi)容:(調(diào)研資料的準(zhǔn)備,設(shè)計的目的、要求、思路與預(yù)期成果;任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排;完成設(shè)計(論文)所具備的條件因素等。) 調(diào)研資料: 進入21世紀,人們對生活品質(zhì)要求不斷提高,住宅面積不斷擴大,家用空調(diào)器也向著舒適、節(jié)能、美觀的趨勢發(fā)展,普通房間空調(diào)器已經(jīng)不能很好地滿足市場需要。隨著全球氣候的極化發(fā)展,空調(diào)市場依然是巨大的,使得空調(diào)技術(shù)在不斷的提高,以達到人們對環(huán)境的要求;加之能源與環(huán)境問題的制約,也使得地源熱泵、水源熱泵等空調(diào)的發(fā)展趨勢如火如荼。其中以水源熱泵空調(diào)機組為例,水源熱泵空調(diào)機組既可制冷又能制熱,能滿足冬夏兩季節(jié)的要求而得到快速發(fā)展。其的新品種越來越多,性能也越來越優(yōu)良。隨著市場需要以及技術(shù)的進一步升級,水源熱泵空調(diào)正朝著節(jié)能化,智能化,美觀化,健康化的方向發(fā)展。 1.目的:本設(shè)計的主要目的:綜合運用大學(xué)期間所學(xué)過的專業(yè)知識,既是對學(xué)習(xí)內(nèi)容的回顧和鞏固,也是從課本知識到實踐的過渡,通過本次設(shè)計可以使自己對所學(xué)知識有更深入的認識,同時也為以后工作或科研打好基礎(chǔ),做好準(zhǔn)備。 2.要求: (1) 仔細閱讀任務(wù)書,明確設(shè)計對象。 (2) 查閱相關(guān)資料,了解最新進展。 (3)寫出實習(xí)考察總結(jié) (4)認真分析,確定設(shè)計方案 (5)做好設(shè)計步驟記錄工作 (6)規(guī)范繪制圖樣。 (7) 按統(tǒng)一格式編制設(shè)計說明書 (8) 有全部設(shè)計的紙介質(zhì)文檔和電子文檔 3.思路: 本設(shè)計主要設(shè)計20kW整體立式水源熱泵空調(diào)機組,故設(shè)計思路如下: 第一階段:查找課本和相關(guān)資料,選取最優(yōu)制冷循環(huán)方案 第二階段:根據(jù)制冷循環(huán)及任務(wù)書中的設(shè)計要求選取制冷循環(huán)所需的各個零部件型號大小 第三階段:進行熱力計算等主要部件的設(shè)計計算。 第四階段:復(fù)核并修改方案,最終完成設(shè)計任務(wù)。 4.預(yù)期: 按照設(shè)計要求完成設(shè)計任務(wù),并確保設(shè)計成果在同等條件下達到最優(yōu)設(shè)計。附表:開題報告表5.任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排: 設(shè)計時間有16周左右。安排如下: 第1-3周:英文文獻翻譯,文獻綜述,開題報告。 第4-6周:確定制冷循環(huán)方案,進行熱力計算,幾何參數(shù)計算。 第7周:負荷計算,熱水產(chǎn)量計算,泠凝器設(shè)計計算。 第8-10周:蒸發(fā)器設(shè)計計算,輔助設(shè)備設(shè)計計算,節(jié)流機構(gòu)設(shè)計計算 第11-12周:壓縮機設(shè)計計算,隔熱計算。 第13-14周:系統(tǒng)流程圖,主要零部件圖 第14-16周:總裝圖,資料整理,設(shè)計說明書。 指導(dǎo)教師簽名: 日期:課題類型:(1)A工程設(shè)計;B技術(shù)開發(fā);C軟件工程;D理論研究; (2)X真實課題;Y模擬課題;Z虛擬課題要 求:(1)、(2)均要填,如AY、BX等。文獻綜述題 目 分體式熱泵系統(tǒng)的可變 多區(qū)域試驗設(shè)施 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 學(xué) 號 院 (系) 指導(dǎo)老師 完成時間 淺談水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)缺點及其發(fā)展摘 要水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能),實現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移,具有很高的經(jīng)濟效益。因此水源熱泵是一種高效節(jié)能、經(jīng)濟環(huán)保、安全穩(wěn)定、冷暖兩用、運行靈活的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。本文簡要分析了水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢、發(fā)展現(xiàn)狀,以及該系統(tǒng)在發(fā)展中存在的問題,并且介紹了水源熱泵的技術(shù)特點;對我國近年來水源熱泵的發(fā)展動態(tài)以及研究現(xiàn)狀進行了重點論述,并指出目前我國水源熱泵研究和應(yīng)用兩方面中存在的不足之處。另外,隨著科技的快速進步,水源熱泵也發(fā)展成了各種各樣的類型,以滿足人們的不同要求。關(guān)鍵詞 水源熱泵;優(yōu)缺點;節(jié)能優(yōu)勢;熱泵市場;發(fā)展0 引言水源熱泵是既可供熱又可供冷的高效建筑節(jié)能技術(shù),能有效節(jié)省能源、減少大氣污染及溫室氣體CO2排放。水源熱泵可采用多種形式的冷熱源,既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。降低空調(diào)系統(tǒng)能耗已經(jīng)成為我國節(jié)能減排工作的一個重要方向。水源熱泵技術(shù)以地下水、地表水等水源作為熱源或熱匯,具有制冷和制熱能效較高、運行穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點,因而得到了一定規(guī)模的應(yīng)用。而且隨著我國節(jié)能減排壓力日益增大,以利用可再生能源進行建筑空調(diào)、供暖的水源熱泵技術(shù)必將會得到更大規(guī)模的推廣應(yīng)用1。如何合理地利用不同形式的能源,特別是可再生能源,以滿足日益增長的建筑耗能需求,成為擺在我們面前亟待解決的問題。水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。這符合當(dāng)今社會節(jié)能環(huán)保的要求,提高能源利用率,最大限度的利用有限的能源創(chuàng)造更大的價值是當(dāng)前研究的熱點。把握好分體式水源熱泵空調(diào)機組的優(yōu)缺點及發(fā)展前景也是尤為重要的。1 水源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點1.1 適用范圍水源熱泵的工作原理水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是替代傳統(tǒng)采暖與制冷方式的熱泵型專用機組。受能源、特別是一次性能源與環(huán)保的限制,傳統(tǒng)的燃油、燃煤中央空調(diào)方式將逐步受到制約。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用一定溫度的水源作為低位熱源,消耗電能,將低位熱源“水”中的熱量轉(zhuǎn)移到需要加熱或升溫的地方(如室內(nèi)采暖系統(tǒng));同時還可以將室內(nèi)或降溫過程的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源“水”中,達到降溫或制冷的目的。一臺機組,既能制冷,又能制熱。如圖1為水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)原理圖。圖1 原理圖機組工作的具體過程:在制冷狀態(tài),系統(tǒng)水通過蒸發(fā)器被制冷,能量被轉(zhuǎn)移到冷凝器,通過熱交換將被利用的熱源帶到地下、江河、湖泊之中;在制熱狀態(tài),蒸發(fā)器吸收所有熱源中的熱量,將熱量轉(zhuǎn)移到冷凝器,以加熱系統(tǒng)循環(huán)水,達到制熱的目的。換句話說:水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是同一臺機組,利用不同工況下的兩個過程:即制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)來滿足冷熱的需求2。1.2 典型工程實例簡介某空調(diào)系統(tǒng)機組選用兩臺型號為LSBLGR290,一臺型號為LSBLGR190機組,末端采用風(fēng)機盤管。通過機組采用熱泵技術(shù),把地下水中的能量收集起來,經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換,制冷時提供出口溫度為712冷水,供熱時提供出口溫度為4550熱水,最高可達50 。夏季使室溫控制在25以下,冬季使室溫保持在1625,同時可供42衛(wèi)生熱水,集供熱、制冷、供熱水為一體。該空調(diào)系統(tǒng)為水源熱泵系統(tǒng)中典型的水水系統(tǒng),直接以地下井水為熱源,達到節(jié)能的目的。運行過程中,根據(jù)實際需要,夏季一般開一臺型號為LSBLGR290和一臺型號為LSBLGR190機組,冬季則三臺機組(即兩臺LSBLGR290、一臺LSBLGR190)全開。機組的開啟完全自動化,依靠循環(huán)水溫來實現(xiàn)開啟的自動控制。設(shè)有獨立的機房,機房平面布置如圖2所示。該空調(diào)系統(tǒng)水源為兩個井深均為180m,井的直徑為320mm,潛水泵流量為90m3/h,深為60m,由兩臺流量分別為30m3/h和60m3/h水泵從水池抽水供給整個系統(tǒng),其中一口井為供水井,另一口為回灌井,兩口井可以交替使用。圖2 機房平面圖1.3 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點1.3.1 屬可再生能源利用水源熱泵技術(shù)是利用了地球水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,進行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體,包括地下水或河流、地表部分的河流、湖泊以及海洋3。地表土壤和水體不僅是一個巨大的太陽能集熱器,收集了47的太陽輻射能量,比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接地接受太陽輻射能量),而且是一個巨大的動態(tài)能量平衡系統(tǒng),地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對的均衡。這使得利用儲存于其中的近乎無限的太陽能或地?zé)崮艹蔀榭赡?。所以說,水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)4。1.3.2 高效節(jié)能據(jù)美國環(huán)保署EPA估計,設(shè)計安裝良好的水源熱泵系統(tǒng),平均來說可以節(jié)約用戶3040的供熱制冷空調(diào)的運行費用。與鍋爐房供熱系統(tǒng)相比,其節(jié)能效果為26,減少向城市的排熱量約為74。1.3.3 運行穩(wěn)定可靠水體的溫度一年四季相對穩(wěn)定,其波動的范圍遠遠小于空氣的變動。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源,水體溫度較恒定的特性,使得熱泵機組運行更可靠、穩(wěn)定,也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點問題。1.3.4 環(huán)境效益顯著水源熱泵使用電能,電能本身為一種清潔的能源,但在發(fā)電時,消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計良好的水源熱泵機組的電力消耗,與空氣源熱泵相比,可以減少30以上,與電供暖相比,減少達70以上。水源熱泵技術(shù)采用的制冷劑,可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代工質(zhì)5。水源熱泵機組的運行沒有任何污染,可以建造在居民區(qū)內(nèi),沒有燃燒,沒有排煙,也沒有廢棄物,不需要堆放燃料廢物的場地,且不用遠距離輸送熱量。1.3.5 一機多用,應(yīng)用范圍廣水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào),還可供生活熱水,一機多用,一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物,水源熱泵有著明顯的優(yōu)點。不僅節(jié)省了大量能源,而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱和供冷的要求,減少了設(shè)備的初投資。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場、辦公樓、學(xué)校等建筑,小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)6。1.3.6 自動運行水源熱泵機組由于工況穩(wěn)定,所以可以設(shè)計簡單的系統(tǒng),部件較少,機組運行可靠,維護費用低;自動控制程度高,使用壽命長可達到15年以上。 1.3.7 投資成本低水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)較傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟。無集中的制冷機房、鍋爐房、空調(diào)箱房,減少了設(shè)備間的面積。所需的風(fēng)管少,并減少了樓層高度,無保溫的循環(huán)水管系統(tǒng),減少了材料費用。水源熱泵空調(diào)機可在廠里組裝,減少了工地的裝配工作,溫度控制可裝在空調(diào)機中,無需另設(shè)控制中心或控制室7。 1.3.8 維修成本低由于系統(tǒng)設(shè)備簡單,安裝方便,啟動、調(diào)整容易。另外一臺水源熱泵空調(diào)機發(fā)生故障不會影響大樓中其他用戶。1.4 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的缺點制冷量較大(10kW以上)的水源熱泵空調(diào)機組,由于機組內(nèi)壓縮機的功率大,因而噪聲較大,在設(shè)計安裝時要考慮一些降低噪聲的措施。利用新風(fēng)比較麻煩,新風(fēng)管道必須敷設(shè)到安裝水源熱泵空調(diào)機的房間,對于要求較高的房間,如空氣凈化、加濕等有要求的房間,附加措施就更為復(fù)雜。水源熱泵空調(diào)機多數(shù)為暗裝,必須同建筑和室內(nèi)裝潢緊密配合,如空調(diào)機質(zhì)量不好,會給維護帶來麻煩8。因為水源熱泵空調(diào)機系統(tǒng)是分散性的中央空調(diào),由于機組分散,每一空調(diào)區(qū)內(nèi)的熱泵空調(diào)機均要有稍許余量,所以當(dāng)水源熱泵空調(diào)機數(shù)量較多時總用電容量可能偏高,而實際上由于安裝的水源熱泵空調(diào)機不可能同時達到最大用電量,所以實際用電量并不高。1.5 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的適用范圍水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是以節(jié)能性和經(jīng)濟性為目的來考慮的,因此它的適用范圍比較廣,主要是:水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)最適用于適中氣溫下的空調(diào),冬季不太冷又需供暖的地區(qū)。從建筑規(guī)模來看,建筑規(guī)模要大,核心區(qū)空調(diào)面積要大于周邊區(qū)或相當(dāng);這樣核心區(qū)的總冷負荷大體與周邊區(qū)的總熱負荷相等,無需加熱裝置,以達到最大限度的節(jié)能。最適用于冬季核心區(qū)內(nèi)熱負荷較大的商場和辦公樓,可利用內(nèi)部發(fā)熱來抵消周邊區(qū)的熱損失9。從業(yè)主經(jīng)濟角度來考慮,由于寫字樓和公寓往往分別出售給各個單位,這就要求尋求一種各用戶單獨計量電費的空調(diào)系統(tǒng)。使用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)既可節(jié)省大塊的設(shè)備用房,又可對使用戶單獨計費,既方便又合理。尤其對于舊建筑改造工程,采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)影響較小,而且周期短、速度快。從建筑物功能上來看,功能分區(qū)較多,隸屬于不同業(yè)主的綜合樓,其各層或各區(qū)功能都不同(如商場、辦公、公寓或酒店等合在一起的綜合樓),因而對空調(diào)的使用時間和溫度、濕度要求不盡相同。在這種情況下采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就比較合適。例如新建的超高層建筑,為避免低層區(qū)設(shè)備及管道閥件承壓過大和能量二次交換損失過大,可在低層區(qū)采用集中空調(diào)系統(tǒng),而在高層區(qū)采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。另外,如一幢建筑物中有部分區(qū)域需要24小時供應(yīng)空調(diào)或下班后和節(jié)假日仍經(jīng)常需要空調(diào)的地方,如計算機房、設(shè)備用房、值班室等,可單獨使用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)或?qū)⑺礋岜每照{(diào)系統(tǒng)作為備用系統(tǒng),當(dāng)集中空調(diào)系統(tǒng)停機時開動水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)10。對于資金一時不到位的業(yè)主來說采用投資周期短,回報率高的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)比較合適。因為采用常規(guī)的中央空調(diào),初始投資較大,投資風(fēng)險也大。2 水源熱泵空調(diào)機組的節(jié)能優(yōu)勢分析及其發(fā)展水源熱泵,夏季作“制冷機”應(yīng)用時,通過冷卻塔與空氣進行熱(濕)交換,最終的高溫?zé)釁R,與空氣熱源熱泵一樣,仍為大氣。但其效率因利用空氣的特征濕球溫度低于干球溫度,而高于空氣一空氣或空氣一水熱泵;可是,冬季作“熱泵”應(yīng)用時,如該場合中,無廢熱可利用,又不利用太陽能,則需另設(shè)輔助熱源,其效率又低于空氣一空氣或空氣水熱泵。水源熱泵 ,通常指整體式水源熱泵 ,即以一臺機組的形式,向環(huán)境(水熱源 )放熱或吸熱,而以水(或者其他液態(tài)媒質(zhì))或空氣,間接或直接地冷卻(或加熱)被控對象;水源熱泵,又發(fā)展為分離式水源熱泵,即以多臺機組組合 ,通過水環(huán)路向環(huán)境(水熱源 )放熱或吸熱,同樣以水(或者其他液態(tài)物質(zhì))或空氣,間接或直接地冷卻(或加熱被控對象。該類水源熱泵又謂 :水環(huán)路熱泵。水源熱泵在制冷工況時,其最終的高溫?zé)釁R仍可為大氣;在制熱工況時,其最終的低溫?zé)嵩从挚梢允谴髿?、太陽、廢熱、或輔助熱源等。因而,水源熱泵的應(yīng)用是有一定地域與場合的限制11。地源熱泵,其最終的高溫?zé)釁R或低溫?zé)嵩淳堑責(zé)帷V皇窃谥评涔r時,以地?zé)釣楦邷責(zé)釁R,向地?zé)岱艧?;在制熱工況時,以地?zé)釣榈蜏責(zé)嵩矗虻責(zé)嵛鼰?。地源熱源的不同形式,又使該類熱泵之?gòu)成有所差異 :如 以地表水為熱源,可以直接(或間接通過熱交換器)排放(或吸取)熱量;如以地下水為熱源,需設(shè)置取水井與回灌井排放(或吸收)熱量;如以土壤為熱源,需設(shè)置地下水平(或垂直)埋管排放(或吸取)熱量。因而,前二種形式比后一種形式,在初投資和施工,以及應(yīng)用過程中熱量交換之速率上,都有一定優(yōu)勝,也是目前國內(nèi)在很多地區(qū)正在實驗的形式。但 是如果地下水應(yīng)用不 當(dāng),會造成地面下沉和地下水污染。土壤地源熱源除初投資和施工問題外,城市土地緊缺,地下埋管不足,土壤傳熱性能又差,容易造成夏季土壤熱量難以散失,損及持久運行;冬季土壤熱量不易吸取與補充,土壤會形成凍結(jié),破壞地下結(jié)構(gòu),損及建筑基礎(chǔ)。因而,地源熱泵的應(yīng)用也是有一定地域與場合的限制。從制冷行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展史看,以水為高溫?zé)釁R的制冷機,先于以空氣為高溫?zé)釁R的制冷機;以空氣為低溫?zé)嵩吹臒岜茫窒扔谝运疄榈蜏責(zé)嵩吹臒岜?;其后,才出現(xiàn)以地?zé)釤嵩礊榈蜏責(zé)嵩吹臒岜?。我國制冷空調(diào)制造行業(yè)基本也遵循上述過程發(fā)展的20。中國最早在上世紀5O年代,就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷,天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究,1965年研制成功國內(nèi)第一臺水冷式熱泵空調(diào)機。目前,國內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院、中國科學(xué)院廣州能源研究所等多家大學(xué)和研究機構(gòu)都在對水源熱泵進行研究。其中清華大學(xué)在多工況水源熱泵經(jīng)過多年的研究已形成產(chǎn)業(yè)化的成果,已建成數(shù)個示范工程。以水源(地源)熱泵產(chǎn)品切人家用與大中型中央空調(diào)市場,不僅為前幾年的實踐所證明是十分有效的措施 ,也是許多生產(chǎn)廠之未來打算21。國內(nèi)的水源熱泵制造廠商中清華同方人工環(huán)境設(shè)備公司、山東海陽富爾達是比較早的水源熱泵制造廠家 ,但目前也有相當(dāng)多的制冷空調(diào)廠家將其普通的水冷機組改造為水源熱泵。通過利用地下水這一大地耦合方式,采用抽水回灌方式節(jié)約能源。山東際高以蒸發(fā)冷凝方式,引進瑞典專利技術(shù),生產(chǎn)小型水冷冷水機組,在北方市場銷路良好。廣州中宇開發(fā)水環(huán)路分離式水源(地源)熱泵空調(diào)系統(tǒng),在兩廣與浙江地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。美國能源部和中國科技部于1997年11月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書,其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”,該項目擬在中國的北京、杭州和廣州3個城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑,以推廣運用這種“綠色技術(shù)”,緩解中國對煤炭和石油的依賴程度,從而達到能源資源多元化的目的22。據(jù)稱“華亭嘉園”即是此項 目的應(yīng)用。2O00年6月19至23 日在北京由國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化司召開了中美地?zé)岜眉夹g(shù)交流會,會議的主題就是“提供運用地?zé)岜眉夹g(shù)為住宅小區(qū)或公用樓宇采暖制冷,大幅降低運行費用的節(jié)能解決方案”的主題。在未來的幾年中,中國面臨著巨大的能源壓力。一方面,中國的經(jīng)濟要保持較高速度的增長,另一方面,又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要求提高能源利用效率 ,要求能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。能源利用效率提高,會鼓勵各種節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的推廣,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向就是從以煤為主轉(zhuǎn)為以燃氣,直至以電為主。在中國的能源消耗中,建筑耗能的比例相當(dāng)高。為了適應(yīng)市場要求和參加國際競爭,我們必須加快中國品牌的水源熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)。目前中國水源熱泵推廣應(yīng)用中存在的問題是:水源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式,從技術(shù)的角度,尤其是熱泵機組的角度上看應(yīng)當(dāng)是相當(dāng)成熟、沒有問題的。但考慮到中國的國情,以及將水源熱泵制冷供暖作為一個整體的系統(tǒng)來推廣應(yīng)用時,還是存在一些問題。2.1 水源的使用政策我國目前為了保護有限的水資源,制訂了中華人民共和國水法,各個城市也紛紛制訂了自己的城市用水管理條理。這些政策均強調(diào)用水審批,用水收費。而審批的標(biāo)準(zhǔn)中對類似水源熱泵技術(shù)的要求沒有規(guī)定,所以水源熱泵很容易被用水指標(biāo)所限制。即使通過了用水審批,由于有些地方將水源的抽取和排放兩次受費,受費的標(biāo)準(zhǔn)全國又不統(tǒng)一,所以結(jié)果可能導(dǎo)致水費偏高,使得水源熱泵的運行節(jié)能費用不足增加的水費,水源熱泵的經(jīng)濟性變查22。所以水源熱泵的推廣需要政府從可持續(xù)發(fā)展的角度,綜合能源環(huán)保和資源各個方面的考慮,調(diào)整水源熱泵水源使用的政策,需重新確定水源如何管理和收費,才能促使其大規(guī)模的發(fā)展。2.2 水源的探測開采技術(shù)和費用在中國,目前對水源,尤其是城市水源的的探測開采技術(shù)應(yīng)當(dāng)提高,水源熱泵的應(yīng)用的前提之一就是必須了解當(dāng)?shù)氐乃吹那闆r,在水源熱泵使用的前期,必須實地對水源的狀況進行調(diào)查,地下水量是否有水、水量是否會足夠,場地是否適合打井和回灌。而探測開采的技術(shù)的提高和費用的降低,會推動水源熱泵機組的更好應(yīng)用。2.3 地下水的回灌技術(shù)水源熱泵若利用地下水,必須考慮水源的回灌,對于回灌技術(shù),必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況來考慮,來考慮回灌技術(shù)方式。我們對不同地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)了解的還不多,這也制約了水源熱泵機組的推廣使用23。2.4 整體系統(tǒng)的設(shè)計水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能作為一個系統(tǒng),必須從各個方面考慮,如果水源熱泵機組可以做到利用較小的水流量提供更多的能量,但系統(tǒng)設(shè)計對水泵等耗能設(shè)備選型不當(dāng)或控制不當(dāng),也會降低系統(tǒng)的節(jié)能效果。同樣,若機組提供了高的水溫,但設(shè)計的空調(diào) 系統(tǒng)的末端未加以相應(yīng)的考慮,也可能會使整個系統(tǒng)的效果變差,或者使得整個系統(tǒng)的初投資增加24。3 總結(jié)綜合上述考慮,水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)作為一種既可以集中又便于分散的空調(diào)系統(tǒng),其優(yōu)點很多。但是對某一幢具體建筑物采用中央空調(diào)系統(tǒng)還是水源熱泵空調(diào)系統(tǒng),還應(yīng)該從節(jié)能和經(jīng)濟性等多方面進行論證。水源熱泵的推廣應(yīng)用,需要更多的各個專業(yè)各個領(lǐng)域的人來共同努力共同配合,從政府政策、主機設(shè)計制造、系統(tǒng)的設(shè)計和運行管理等各個方面都來共同參與。參考文獻1刁小飛、張小力等地源熱泵的優(yōu)越性及前景展望能源研究與信息2002,1.2朱家玲、苗常海等地?zé)崴礋岜眉夹g(shù)應(yīng)用市場前景地?zé)崮?003,1.3李先瑞、郎四維暖通空調(diào)新技術(shù)暖通空調(diào)1999,6.4孟華、龍惟定地源熱泵技術(shù)在暖通空調(diào)中的應(yīng)用節(jié)能環(huán)保技術(shù)2003,9.5殷平地源熱泵在中國,現(xiàn)代空調(diào),2001,3:96呂燦仁、馬一太運用熱泵提高低溫地?zé)岵膳到y(tǒng)能源利用率的分析天津大學(xué)學(xué)報,1982:1171217丁力行、劉世恩、雷紅兵水源熱泵在湖南地區(qū)應(yīng)用的經(jīng)濟性分析,流體機械,2000,28(12):57608朱家玲、苗常海等地?zé)崴礋岜眉夹g(shù)應(yīng)用市場前景地?zé)崮?003,1.9吳乃仁地埋管地源熱泵技術(shù)M北京:高等教育出版社,2006:15一1710王朝陽,水源熱泵問題的水問題研究J.地下水,2011,5(3)11周金生、胡金鑒、雷年生等地表水取水工程M北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005:91012王勇、肖益民、陳金華,等開式她表水地源熱泵取排水方式研究J暖通空調(diào)2008,38(10):12412713陽長、姬美秀、高曉峰等.千島湖水源熱泵取水試驗研究J.浙江建筑,2010,27(5):58-61.14全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施暖通空調(diào)動力,2009 北京:中國計劃出版社,2009.15鄭萍、康侍民. 關(guān)于水源熱泵技術(shù)的應(yīng)用探討J. 制冷與空調(diào), 2006, 20(3): 90-92.16吳榮華、孫德興、張成虎等城市污水源熱泵的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報。200617吳學(xué)慧、孫德興城市原生污水源熱泵經(jīng)濟性分析暖通空調(diào),200718崔福義、李曉明、周紅,污水源熱泵供熱空調(diào)的技術(shù)經(jīng)濟分析,節(jié)能技術(shù),200519國建筑科學(xué)研究院GB 503662005地源熱泵系統(tǒng)一j:程技術(shù)規(guī)范s北京:中國建筑工業(yè)出版社。20高偉中國地源熱泵發(fā)展研究報告(2008)M北京:中國建筑工業(yè)版社,200821延順土壤耦合熱泵系統(tǒng)地下埋管換熱器傳熱模型的研究J暖通空調(diào),2005,35(1):263l22E A,Gehlin G HComparison of four models for the response test evaluationG ASHRAE Trans,2003,109(1):13114223洪濟熱傳導(dǎo)M北京:高等教育出版社,1992:30530624馬最良地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M北京:機械工業(yè)出版社,2007:13613814
收藏
編號:4297411
類型:共享資源
大小:4.18MB
格式:ZIP
上傳時間:2020-01-05
50
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
含CAD圖紙+文檔
kw
體式
水源
空調(diào)
機組
設(shè)計
cad
圖紙
文檔
- 資源描述:
-
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說明書,均可直接下載獲得文件,所見所得,電腦查看更方便。Q 197216396 或 11970985
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。