浅谈湖水源热泵系统方案
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水源热泵供暖方案概述水源热泵是一种环保、高效的供暖方式。
它利用水体中的热能来产生热量,通过热泵系统将低温热能转化为高温热能,提供舒适的室内供暖。
本文将介绍水源热泵供暖的原理、优势和适用场景,并提供一种基于水源热泵的供暖方案。
原理水源热泵供暖系统主要由水源热泵机组、地源热沟和室内热交换器组成。
其工作原理如下:1.水源热泵机组通过冷水管从水源中吸收低温热量,经过压缩机提升温度,并将高温热量释放到热水管。
2.高温热水通过地源热沟流向室内,经过热交换器与室内空气进行热交换,将热量释放到室内供暖。
3.冷却后的水再次流回水源中,循环往复。
由于水体的热容量较大,水源热泵供暖系统能够稳定提供连续的高效供暖。
优势与传统的供暖方式相比,水源热泵供暖具有以下优势:1.环保节能:水源热泵利用水体中的热能来产生热量,不需燃烧化石燃料,减少了对环境的污染,同时也大大降低了暖气系统的能耗。
2.稳定供暖:水源热泵供暖系统能够稳定提供连续的高效供暖,不受气温变化的影响。
3.节省空间:与传统的暖气片相比,水源热泵供暖系统不需要大量的散热器,节省了室内空间。
4.多功能:水源热泵供暖系统可以通过换向阀实现冷暖两用,既能供暖也能制冷,提高了系统的使用灵活性。
适用场景水源热泵供暖系统适用于各种建筑场景,特别适合以下情况:1.新建楼宇:在新建楼宇中,可以提前规划水源热泵供暖系统,减少后期改造成本。
2.低温区域:水源热泵供暖系统适用于低温区域,无论在寒冷的冬季还是湿冷的春秋季节都能提供舒适的供暖。
3.高耗能建筑:高耗能建筑对供暖负荷的要求较高,水源热泵供暖系统可以满足其高效供暖的需求。
4.环保要求高的场所:对于追求环保的建筑场所,水源热泵供暖系统是一种高效、低碳的供暖选择。
水源热泵供暖方案在水源热泵供暖方案中,可采用以下具体措施来实现供暖:1.安装水源热泵机组:选择合适容量的水源热泵机组,机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和控制系统等。
2.建设地源热沟:开挖地下热沟,将地沟与水源热泵机组相连,用于水的循环流动。
湖水源热泵的应用分析在空调行业提倡节能减排的前提下,湖水源热泵作为能效比高,无污染的热量交换,实现利用可再生能源节能的目的,应用案例越来越多。
本文通过对深圳某学校拟设计的湖水源热泵,在南方的气候,具体的湖水条件下,通过计算分析,讨论湖水源热泵应用的可行性。
标签:湖水源热泵空调湖水冷却1 工程概况学校附近约 1.5万平米的湖水作为夏季空调冷源,为确保实际工程中不会出现因湖水散热能力不足而导致湖水源热泵效率下降的状况,需要对湖水源热泵应用在某学校的可行性做如下科学验证:“在极端情况下,持续的空调系统排热是否会使湖水温度明显升高(>30℃)。
”2 计算模型2.1 基本原理在实际应用过程中,湖水存在的得热和散热环节包括:①空调系统的排热,QHV AC;②湖水吸收的太阳辐射,Qsolar;③湖水表面与空气热湿交换,Qair;④湖水与湖底和四壁的对流换热,Qsoil。
环节①和②主要发生在白天,主要使湖水温度升高,环节③和④全天都会存在,主要使湖水温度降低。
各个环节的综合效果可能是白天湖水在获取空调排热和吸收太阳辐射后温度升高,夜间通过对流换热和蒸发向外散热,温度逐渐降低。
根据以上分析,建立湖水的能量平衡方程式如下:ρVC=QHV AC+Qsolar+Qair+Qsoil(1)其中,ρ——水密度,1000 kg/m3;V——水体积,湖水深1~3米,平均按照2米计算,湖水表面积为1.5万m2,则水的体积为30000m3;τ——时间,s;QHV AC——空调系统在当前小时内排放的热量,kJ;Qsolar——湖水当前小时吸收的太阳辐射热量,kJ;Qair——湖水当前小时与空气热质交换获得的热量,kJ;Qsoil——湖水当前小时与土壤换热获得的热量,kJ;2.2 湖水与空气换热假设湖水温度分布均匀,则湖水与空气的显热交换热量为:Qair_s=h(tair-tb)A/1000=h(tair-twater)A/1000 (2)其中:h——空气与水表面间的显热交换系数,h=5.7+3.8v(见),W/(m2.℃);A——湖水表面积,15000m2;tair——主体空气温度,℃;twater——水表面温度,近似为湖水平均温度。
水源热泵方案1. 方案概述水源热泵是一种以水体作为换热介质的热泵系统。
它利用水体中的热量进行换热,通过压缩制冷剂的相变过程实现热量传递,从而实现供暖、供冷和热水的需求。
本文将介绍水源热泵的工作原理、优势以及应用场景,以帮助读者更好地了解水源热泵方案。
2. 工作原理水源热泵系统由室外机组、水源热泵主机和室内机组组成。
室外机组通过水源泵将水抽入主机,主机利用压缩制冷剂的相变过程,从水体中吸收热量并压缩,然后将热量释放到室内空气或供热系统中。
室内机组通过风机将热量传递给室内空气,实现供暖或供冷。
同时,室内机组还可以与供热系统连接,为供热水提供热量。
3. 优势3.1 节能高效水源热泵系统利用水体的稳定温度作为换热介质,具有稳定的工作性能。
由于水的比热容大,热传递效果良好,系统能够在较低的温差下实现高效换热,从而使能耗降低。
3.2 环保节能水源热泵系统不需要燃料燃烧,减少了空气污染和温室气体排放。
由于水源热泵利用可再生能源(水体)进行换热,具有较高的能源利用率,可以实现节能环保的目标。
3.3 灵活多样的应用场景水源热泵系统可以适用于不同的应用场景,包括住宅、商业建筑、学校、医院等。
无论是供暖、供冷还是供热水,水源热泵都能够提供稳定可靠的供应。
4. 应用场景4.1 住宅对于住宅小区来说,水源热泵系统可以集中供暖、供冷,减少每户住宅的设备投资成本,并提高整个小区的能源利用效率。
同时,水源热泵也能为住宅提供热水需求,满足居民的生活需求。
4.2 商业建筑商业建筑通常有较大的冷热负荷变化范围,水源热泵系统可以根据需求自动调节运行,实现高效率供热和供冷。
此外,水源热泵系统还可以与其他系统集成,如太阳能系统、空气净化系统等。
4.3 学校和医院学校和医院是大型建筑群体,其对供暖、供冷和热水的需求量大。
水源热泵系统可以满足这些需求,并且可以根据实际使用情况进行智能调节,提高能源利用效率,节约运行成本。
5. 结论水源热泵技术是一种环保节能的供暖、供冷和供热水方案。
水源热泵系统的组成和工作原理一、组成结构:1.水源:水源热泵系统主要利用地下水、湖泊、江河等水源进行能量交换。
水源应具备充足的水量和稳定的温度,以满足系统的需求。
2.水泵:用于将水源中的水抽入系统并驱动水流。
3.蒸发器:负责吸收水源中的热量,并将制冷剂蒸发成气态。
4.膨胀阀:用于控制制冷剂的流量,并调节制冷剂的压力和温度。
5.冷凝器:通过管道将制冷剂进行冷却,并将它从气态变为液态。
6.压缩机:负责提高制冷剂的压力和温度,使其能够顺利进行制冷循环。
7.管道系统:用于连接各个组成部分,确保制冷剂的流动和热能的交换。
8.控制系统:用于监测和控制水源热泵系统的运行,以确保系统的效率和性能,并保护系统的正常运行。
二、工作原理:1.制冷循环:水源热泵系统利用制冷剂完成热能的传递。
首先,制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器,此时制冷剂的压力降低,温度也随之降低。
接着,制冷剂吸收水源中的热量,使其蒸发成气态。
然后,气态的制冷剂通过压缩机被压缩,增加了其温度和压力。
最后,制冷剂通过冷凝器,将热量释放到供热系统中,同时由气态变为液态。
整个过程完成了制冷剂的循环,使得水源中的热能得以利用。
2.系统运行:水源热泵系统的运行过程可以分为制冷和制热两个周期。
在制冷周期中,制冷剂吸收水源中的热量,然后通过冷凝器将热量释放到室内空间中,起到制冷作用。
而在制热周期中,制冷剂吸收室内空间中的热量,通过蒸发器将热量释放到水源中,起到供热作用。
系统的运行通过控制系统进行监测和调节,以确保制冷和制热的顺利进行。
3.能量交换:水源热泵系统通过水源和室内空间之间的热量交换,实现了能源的高效利用。
在制冷周期中,系统从水源中吸收低温的热量,然后将高温的热量释放到室内空间中,实现了自然冷却。
而在制热周期中,则相反,系统从室内空间中吸收低温的热量,然后将高温的热量释放到水源中,实现了空间的供热。
总体来说,水源热泵系统的组成主要包括水源、水泵、蒸发器、膨胀阀、冷凝器、压缩机、管道系统和控制系统;其工作原理是通过制冷循环实现热能的传递和能量的交换,从而实现空间的制冷和供热。
水源热泵系统施工设计方案I. 引言水源热泵系统是一种使用地下水或湖水等水源作为热源或冷源的供暖和制冷系统。
本施工设计方案旨在提供水源热泵系统施工的详细步骤和要求,以确保系统建设的质量和可靠性。
II. 工程概述本工程计划在XXX(具体位置)建设一座水源热泵系统,供应该区域的供暖和制冷需求。
该系统将由以下关键组件构成:水源井,水泵,换热器,温度控制装置和传输管道。
III. 施工步骤1. 水源井建设- 进行地质勘测,确定水源井开凿的最佳位置。
- 使用适当的机械设备,按照设计要求开凿水源井。
- 安装井筒、过滤器和抽水设备,确保地下水能够流入后续处理系统。
2. 换热器安装- 根据设计方案,在建筑物内部选择适当的位置安装换热器。
- 确保换热器与水源井之间的传输管道长度最小化,有效减少能量损失。
- 安装并连接换热器的进、回水管道,确保流体循环顺畅。
3. 水泵系统建设- 根据需求,选择合适的水泵类型和规格,确保水源从水井流入换热器的稳定供应。
- 安装水泵和管道,保证水源能够流入系统,并稳定运行。
4. 温度控制装置安装- 针对建筑物的需求,选择适当的温度控制装置,如温控阀或温度传感器。
- 安装温度控制装置,并设置合适的温度范围,以确保系统能够自动调节水源温度。
5. 传输管道建设- 根据系统布局设计,铺设合适的传输管道,并确保良好的隔热性能。
- 安装管道支架和接头,保证管道的牢固连接和稳定性。
IV. 安全与质量控制1. 施工安全- 所有施工人员必须严格遵守相关的安全规范和操作规程,佩戴个人防护装备。
- 施工现场必须设置明显的安全警示标志,并定期进行安全检查和巡视。
2. 质量控制- 施工过程中必须严格按照设计图纸和规范要求进行操作。
- 所有材料必须符合相关标准,质量要求严格控制,确保施工质量。
- 进行必要的检测和测试,如压力测试、温度测试等,确保系统的运行性能和安全性。
V. 环境保护1. 垃圾处理- 施工过程中产生的垃圾必须妥善处理,分类回收可回收物品,严禁乱倒乱扔。
水源热泵系统的优化设计与应用随着经济的发展和人们环保意识的逐渐提高,节能减排成为了当代社会最为重要的一个议题。
在众多节能减排技术中,水源热泵系统凭借其高效、低耗、环保等特点越来越受到人们的关注与青睐。
水源热泵系统是利用湖泊、河流、地下水等水资源作为换热介质的一种热泵系统,它不仅具有空调、供暖、供热等多重功能,而且具有长寿命、维护简单、运行平稳等优点。
然而,水源热泵系统的效率受到很多因素影响,为了更好地发挥其优点,需要优化设计。
本文将介绍水源热泵系统的优化设计与应用相关内容,以期对有关人士提供一些参考。
1.水源热泵系统简介水源热泵系统是指将水资源作为热源或冷源,采用热泵技术进行热能交换的系统。
该系统主要由热泵、水源管道、室内机、室外机、水箱等组成。
它的主要优点包括:(1)环保高效:水源热泵系统是利用水资源作为换热介质,不会产生像空气源热泵系统那样的噪音和污染,为环保节能提供了良好的解决方案。
(2)维护保养简单:水源热泵系统主要是由水泵、水管和热泵等部件组成,相对于其他系统来说,它的维护保养非常简单方便,可以为用户节省不少时间与精力。
(3)运行稳定可靠:水源热泵系统的运作稳定可靠,因为水源热泵系统是利用水资源作为换热介质,具有很好的稳定性和可靠性。
2.水源热泵系统的优化设计(1)地下水井的选址:合适的地下水井选址对水源热泵系统的运行至关重要。
应选择地下水含量丰富、地下水水位较高、水质优良、地下水流速合适的地段,以保证水源热泵系统的运行效率和稳定性。
(2)水泵的选型:水泵是水源热泵系统的核心部件之一,其效率和性能的好坏直接影响到水源热泵系统的运作效率和使用寿命。
因此,在设计水源热泵系统时,应根据实际需求选择合适的水泵,并合理配置和组合水泵。
(3)水箱的容量:水箱容量影响了水源热泵系统的热稳定性和热效率。
一般来说,水箱容量应该设置得尽可能大,以确保充分利用水源热泵系统的热能,提高其热效率。
(4)室内机的布局:室内机的布局直接影响到水源热泵系统的使用效果,应该根据室内空间和使用需求合理布局,避免空气死角的产生,以保证室内空气的流通和凉爽温暖。
浅谈湖水源热泵系统方案清晨的阳光洒在湖面上,波光粼粼,微风拂过,带来一丝丝湿润的空气。
我站在湖边,思考着如何将这湖水的温度转化为我们需要的能量。
于是,湖水源热泵系统方案在我脑海中逐渐浮现。
我们要了解湖水源热泵系统的工作原理。
简单来说,就是通过提取湖水中的低温热量,经过热泵的压缩机进行压缩,将低温热量转化为高温热量,再通过末端设备将热量传递给建筑物,达到供暖和供热水的作用。
与此同时,湖水吸收了热量,温度降低,再排放回湖中,形成一个良性循环。
我们来看看湖水源热泵系统的优势。
湖水温度相对稳定,不受季节和气候的影响,可以为热泵系统提供稳定的热源。
湖水源热泵系统运行过程中,无燃烧、无排放,对环境友好。
再次,湖水源热泵系统投资回报期短,运行成本低,经济效益显著。
那么,如何设计一个优秀的湖水源热泵系统方案呢?一、项目背景及需求分析1.项目背景本项目位于某湖泊附近,占地面积1000亩,建筑物总面积50万平方米。
湖泊水质清澈,水量充足,具有较高的利用价值。
项目旨在利用湖水源热泵系统为建筑物提供供暖和供热水,实现绿色、环保、高效的目标。
2.需求分析(1)供暖:冬季供暖面积为50万平方米,供暖时间为4个月。
(2)供热水:全年供热水量为1000吨/天。
二、系统设计1.热源选取根据项目背景和需求分析,本项目选用湖水作为热源。
湖水源热泵系统采用闭式环路,以防止湖水污染和生物入侵。
2.热泵机组选型根据供暖和供热水需求,本项目选用高效、稳定的湖水源热泵机组。
机组采用多台并联方式,以满足不同负荷需求。
3.管网设计4.末端设备本项目末端设备包括散热器、风机盘管和热水系统。
散热器选用高效、美观的钢制散热器;风机盘管选用低噪音、高效的风机盘管;热水系统选用高效、节能的太阳能热水器。
三、投资估算及经济效益分析1.投资估算本项目总投资约为1.2亿元,其中设备购置费用占60%,土建费用占20%,安装费用占10%,其他费用占10%。
2.经济效益分析四、结论一、湖水水质保护事项:长时间抽取湖水可能会影响水质,甚至导致湖水生态失衡。
浅谈水源热泵多联机系统设计要点水源热泵多联机系统是一种高效节能的供暖、供冷系统,通过利用水源热泵的工作原理,将水源热泵与多个室内机相连,实现多个房间的供暖、供冷需求。
在设计水源热泵多联机系统时,需要注意一些关键的要点。
首先,系统的总体设计要合理。
在设计水源热泵多联机系统时,需要综合考虑房间的大小、布局、朝向以及使用频率等因素,合理规划室内机的数量和位置。
不同房间的室内机应当根据其负荷需求进行配置,以确保室内温度的均衡和舒适度。
此外,还需要考虑系统的总容量,以满足整个楼宇的供暖、供冷需求。
其次,系统的水源热泵选择要科学。
水源热泵是系统的核心设备,其选择和配置直接影响系统的性能和能耗。
在选择水源热泵时,需要考虑以下几个因素:地下水源的温度和水质特点,地下水的供应量和旺季和淡季的波动情况,以及系统的负荷需求。
合理选择水源热泵的型号和容量,可以充分利用地下水资源,提高系统的效率和稳定性。
再次,系统的水循环设计要合理。
水源热泵多联机系统的工作过程中,需要通过水泵将水源热泵和室内机之间的水循环起来。
在设计水循环时,需要考虑水泵的类型、容量和水泵的位置。
水泵的类型可以选择离心泵或者电磁泵,其容量应该根据系统的总容量和水流量来确定。
同时,水泵的位置也需要合理选择,以便确保水泵的正常工作和便于维护。
最后,系统的控制策略要科学。
水源热泵多联机系统的控制策略直接影响系统的运行效果和能耗。
在设计系统的控制策略时,需要充分考虑室内温度的变化和需求,合理调节水源热泵和室内机之间的运行模式和风量。
同时,还需考虑节能控制方式,比如利用可变频调速技术来减少系统的能耗。
综上所述,设计水源热泵多联机系统需要注意以上几个要点。
科学合理的总体设计、水源热泵选择、水循环设计和控制策略,可以提高系统的效率和性能,实现供暖、供冷的舒适度和节能环保的目标。
同时,还需要根据实际情况,灵活应用各种技术手段和控制策略,不断优化系统的设计和运行方式,以确保系统的稳定性和可靠性。
水源热泵热水系统施工方案
1. 引言
本文档旨在提供一个水源热泵热水系统的施工方案,以帮助确保系统能够有效运行并满足相关要求。
2. 系统概述
水源热泵热水系统是一种利用水源热泵技术为建筑物供应热水的系统。
它通过将水源热泵与热水设备结合起来,利用地下水、湖泊或井水等水源来提供热能。
3. 施工流程
以下是水源热泵热水系统的施工流程:
3.1 系统设计
在施工之前,需要进行系统设计。
这包括确定热水需求、计算热水设备容量、设计水源热泵的数量和规格等。
3.2 水源准备
施工前需要对水源进行准备工作。
这可能包括清理水源、确保水源质量符合要求等。
3.3 设备安装
安装水源热泵和热水设备。
确保按照厂家提供的安装说明进行安装,并保证设备与水源之间的连接正确牢固。
3.4 能源供应
确保系统能够正常供应能源,如电力供应等。
必要时可以考虑备用电源或能源管理系统。
3.5 系统调试
完成设备安装后,需要对系统进行调试。
这包括检查设备运行状态、调整参数设置等。
3.6 系统运行监测
在系统正式投入使用后,需要进行系统运行监测。
这包括定期检查设备运行状态、记录热水供应情况等。
4. 安全注意事项
在施工过程中,需要严格遵守安全规定,确保工作人员的安全。
同时,还需确保系统的安全运行,避免发生意外事故。
5. 总结
本文档提供了水源热泵热水系统的施工方案,包括系统概述、
施工流程、安全注意事项等。
希望本方案能够有效指导施工工作,
确保系统能够顺利运行并满足要求。
水源热泵施工方案
引言
水源热泵技术是一种利用水体中的热量进行供暖和制冷的技术,具有节能、环
保等优点,受到广泛关注。
为了更好地实施水源热泵系统工程,本文将探讨水源热泵施工方案。
工程准备
在进行水源热泵施工之前,首先需要对工程进行充分的准备。
这包括对施工现
场进行勘察,确定地形地貌、水源地点等信息;制定详细的施工计划,包括施工流程、施工周期等;准备必要的施工材料和设备,确保施工进展顺利。
施工过程
1. 安装水源热泵主机
首先需要在水源附近选择合适的位置,确保水源能够满足水源热泵系统的需求。
然后进行水源热泵主机的基础施工,确保主机的安装牢固稳定。
2. 安装换热器及管道系统
安装换热器及管道系统是水源热泵系统的关键部分。
根据实际情况进行管道布置,并确保管道连接牢固、密封严密。
3. 设置控制系统
设置水源热泵系统的控制系统,包括温度控制、循环控制等。
确保系统能够稳
定运行、高效工作。
施工验收
在水源热泵施工完成后,需要进行施工验收工作。
这包括对水源热泵系统的各
个部分进行检查和测试,确保系统正常运行、达到设计要求。
若发现问题,需要及时进行调整和修正。
结语
水源热泵技术是一种有效的节能环保技术,在实施水源热泵系统工程时,合理
的施工方案是保证工程顺利进行的关键。
通过本文对水源热泵施工方案的探讨,希望能对相关从业人员提供一定的参考和帮助。
浅谈湖水源热泵系统分析建议
地表水源热泵就是利用江、河、湖、海的地表水作为热泵机组的热源。
当建筑物的周围有大量的地表水域可以利用时,可通过水泵和输配管路将水体的热量传递给热泵机组或将热泵
机组的热量释放到地表蓄水体中。
根据热泵机组与地表水连接方式的不同,可将地表水源热泵分为两类:即开式地表水源热泵系统和闭式地表水源热泵系统。
开式地表水源热泵系统和开式地下水源热泵系统近似,但由于地表水的传热特性与地下水的传热特性相差甚远,因此地表水源热泵系统的设计与地下水源热泵系统的设计不同。
闭式地表水源热泵系统与土壤源热泵系统类似,即通过放置在湖中或河流中的换热器与热泵机组连接,吸热或放热均通过湖水换热器内的循环介质进行。
当热泵机组处于寒冷地区时,在冬季制热工况时,湖水热交换器内应采用防冻液作为循环介质。
在开式系统中,从蓄水体底部将水通过管道输送到热泵机组中,进行热量交换后,再通过排水管道又将其输送回湖水表面,但水泵的吸入口与排放口的位置应相隔一定的距离。
在开式地表水源热泵系统中,地表水的作用与冷却塔近似,而且不需要消耗风机的电能及运行维护费用,因此初投资比较低。
开式系统的主要优点如下:
由于减少了湖水换热器,增加了地表水与制冷剂之间的传热温差,因此比闭式地表水源热泵机组的换热量增大,即在相同条
件下,增加了机组的制冷量或制热量。
如果湖水较深,湖水底部的温度比较低,夏季可以利用湖水底部的低温水来预冷新风或空调房间的回风,充分节约能量。
来自热泵机组的温水排放到湖水上部温度较高的区域,这样保证湖水温度分布不发生改变,对湖水温度的影响小
开式系统存在的最大缺点是热泵机组的结垢问题。
可采用可拆卸的板式换热器,并定期对其进行清洗或对机组进行定期的反冲洗等。
另外,用于冬季制热,当湖水温度较低时,会有冻结机组换热器的危险,因此开式系统只能用于温暖气候的地区或热负荷很小的寒冷地区。
在实际工程中,开式系统多应用于容量小的系统。
开式地表水源热泵系统的设计
开式地表水源热泵系统中,由于没有湖水换热器,系统设计相对简单,最关键的是选取合适的水流量。
在夏季制冷时,由于地表水的温度总是低于空气温度,机组运行效率比较高。
冷却水侧流量应根据放热负荷的大小。
在冬季制热时,必须保证机组换热器出口水温在2以上,因此水侧进出口温差一般保持在3以内,每千瓦热负荷的最佳流量为0.2m³/H 。
在气候寒冷地区,若冬季地表水温度在7以下时,则不适宜用开式热泵系统。
与土壤源热泵系统相比,闭式地表水源热泵系统的投资、泵的输送耗电量、湖水换热器的投资及运行费用方面均比较低。
与开式地表水源热泵系统比较,它的优点如下:
在热泵机组换热器内的循环介质为干净的水或防冻液,机组结垢的可能性很小。
湖水换热器环路水泵比开式系统的耗电量低。
这是因为开式系统要克服湖水到热泵机组的静水高度,而闭式系统则不用.闭式系统应用更广。
当冬季湖水温度较低时,为了防止机组换热器内循环液冻结,须采用闭式系统。
当湖水温度在7以下时,环路内就必须采用防冻液。
闭式系统的缺点:如果湖水换热器处于公共区域,有可能遭到人为的破坏;另外,当湖水或河水比较浅时,水温受室外大气温度的影响比较大,这将引起机组效率和制冷量的变化,但这个水温的变化对机组的影响比空气温度的变化对空气源热泵的影
响要小,也就是说,地表水源热泵机组的实际运行效率比空气源热泵机组要高;当湖水水质比较浑浊时,位于湖底的换热器可能结垢,影响传热效果。
闭式地表水源热泵系统的设计与闭式土壤源热泵系统相同,闭式地表水源热泵系统设计的关键是换热器的设计。
湖水的温度变化更复杂,比地下土壤或地下水的温度更难预测。
当湖水有足够的深度时,湖水温度存在分层现象,当水深超过10米, 时,夏季时湖底部水温几乎保持不变。
对于河水,一年四季中水温的变化比较大。
在冬季,湖水表面的温度最低,而湖底部的水温一般比水面高3-5,可作为热泵机组的良好热源,特别是当湖面结冰以后,冰作为一个天然的保温层,使得底部的水不受表面冷空气的影响,效果会更好。
湖水的传热形式如下:接受来自太阳的辐射热;水面的蒸发传热;与周围空气之间的对流热交换;湖水换热器的吸热或放热;湖底部土壤与湖水之间的热传导;湖水渗漏带走的热量;若湖水存在入流和出流的话,还包括带入和带走的能量。
夏季,以太阳辐射得热为主;当水温低于空气温度时,通过湖水表面的最大对流得热量仅为太阳辐射热量的10%.-20%.;湖水与底部土壤的导
热量更小;湖水的冷却主要通过蒸发传热。
在晚上,当大气温度降低后,湖水对大气传热以长波辐射为主。
湖水换热器的设计
湖水换热器的设计包括湖水换热器的类型、长度、直径、并联环路的数量、循环介质的进出口温差等。
湖水换热器有两种类型:松散的线圈状盘管和平铺的环状盘管。
由于松散的线圈状盘管往往相互重叠,在盘管周围存在“热点”或“冷点”(即靠近盘管的温度明显高于周围的水温),故传热效率比松散的环状盘管差,而且这种形式的换热器在制作安装时比较耗费时间。
因此在工程中,湖水换热器多做成多个松散的环状盘管,通过重物将其沉入湖底。
另外,松散的环状盘管单位长度的换热量比螺旋盘管大,因此所需换热器的长度大大减少。
制作湖水换热器最常用的材料是高密度聚乙烯塑料管,在美国也有采用铜管来制作的。
铜管导热性能比聚乙烯管要好,但它的使用寿命不如聚乙烯管。
当冬季湖水温度在5-7时,若换热器的进
出口温差为5,则会导致热泵机组入口水温低于0,此时必须采用
防冻液。
常用的防冻液有丙烯乙二醇,乙烯乙二醇、甲醇水溶液和乙醇水溶液。
丙烯乙二醇溶液的毒性比较小,但粘度较大,因此循环泵的耗功量增大。
当湖水温度在5$左右时,采用10%’的丙烯乙二醇溶液即可,该浓度防冻液的凝固点为-3。
乙烯乙二醇的特性与丙烯乙二醇相似,粘度稍低,但毒性稍高,有些地区在公共湖中限制使用乙烯乙二醇,以防泄漏污染。
甲醇和乙醇水溶液也常用做防冻液,粘性也比乙二醇低,相同浓度时的凝固点也比较低,目前最常用的防冻液就是乙醇水溶液。
湖水换热器的流量,也即管内流速对总传热系数影响不大,主要热阻为管壁导热热阻,因此只要保证流动为紊流即可。
建议每千瓦冷负荷的循环介质流量为0.05l/s ,换热器的管直径为25-40mm之间。
换热器的长度确定与土壤源热泵地热换热器的设计类似。
具体设计步骤如下:!首先确定换热器的形式,即确定采用松散的
线圈状换热器还是采用平铺的环状换热器。
"根据建筑物的冷
负荷和推荐的单位冷负荷的液体流量,初步确定换热器的管子直径。
根据资料查出当地湖水温度,然后分别确定夏季和冬季换热器的传热温差。
当换热器传热温差一定时,热泵机组换热器的入口温度即可确定。
根据换热器的类型、管径和传热温差,查表即可得到单位冷负荷和热负荷所需的换热器长度。
根据建筑物的冷热负荷分别求出冷、热负荷所需的换热器的长度,取其中的
最大值作为换热器的长度。
确定换热器总的循环流量,并求出所需并联的环路数量。
在实际工程中,人们最关心的问题是多大的自然水体能够满足工程需要。
对于公共区域的湖水,一般要求水温没有明显的升高,以保证对自然生态的影响最小。
建议单位冷负荷所需要的水体面积为不小于79㎡/kw,水深不低于3m,以满足制冷工况时的放热量和制热工况时的吸热量。
已知湖水总容积9.9万m³,水深7m。
建筑物设计面积2万㎡,估算总负荷在2400kw,综合以上分析,需求水体面积1.8万㎡,单位小时内水温升高0.02℃,基本满足方案要求。