1、水/地源热泵系统中央空调节能系统设计指南(六)Water/Ground Source Heat Pump System冬冬夏冬夏前言 1 一、系统介绍 2二、系统组成 4三、系统设计 5四、机组和系统控制 10五、系统安装注意事项 11六、附录 16七、工程案例 20contents目 录目录水/地源热泵系统能源和环保是人类生存和发展的两大主题，是全球关注的问题。建筑节能是贯彻可持续发展战略的重要组成部分，是执行国家节约能源、保护环境基本国策的重要措施，是世界建筑发展的大趋势，也是今后建筑技术发展的重点。建筑能耗以供热采暖和空调能耗为主，降低供暖空调系统的能耗、节约能源和减少冬季采暖所造成的大
2、气污染是建筑节能的重点。水 /地源热泵系统通过吸收大地的能量，包括土壤、井水、湖泊等天然能源，冬季从大地吸收热量，夏季向大地释放热量，再由热泵机组向建筑物供冷供热，该系统和常规的供热空调系统相比大约节能 50，是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的新型空调系统，可广泛应用于商业楼宇、公共建筑、住宅公寓、学校和医院等建筑物。自 20世纪 90年代后期，水 /地源热泵技术在我国的研究和应用有了长足发展，理论和实验研究非常活跃，工程应用逐年增加，尤其是中国政府和美国政府将地源热泵空调技术纳入两国能源效率和可再生能源合作项目，促进了这一技术国际合作和推广应用。随着国内水 /地源热泵市场的迅速发展，我
3、国也陆续推出了一系列的相关政策法规。1997年 11月 8日，中国科学技术部和美国能源部签署了关于地热能利用合作协议书，并将其作为两国政府能源效率和可再生能源技术的发展与利用领域合作议定书。中美的这次合作为中国水 /地源热泵的推广和发展起到了推动作用。2001年，地源热泵技术被正式列入 “十五国家重点技术推广计划 ”。 2002年 4月，地源热泵技术推广项目被正式列入 “北京奥运行动计划 ”，是 “绿色奥运 ”和“科技奥运 ”的重要体现。2004年 9月 1日，国家发改委办公厅关于组织实施 “节能和新能源关键技术 ”国家重大产业技术开发专项的通知，该通知把使用地热能技术和热泵技术列为重点开发的
4、低能耗建筑节能技术。2005年 2月 28日，中华人民共和国可再生能源法正式出台，并于 2006年 1月 1日开始实施，该能源法将地热能列为可再生能源并加以推广。2006年 9月 4日，财政部和建设部联合颁发可再生能源发展专项资金管理暂行办法，该办法将太阳能和地源热泵技术列为专项资金支持的重点领域。其中地源热泵技术支持的包括： 1、利用土壤源和浅层地下水源热泵技术供热制冷； 2、地表水丰富地区利用淡水源热泵技术供热制冷； 3、沿海地区利用海水源热泵技术供热制冷； 4、利用污水源热泵技术供热制冷。2006年 9月 15日，建设部贯彻国务院关于加强节能工作的决定的实施意见中明确表示： “太阳能、浅
5、层地能等可再生资源应用面积占新建建筑面积比例达 25以上 ”。日益增长的市场需求和鼓励性政策法规的推动，势必使得我国的水 /地源热泵系统应用更加广泛。特灵空调作为世界最大的集采暖、通风、空调和楼宇自控管理系统与设备的舒适空调系统全方位服务与方案供应商之一，也是国际地源热泵协会IGSHPA的成员，同样致力于推广节能、环保、舒适和稳定的水/地源热泵系统应用，并且是在中国市场最早推广水/地源热泵的厂家。2000年中美两国政府地源热泵合作项目北京嘉和丽园及2001年美国商务部与上海房产局支持的地源热泵项目上海文化佳园均选用了特灵空调的地源热泵机组。前言前 言言1水/地源热泵系统一、系统介绍1、水/地源
6、热泵技术发展历史地源热泵是一种先进的技术，它高效、节能、环保，有利于可持续发展。这项技术最先开始于 1912年，瑞士 Zoelly提出了 “地热源热泵 ”的概念。 1946年美国开始对地源热泵进行系统研究，在俄勒冈州建成第一个地源热泵系统，运行很成功，由此掀起了地源热泵系统在美国的商用高潮。 1985年美国安装地源热泵 14000台， 1997年则安装了 45000台，目前已安装了 400000台以上的地源热泵，并且以每年 10的速度递长。 1998年美国商用建筑的地源热泵空调系统已经占到空调保有量的 19以上，其中在新建筑里面占30。在欧洲国家里更多的是利用浅层地热资源，来供热或者取暖。早在
7、 50年代，天津大学热能研究所就开展了我国热泵的最早研究， 1965年研制成功国内第一台水冷式热泵空调机。 80年代来，我国热泵在各种场合的应用研究有了许多发展。针对我国地热资源较丰富的情况，若把一次直接利用后或经过降温的地下热水作为热泵的低位热源使用，就可增大使用地下水的温度差，并提高地热的利用率，这在京津地区早已有过应用实践。而这种设备同时对于我国能源使用效率不高、分配不均匀的现状也提出了一个有效的解决方法。2、系统分类水环式系统水环式系统是使用共用管路中循环流动的水作为冷（热）源的系统。在此类系统中，通常采用冷却塔作为系统的冷源而将锅炉（包括燃气、燃油或电锅炉）作为热源。地下水式系统地下
8、水式系统是使用从水井、湖泊或河流中抽取得水作为冷（热）源的系统。此系统根据水源的不同又可分为地下水系统（水井）和地表水系统（湖泊、河流甚至海洋等）。地下水系统通常采用开式环路，而地表水系统出于水源品质的考虑可分别采用开式或闭式环路。地下环路式系统地下环路式系统是使用地下盘管中循环流动的水作为冷（热）源的系统。根据地下盘管的埋管方式，系统可分为水平式和竖直式两种。3、系统特点(1) 环保效益显著地源热泵是利用了地表水、地下水或土壤作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。供热时省去了燃煤、燃气、燃油等锅炉房系统，没有燃烧过程，避免了排烟污染；供冷时省去了冷却水塔，避免了冷却塔的噪音及霉菌污染。不产
9、生任何废渣、废水、废气和烟尘，使环境更优美。2冷却塔 锅炉 水泵 热泵 水泵热泵 井水泵热泵 地下盘管水/地源热泵系统系统介绍3(2) 高效节能水源热泵机组可利用的水体温度冬季通常为12-22C，水体温度比环境空气温度高，所以热泵循环的蒸发温度提高，能效比也提高。而夏季水体温度通常为 18-35C，水体温度比环境空气温度低，所以制冷的冷凝温度降低，使得冷却效果好于风冷式和冷却塔式，机组效率提高。在过渡季节，空调系统中各机组同时供冷和供暖的情况下，节能效果更加明显。(3) 运行稳定可靠水体的温度一年四季相对稳定，其波动的范围远远小于空气的变动，是很好的热泵热源和空调冷源。水体温度较恒定的特性，使
10、得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。此外，不存在空气源热泵的冬季除霜等难点问题。(4) 一机多用，应用范围广如选用分散式系统，即可两管制系统实现四管制系统功能，可同时满足各区域单独制冷 /制热需求。(5) 维护工作少，使用寿命长水源热泵机组由于工况稳定，所以可以设计简单的系统，部件较少，机组运行简单可靠，维护费用低；在分散式系统中即使单个机组发生故障，也不影响整个系统的正常运行；自动控制程度高，使用寿命长可达到 15年以上。(6) 节省机房空间，建筑外部美观系统如采用中小冷量的水源热泵机组，可节省冷冻机房空间，提供建筑空间的利用率；系统无室外机组，能保持建筑物的外观整洁。
11、(7) 单独控制和计费选用分散式系统，各空调区域可根据实际需要实现制冷或制热，满足独立控制的要求；单户单表，每个用户可将自身的电表系统和空调系统连接，单独计费。大楼管理人员、物业部门、业主再也无须为空调费用的结算发愁，真正实现公正、公平。当然，水源热泵也不是十全十美的，其应用也会受到制约。(1) 可利用的水源条件限制水源热泵理论上可以利用一切的水资源，其实在实际工程中，不同的水资源利用的成本差异是相当大的。所以在不同的地区是否有合适的水源成为水源热泵应用的一个关键。目前的水源热泵利用方式中，闭式系统一般成本较高。而开式系统，能否寻找到合适的水源就成为使用水源热泵的限制条件。对开式系统，水源要求
12、必须满足一定的温度、水量和清洁度。(2) 水层的地理结构的限制对于从地下抽水回灌的使用，必须考虑到使用地的地质的结构，确保可以在经济条件下打井找到合适的水源，同时还应当考虑当地的地质和土壤的条件，保证使用后水的回灌可以实现。(3) 投资的经济性 由于受到不同地区、不同用户及国家能源政策、燃料价格的影响，水源的基本条件的不同；一次性投资及运行费用会随着应用场所的不同而有所不同。虽然总体来说，水源热泵的运行效率较高、费用较低。但与传统的空调制冷取暖方式相比，在不同地区不同需求的条件下，水源热泵的投资经济性会有所不同。水/地源热泵系统系统介绍二、系统组成1、热泵机组水源热泵机组是指采用循环流动于共用
13、管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水作为冷（热）源，制取冷（热）风或冷（热）水的设备。按冷（热）源类型的不同，可分为水环式机组、地下水式机组和地下环路式机组。使用在共用管路循环流动的水为冷（热）源的机组为水环式机组；使用从水井、湖泊或河流中抽取的水为冷（热）源的机组为地下水式机组；使用在地下盘管中循环流动的水为冷（热）源的机组为地下环路式机组。不同类型的机组正常工作的冷（热）源温度范围见下表：按使用侧换热设备的形式，可分为冷热风型机组和冷热水型机组。冷热风型机组按结构型式又可分为整体型机组（如 GEHB）和分体型机组（如GESA）；冷热水型机组按热泵功能实现方式又
14、可分为冷媒侧切换机组（如 WPWE）和水侧切换机组（如CGWP），而 RTHD和 CVHE/G机组也可通过水侧切换和增加系统控制设备实现热泵运行的应用。2、系统冷/热源水环式系统通常采用冷却塔作为冷源即系统散热设备，而采用锅炉或其它集中供热设备作为热源。地下水式系统可选用水温和水质条件适合的井水、湖水或河水作为系统的冷（热）源，沿海地区也可选择海水作为冷（热）源。地下环路式系统是采用土壤作为系统的冷（热）源，系统利用地下盘管中循环流动的水与土壤进行热交换。3、其它设备系统中通常还包括循环水泵、膨胀水箱、自动排气阀和水管路中的组件（如过滤器、水阀等）。水系统的循环管一般采用焊接钢管或铜管，如选择
15、 PVC等塑料管时需充分考虑弯曲变形、热膨胀和承压能力的问题。4水/地源热泵系统系统组成机组型式 制冷 制热水环式机组 20 40C 15 30C地下水式机组 10 25C 10 25C地下环路机组 10 40C 5 25C51、水环系统 冷却塔形式的选择在水环式系统中，作为系统散热设备的冷却塔按形式分为两种：闭式冷却塔和开式冷却塔。闭式冷却塔冷却水系统为闭式环路，可有效防止冷却水管路的结垢和腐蚀；无需开式冷却塔与中间换热器之间的循环水泵和水管路，换热效果更好；如闭式冷却塔风机的机外静压足够，可将闭式冷却塔安装在室内，防止冬季冷却水管路的冻结；闭式冷却塔的价格远高于开式冷却塔中间换热器的形式，
16、适用于高档项目。开式冷却塔系统选择开式冷却塔时，通常需要同时选择中间换热器以隔离冷却水系统和冷却塔的水路，用于防止冷却水管路的结垢和腐蚀；由于中间换热器存在热交换效率的问题，如冷却塔侧水温为30/35C而冷却水侧水温为 32/37C，为提高热交换效率建议中间换热器选用板式换热器；开式冷却塔只能安装在室外，而中间换热器出于冬季防冻的考虑可安装于室内。所有采用套管式或板式换热器作为源侧水冷媒换热器的机组，系统必须选择闭式冷却塔或加中间换热器的开式冷却塔，否则特灵不承担因此而造成水路堵塞、流量过小、机组保护等问题的责任。特灵公司不允许销售及技术支持、服务人员漠视以上原则的错误设计方案。 冷却塔的控制
17、冷却塔的控制顺序如下：1)开始淋水；2)在低速下启动风机（可采用两速或变速风机 /电动机）；3)最后转至高速风机运行。 冷却塔的防冻保护冷却水塔防冻保护是设计中的重要部分，一般采用下列措施的一种：1)冷却塔在室内布置 (采用闭式塔 )；2)采用乙烯乙二醇循环溶液；3)在室外安装时采取防冻措施。 锅炉应用锅炉作为热源时必须注意以下几点：1)温度探头的位置 温度探头与锅炉保持一定的距离，以便检测出正确的混合水温。2)最低水温（燃气锅炉） 一般加热水最低水温在 60C，可以保持完全燃烧和避免烟道中结露。3)冲击电流限制（电锅炉） 电锅炉分级启动，级间设延时装置以防止冲击电流。水/地源热泵系统系统设计
18、水水池池 风风机机 水水泵泵 冷冷却却水水管管 室室外外空空气气 水水池池 轴轴流流风风机机 室室外外空空气气 填填料料 水水泵泵 板板式式换换热热器器 三、 系统设计2、 地下水系统 地下水1)地下水换热系统应根据水文地质勘查资料进行设计。必须采取可靠回灌措施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，并不得对地下水资源造成浪费及污染。系统投入运行后，应对抽水量、回灌量及其水质进行定期监测。2)地下水的持续出水量应满足热泵系统最大吸热量或释热量的要求。系统最大释热量 空调分区冷负荷 (1+1/ EER)+输送过程得热量 水泵释放热量系统最大吸热量 空调分区热负荷 (1 1/ COP)
19、+输送过程失热量 水泵释放热量3)地下水换热系统应根据水源水质条件采用直接或间接系统。直接进入水源热泵机组的地下水水质应满足采暖通风与空气调节设计规范 GB 50019第 7.3.3条的条文说明。当水质达不到要求时，应进行水处理。经过处理后仍达不到规定时，应在地下水与水源热泵机组之间加设中间换热器。4)当水温不能满足水源热泵机组使用要求时，可通过混水或设置中间换热器进行调节，以满足机组对温度的要求。5)水系统宜采用变流量设计以降低运行费用，且进入地源热泵系统的地下水水量越少，对地下水环境的影响也越小。 热源井及管路1)热源井设计应符合国家标准供水管井技术规范 GB50296的相关规定，包括：热
20、源井抽水量和回灌量、水温和水质；热源井数量、井位分布及取水层位；井管配置及管材选用，抽灌设备选择；井身结构、填砾位置、滤料规格及止水材料；抽水试验和回灌试验要求及措施；井口装置及附属设施。2)为利于开采、洗井、岩土体和含水层的热平衡，抽水井与回灌井宜能相互转换，其间应设排气装置以避免将空气带入含水层。抽水管和回灌管上均应设置水样采集口及监测口。3)热源井数目应满足持续出水量和完全回灌的需要。一般情况下，抽水井与回灌井比例不小于1:2。4)热源井的位置应避开有污染的地面或地层。5)地下水供水管、回灌管不得与市政管道连接。6)地下水供水管道宜保温。3、地表水系统 系统形式1)地表水换热系统可采用开
21、式或闭式两种形式，水系统宜采用变流量设计。开式系统进入水源热泵机组的水质应满足采暖通风与空气调节设计规范 GB 50019第 7.3.3条的条文说明。2)当地表水体为海水时，与海水接触的所有设备、部件及管道应具有防腐、防生物附着的能力；与海水连通的所有设备、部件及管道应具有过滤、清理的功能。 开式地表水系统1)开式地表水换热系统取水口应远离回水口，并宜位于回水口上游以避免热交换短路。取水口应设置污物过滤装置。2)供、回水管进入地表水源处应设明显标志。 闭式地表水系统1)闭式地表水换热系统宜为同程系统。2)地表水换热盘管应牢固安装在水体底部，地表水的最低水位（近 20年每年最低水位的平均值）与换
22、热盘管距离不应小于 1.5m。换热盘管设置处水体的静压应在换热盘管的承压范围内。3)地表水换热盘管一般通过固顶在排架上的方式安装在水体底部，换热盘管下应安装衬垫物。4、地下环路系统 系统管材与传热介质1)地埋管管材宜采用聚乙烯管（ PE80或PE100）或聚丁烯管（ PB），不宜采用聚氯乙稀管（ PVC）。管材的公称压力不应小于 1.0 MPa。6水/地源热泵系统系统设计73)地埋管换热器设计计算宜根据现场实测岩土体及回填料热物性参数，采用专用软件进行。竖直地埋管换热器的设计也可按 GB 50366-2005中附录 B的方法进行计算。4)地埋管换热器设计计算时，环路集管不应包括在地埋管换热器长
23、度内。5)水平式地埋管换热器可不设坡度。最上层埋管顶部应在冻土层以下 0.4m，且距地面不宜小于0.8m。6)竖直式地埋管换热器埋管深度宜大于 20m，钻孔孔径不宜小于 0.11m，钻孔间距宜为 3 6m（岩土体吸、释热量平衡时，宜取小值；反之，宜取大值）。水平连接管的深度应在冻土层以下0.6m，且距地面不宜小于 1.5m。7)换热器内流体应保持紊流流态，水平环路集管坡度宜为 0.002。推荐流速如下：双 U形埋管不宜小于 0.4m/s，单 U 形埋管不宜小于 0.6m/s。8)为利于水力平衡及降低压力损失，地埋管环路宜采用同程布置。为减少供回水管间的热传递，供、回水环路集管的间距不应小于 0
24、.6m。9)为便于系统充液，一般在系统管路的分水器或集水器上预留充液管。系统管路上要安装闭式膨胀箱、充 /放液设施、压力表、温度计等元件。在需要防冻的地区，应设防冻保护装置。10)回填料配方应根据地质特征确定，回填料的导热系数不应低于钻孔外或沟槽外岩土体的导热系数。但对于地质情况多为岩石的区域，回填料导热系数可低于岩土体导热系数。水/地源热泵系统系统设计2)传热介质应以水为首选。在有可能冻结的地区，传热介质应添加防冻剂。添加防冻剂后的传热介质的冰点宜比设计最低运行水温低 3 5C。选择防冻剂时，应同时考虑防冻剂对管道与管件的腐蚀性、防冻剂的安全性、经济性及其对换热的影响。 地埋管形式及设计要求
25、1)系统设计应进行全年动态负荷计算，最小计算周期宜为 1年。计算周期内，地源热泵系统总释热量宜与其总吸热量相平衡。系统释热量与建筑设计冷负荷相对应；系统吸热量与建筑设计热负荷相对应。2)地埋管换热器有水平和竖直两种埋管方式。当可利用地表面积较大，浅层岩土体的温度及热物性受气候、雨水、埋设深度影响较小时，宜采用水平地埋管方式；否则，宜采用竖直埋管方式。11)系统的水力计算应根据实际选用的传热介质的水力特性进行。12)为节省运行费用，可以考虑系统采用变流量设计以根据建筑负荷变化进行流量调节。13)系统设计时应考虑换热器的承压能力，如建筑物内系统压力超过地埋管换热器的承压能力，应设中间换热器将地埋管
26、换热器与建筑物内系统分开。14)为防止地埋管换热系统堵塞，系统中宜设置反冲洗系统，冲洗流量宜为系统设计流量的 2倍。5、注意事项 新风处理为满足室内空气品质及舒适度的要求，在空调系统设计中一般均需要考虑合适的新风量和新风处理方式，水源热泵系统也不例外。1)采用水冷直膨式机组作为新风处理设备，此类机组在夏季采用制冷或除湿模式运行、春 /秋过渡性季节可按通风模式运行、冬季采用制热模式运行。2)对于大中型中央空调系统和 /或新风处理温度、湿度控制要求较高的应用，建议采用水 /水热泵空气处理机组的方案。水 /水热泵在运行时水源侧和负荷侧的水温相对恒定（如水源侧进 /出水温度 30/35C，负荷侧进 /
27、出水温度 12/7C），空气处理机组的进风温度和湿度变化不会直接影响到压缩机的运行工况，水 /水热泵机组能够长期稳定地运行。水 /水热泵的使用侧水容量相对较大，能对新风负荷的变化起到一定的缓冲作用，新风系统运行更稳定；如水 /水热泵机组具有卸载功能（如CGWP机组的多段分级卸载），能保证使用侧水温更加稳定，新风处理后的温 /湿度也更稳定。对于新风处理有较高要求的应用场所，空气处理机组能相应增加加湿器、高 /中效过滤等功能段满足不同的需要。3)对于新风量不大且新风处理温 /湿度要求不高的场所（如住宅 、别墅等项目），建议采用全热或显热交换器进行新风处理。采用全热 /显热交换器可在向室内提供新风的
28、同时回收部分室内排风带走的热能，起到一定的节能效果。但是，全热 /显热交换器无法对新风处理后的温度和湿度实施有效地控制，也不能满足新风处理的一些特殊要求。 水力平衡若要保证水源热泵机组的运行效率和稳定性，机组的实际运行水流量非常重要，因此系统的水力平衡问题值得重点考虑。系统水管路尽可能采用同程设计，此做法可以保障水力平衡，但水管路的材料成本会增加较多；水系统支管路上安装流量平衡阀，但流量平衡阀的价格也不菲；对于大中型水源热泵项目，在设备选型上应尽量减少机组数量以简化冷却水管路和有利于冷却水管路的水力平衡（如在满足空调区域的功能需要前提下，选择大冷量的水水热泵机组而不是多台小冷量的水风热泵机组；
29、除非在酒店之类的项目，各楼层建筑结构和使用功能都非常统一，冷却水管路能确保一致则有利于实现系统的水力平衡）。 独立计费在租赁性质的写字楼、商铺和公寓等项目中，业主通常会有针对独立空间的空调费用单独计费要求。由于水源热泵系统具有机组分散安装的特点，而空调系统的公共设备（如冷却塔、冷却水泵）耗电量通常只占系统总耗电量的 515，因此水源热泵系统易于满足独立计费的需要。在每个水源热泵机组的电源供应线路上安装电表（或按独立空间的分割集中安装），即可准确地统计各热泵机组（或空调区域）的耗电量；公共设备的耗电量可根据各热泵机组功耗按比例分摊至物业管理费中；在满足机组水流量需求的前提下，可对冷却水系统进行变
30、流量控制，在系统部分负荷的情况下能降低冷却水泵功耗，进一步实现节能的目的。8水/地源热泵系统系统设计9 机组形式的选择水源热泵机组的形式有：整体式水风机组（ GEHB）、分体式水风机组（ GESA）、水冷多联机组（ W-Scenic）和水水热泵机组（ WPWE & CGWP）。水源热泵系统可根据各区域的使用功能选择不同形式的机组。整体式水风机组：适用于对室内层高、噪音要求不高的区域，机组安装简单，只需水管、风管、电源线和控制线的连接；分体式水风机组：适用于对室内层高、噪音要求高的区域，除了连接水管、风管、电源线和控制线之外，还需要进行室内机和室外机之间的冷媒管连接；水冷多联机组：适用于对室内层
31、高、噪音要求高的区域。和分体式水风机组相比，更可减少室外机数量，减少机组安装占用空间，特别适合公寓和别墅类型的项目；水水热泵机组：适用于对室内层高、噪音要求高的区域，机组可配合风机盘管和 /或空调箱使用。相对于分体式水风机组，可减少机组安装占用空间。 WPWE机组同样适合公寓和别墅类型的项目；而 CGWP热泵机组可满足大中型空调区域的使用需求，并可用于大型空调系统的公共区域。 噪音控制一个安静的室内环境对办公室、医院、学院、图书馆和其它噪声要求高的建筑物来说，日益显得重要。水源热泵系统的成功将取决于如何有效地控制系统和设备的噪声。所以，对于系统的噪音控制要作认真的考虑。不要将机组安装在人休息的
32、顶部区域。注意安装空间，尽量避免机组在较小的空间内引起共振声。 水流量的选择系统水流量的选择请参考水源热泵机组样本的推荐值。增加一些水流量是允许的，但提高机组效率所节省的能量可能会被增大循环水泵所消耗的能量所抵消。系统水流量低于推荐值时，对水源热泵机组的效率也有影响，还有可能造成机组高压(制冷时)或低压(供热时)而产生的停机。 循环水泵循环水泵的选择当水环路的水流经水源热泵机组时，热泵机组从水中吸热或排热。在系统起循环作用的是水泵。为此必须注意下列各点：1. 选择水泵必须满足预先确定的流量、扬程和功率要求。2. 要有备用泵，并设自动程序控制，以减小水系统流量降低而产生问题。3. 设水流开关，以
33、便在水系统产生水流故障时关闭热泵机组。如果没有以上的附加措施，个别热泵机组会因水流故障而引发高压 (供冷模式 )或低压 (供热模式 )报警而停机。无论发生何种情况，各机组的高 /低压保护器将阻止机组的运行，直到手动复位为止。逐个地再启动每台热泵机组是一件很费时的事，会增加维修操作人员的工作量。循环水泵的控制水泵的耗电量在水源热泵系统中占有相当的比例。在许多应用场合下，合理地控制水泵运行可以节省耗电量。变水量运行是降低水泵运行费用的一种办法。采用水泵的变频驱动装置，根据系统实际需要改变系统水流量，由于理论上水泵功率与流量的立方成正比，所以合理地降低水流量将大大节省水泵的功率消耗。 热水应用的温度
34、从供热应用角度来讲，冬季的热水供应应该满足两个要求：1. 通过末端要能提供足够的热量2. 能提供人体感觉舒适的热风温度在传统设计中，采暖供回水温度取 95/70C，空调热水取 60/50C，原因是多方面的。 简单说，由于空调是强制对流换热，所以不需要在末端有过大的温差，暖气采用 95/70C，原因之一就是末端没有强制对流。因此，空调的水温差一定会水/地源热泵系统系统设计四、 机组和系统控制比暖气的低，而且平均温度也没有那么高。 空调换热器多数情况下是根据冷负荷工况选择的，热负荷工况一般不需要校核。由于是根据冷负荷工况选择，而冷负荷工况多数情况下又是湿工况，冷冻水必须走到机器露点以下，这就要求冷
35、冻水一般要控制在 12C之下。 但是，低温不能低于 5C，不然有结冰危险。于是人为规定了供冷 7/12C。制冷机规定好了，下游的换热器自然也就是根据制冷机选型了，空调器的盘管面积也就决定了。那么，在夏季工框下，室内空气温度 25C，则水和空气的温差为 15C左右。而冬季空气温度 18C，水走 60/50C工况，水和空气的温差为37C左右。同样情况下，粗略地可以认为冬季的风盘换热能力几乎是夏季的两倍。因此，在冬夏季负荷相近的场合，从风盘角度出发，水走 45/40或者 40/35C这样的工况也是可以的。不光温差可以小，平均温度也可以低。 但是，锅炉的燃烧温度在 500-1500C左右。如果用近千度
36、的烟气来加热 40C左右的热水，换热效率太低，锅炉的能力大大浪费，这是不经济的，甚至是做不到的。在两样条件的折衷下，常规设计中热水出水定为 60C。这是热水锅炉的最低极限了，多数情况下还做不到，还要加换热器。同时这样的温度也可以防止水管和设备结垢。 但对于地源热泵来说，不存在锅炉的问题，因此，热水温度的确定应该从能量利用角度出发，在满足负荷的前提下，出水温度应该尽可能的低，这样才能节约能源，才能体现出地源热泵绿色能源的特点。总之，供热热水温度的确定不应盲目追求高温，应从实际应用角度出发，本着满足要求，节约能源的原则来设计。1、机组控制 冷热风型机组冷热风型水源热泵机组通常以机组回风温度或房间温
37、度作为控制输入信号。机组的运行模式包括：制冷、除湿、制热、送风和自动。机组的保护功能包括：进 /出水温度、盘管温度、高 /低压保护和水流开关等。 冷热水型机组冷热水型水源热泵机组通常以机组使用侧进水或出水温度作为控制输入信号。机组的运行模式包括：制冷和制热。机组的保护功能包括：使用侧进 /出水温度、源侧进 /出水温度、高 /低压保护、使用侧水流开关、源侧水流开关和防冻保护等。2、系统控制水源热泵系统的运行是非常可靠的，为了保证运行参数，主要是通过检测两个控制点：水环路的温度探头和水流开关。水环路温度探头 集中控制对水源热泵系统的运行是相当重要的。水环路温度超出推荐的机组运行水温范围时会严重影响
38、设备的性能。系统通过温度探头来控制散热设备和热源的启停。压差 /水流开关 当系统检测到水流量不足时，水源热泵机组应该关闭；系统应根据实际需要通过水泵变频等方式改变水流量，以降低循环水泵的功耗。随着大中型离心及螺杆机组在水 /地源热泵系统得到广泛应用，系统控制变得尤为重要。 Trane公司的集成舒适系统 ICS可适用于各种楼宇控制应用，如空调机组控制和机房设备控制（包括冷却塔、水泵、锅炉和热交换器等），并可根据实际情况优化空调设备的运行状态以实现节能、高效的目的。此外，通过 ICS系统的开放智能结构， Trane可以很灵活地和许多提供开放性系统的供应商进行通讯，完全有能力做到空调系统控制和楼宇系
39、统管理非常协调地进行集成控制。10水/地源热泵系统机组和系统控制11水/地源热泵系统系统安装注意事项五、 系统安装注意事项1、水源热泵的安装水源热泵中央空调工程从施工角度大致可分为三部分，即循环水系统、水源热泵机组的安装和室内风系统等。其中循环水系统中的冷却水塔、水泵、水箱等多数设备位于室外，整体式水源热泵机组通常安置于室内，分体式水源热泵的主机可置于室内，也可置于室外。为了保证现场安装施工工作的顺利进行，在机组运输到场之前，应先安排安全洁净的暂存区，并按照机组外形尺寸检验其进场通道的大小。在安装施工之前，应该仔细安排工作步骤，并根据施工内容，预先通告所有的当事者，以取得全面的配合。建议作业顺
40、序：依图纸定位 基础工程 机组搬入 安装工程对于机组的安装施工工程，应进行逐项检查验收，确认无误后，从施工负责人处收取安装施工记录表，并以此为基准开始试运行，这样可以预防发生预想不到的麻烦或事故。1.1 机组到场验收 根据设备交货清单对机组及附件进行全面检查，并确认完整无损，各种配件齐全完好，作书面签收。 搬运机组和下一步的安装工作，需要准备搬运工具和安装施工工具。还需要注意开封后带包装底座的机器及搬运过程中的安全问题。 出于对机组的保护和安全性，建议将包装与机组一起搬入，即使在特殊的情况下不允许这样做，也不要拆除纸箱以防在搬运过程中引起松动或脱落。1.2 机组的存放 水源热泵到场验收完毕后，
41、应置于安全、干净、无腐蚀、无杂尘污染的地方，防止机组受到意外的砸伤、水浸、保温材料受损或偷盗等不良现象。 如果机组需要暂时存放于室外，应注意保护机组免受脏物、雨、雪的浸蚀及其它动物或人为的破坏，并注意不可破坏机组表面的保护薄膜。1.3 整体卧式水源热泵安装图集中式供水系统是一个单泵设计。泵通常安放在地下室或者机房里以满足整个建筑的供回水的需要。系统通常都配有一个备用泵以备主泵发生故障时用。1. 水管连接件用于机组进出水口同系统供回水管连接。 Trane公司备有各种各样的水管连接的组合，可更好的调节系统的水流平衡。柔性接管可以减轻和隔断机组同硬的主水管道之间的震动。2. 高压接线位于机组左面的斜
42、角上。设计时已预留了高压导线的过线孔。3. 外接电源的线电压切断装置 (现场提供 )。4. 集中式供水系统的供回水管线的尺寸必须能在最小的压降时保证所需要的流量。注意：当低温水流过供回水水管时，水管会凝露。当冷却循环设计温度低于 16C时，应对水管进行绝热保护以防止凝露水的危害。5. 安放在对噪音特别敏感的地方，机组下方应水平铺设 6”厚的隔音玻璃纤维，大小应是机组底座的 2倍左右以消减机组的运行噪音。分散式区域供水系统由一个单泵或一组双泵构成。泵直接同机组的送回水管连接。这种设计对每台水源热泵的泵的大小尺寸有特殊要求。1. 水管连接件用于机组进出水口同系统供回水管连接。 Trane公司备有各
43、种各样的水管连接的组合，可更好的调节系统的水流平衡。柔性接管可以减轻和隔断机组同硬的主水管道之间的震动。2. 高压接线位于机组左面的斜角上。设计时已预留了高压导线的过线孔。3. 外接电源的线电压切断装置 (现场提供 )。4. 由机组的泵和软管连接件组成了一个独立的泵送系统。设计时均按照使用循环管线的要求，即要求最大流量为 1.3L/s，每一个泵装置都已完成组装，可直接和水、电相通。5. 水系统的供回水管线的尺寸必须能在最小的压降时保证所需要的流量。注意：当低温水流过供回水水管时，水管会凝露。当冷却循环设计温度低于 16C时，应对水管进行绝热保护以防止凝露水的危害。6. 安放在对噪音特别敏感的地
44、方，机组下方应水平铺设 6”厚的隔音玻璃纤维，大小应是机组底座的 2倍左右以消减机组的运行噪音。1.4 分体式水源热泵的安装分体水源热泵室内机安装图分体水源热泵主机落地安装图分体水源热泵主机吊装安装图12水/地源热泵系统系统安装注意事项13水/地源热泵系统系统安装注意事项分体式水源热泵主机安装主机的安装位置比较灵活，可以安装在外墙、阳台或室内非办公区吊顶内等场所。为了使机组能可靠的运行，必须注意以下几点： 机组需由专门人员安装，安装时须遵守当地政府和有关部门的相应规定。 应考虑留出足够的空间，以连接水管、冷媒铜管和电线等，同时考虑维修需要的空间。 机组安装完毕后，要检查机组是否已良好固定，底脚
45、是否安装防震胶垫。 室外机吊装时，在确保顶部吊挂件有足够的强度来承受机组的重量的同时，应减小吊杆的刚度。定好挂杆位置，并检查是否与机组对准，避免吊杆与面板相碰。连接管当水源热泵机组的冷媒系统被打开而暴露于大气中，充注冷媒之前必须先进行抽真空。因此，在吸气管、供液管与管件连接之前，不宜过早从管件上取掉塑料套、橡胶塞或盖帽。【注】不能使用污染的铜管件分体水源热泵内外机连接的适宜距离与弯头个数分体式水源热泵内外机组之间的接管长度增加，弯头个数增多，消耗压缩机的功率将略有增大，整机的性能和可靠性也会受到影响。因此，在实际安装过程中，应尽可能减小内外机组连接管长度与弯头数量。请参考下表【注】弯曲管道时需
46、要特别小心，建议使用弯管器，以防止挤扁铜管。当内外机组连接管长度或弯头个数超过上表中给定的数值时，请与特灵联系。抽真空水源热泵外机出厂前已充注冷媒，连接铜管时先将内机和连接管抽成真空（绝对压力不大于 130Pa，并保持压力 5分钟内不回升），再关闭复合压力表阀门和真空泵，接着拧开外机两个截止阀的阀杆，迅速将外机内的冷媒充入内机和连接管中。机型 MWD MWD MWD MWD MWD MWD数值 509 512 518 524 536 048/060推荐最大长度 7m 10m 15m 15m 20m 20m推荐最大高度差 5m 8m 8m 8m 10m 10m推荐最大弯头数 10 10 10 1
47、0 10 10补充冷媒分体水源热泵内外机的标准连接管长请参照表，当实际连接管超过标准长度 15米时，机组需要增加冷媒充注量，每米追加冷媒量如下表：1.5 水水源热泵的安装14水/地源热泵系统系统安装注意事项管道长度 需补充冷煤量 (r22)kg 型号 制冷制热量校正因子5m 10m 15m 20m 25m 30m 35m 40mMW(C)D509SA 0 0 0.12 1.0 0.985 0.940 - - - - -MW(C)D512SA 0 0 0.121.0 0.981 0.938 - - - - -MW(C)D518SA 0 0 0.12 0.181.0 0.979 0.937 0.9
48、05 - - - -MW(C)D524SA 0 0 0.12 0.181.0 0.976 0.935 0.902 - - - -MW(C)D536SA 0 0.15 0.3 0.45 0.6 0.751.0 0.973 0.930 0.894 0.880 0.874 - -MW(C)D548SA 0 0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 0.9 1.051.0 0.970 0.931 0.896 0.876 0.873 0.858 0.850MW(C)D560SA 0 0.15 0.3 0.45 0.6 0.75 0.9 1.051.0 0.971 0.928 0.892 0.877
49、0.873 0.858 0.84915水/地源热泵系统系统安装注意事项吊装平衡机组吊装时应保证机组平衡。试吊机组至离开地面以确定机组重心，吊装不平衡会导致机组损坏，并会造成人身伤害。安装前机组可以存放在地板或不锈钢架上，机组安装时底座可以用隔音材料隔离。机组周围应预留如图所示的最小检修间隙。流量开关的选择机组外接流量开关请按照机组额定流量进行选择。水管路的连接分别把机组源侧和使用侧水进出口连接至相应的水系统。从机组正面看，对于 WPWE0406/0605，其水管接头在机组的左侧，对于 WPWE 0805/1005，其水管接头在机组的右侧。为防止接管震裂，建议使用柔性水管连接至主水回路，刚性连接会把机组震动传递至主水回路，造成不必要的损失。水水热泵机组源侧可以连接至锅炉 /冷却塔循环、地源循环或湖泊水循环；负荷侧可以连接至风机盘管机组 FCU、空气处理机组 AHU和水力模块等。源侧和负荷侧都配有流量开关以防系统断
