第三章水源热泵空调系统

地下水源热泵空调系统的设计与应用随着社会的不断发展，对于建筑工程的要求也越来越高。

如何实现低碳环保、节能减排已成为建筑节能技术的热点问题。

作为一种比传统空调更为节能的新型空调方式，地下水源热泵空调系统逐渐受到设计师和业主的青睐。

本文旨在探讨地下水源热泵空调系统的设计与应用，为相关工程师和设计师提供借鉴。

一、地下水源热泵空调系统概述地下水源热泵空调系统采用地下水源作为热源和冷源，通过热泵技术将地下水源的低温热能提取出来，加以处理实现供热或制冷，提高建筑物的能源利用效率。

该系统以独立循环为主要特点，能够实现快速供热和制冷，成为替代传统空调的有效方案。

二、地下水源热泵空调系统的设计1.选址以及水文地质条件的调查地下水源热泵空调系统的热源及冷源均来自地下水，因此选址是非常重要的。

选址时需要考虑到地下水的储量和水质情况，尽量选择储量大的地方，并保证水质适合使用。

同时，还需要对水源地进行水文地质条件的调查，包括地下水的地质构造、水文地质特征、水文地质条件及污染状况等方面的研究，确保地下水的供需平衡和保护地下水资源。

2.系统的热负荷计算热负荷计算是地下水源热泵空调系统设计中必不可少的一步。

通过热负荷计算确定建筑物的实际热负荷，预测冬季供暖和夏季制冷的需求量。

在参数设置时，应考虑空间方位、朝向、立面表面的结构特征以及建筑物的热阻等因素来考虑，确保热泵系统的正常运行。

3.管道系统的设计管道系统是地下水源热泵空调系统中的核心部分。

在设计时，需要确保管道系统与周围环境良好的热交换作用，使地下水源的低温热能得以有效利用。

同时，设计人员应考虑管道的保温性、密闭性、排水系统，以及连接和管道件的操作性和可靠性等方面的要求，确保系统的安全性、稳定性和高效性。

三、地下水源热泵空调系统的应用地下水源热泵空调系统是一种以环保、节能为核心的新型空调方式，已经得到了广泛应用。

特别在一些高端别墅、商业办公大厦、学校及医院等建筑项目中，地下水源热泵空调系统已成为必不可少的装备。

泰州罗兰金都购物公园水源热泵空调系统初步方案目录第一章项目简介 (3)1.1 项目概况 (3)1.2 项目负荷分析 (4)1.3 当地天然气价格及电价 (5)第二章水源热泵空调系统简介 (6)2.1 热泵的基本概念 (6)2.2 热泵的优点 (6)2.3 热泵基本分类 (6)2.4水源热泵技术的概念和工作原理 (7)2.5 水源热泵系统的特点 (8)第三章水源热泵空调技术方案 (11)3.1能源站的位置确定 (11)3.2水源热泵系统水源水小时流量的计算 (12)3.3取回水方式与取回水管线敷设初步确定 (13)3.3.1 取回水方式确定 (13)3.3.2 取回水管线的布置 (15)3.4水源水管确定 (15)3.5水源水处理措施 (16)3.5.1水处理主要措施 (16)3.5.2水处理工艺流程 (16)3.5.3 胶球清洗装置 (17)第四章年运行费用及初投资分析 (18)4.1水源热泵系统年运行费用及初投资及估算 (18)4.1.1年运行费用估算 (18)4.1.2初投资费用估算 (19)4.2传统空调系统初投资及运行费用估算 (20)4.2.1年运行费用估算 (20)4.2.2初投资费用估算 (21)第五章两种空调系统经济分析 (22)5.1 初投资与运行费用分析 (22)5.2 综合结论及建议 (22)第六章系统投资、运行方式设想 (23)6.1 传统的运营方式 (23)6.2 国外成功的运营方式 (23)第一章项目简介1.1 项目概况泰州罗兰金都购物公园是由泰州罗兰金都购物公园有限公司投资兴建的集购物、休闲、娱乐、商务、文化、饮食及观光旅游等多种功能于一体的大型商业综合体。

项目用地面积近100亩，建筑占地面积28104平方米,总建筑面积约170346平方米，项目距离泰州CBD(中心商业区)西5公里左右，邻近泰州引江河风光带，城市15路、21路、113路等公交城市大巴直抵项目，以及购物公园自有的30辆罗兰大巴，交通四通八达，车流、人流高度积聚，极为便利。

水源热泵空调设计手册I. 简介水源热泵空调系统是一种利用地下水、湖水、海水等水源进行热交换的空调系统。

本手册旨在提供水源热泵空调系统的设计指南，包括系统原理、设计要点、安装方法等。

II. 系统原理水源热泵空调系统基于热泵技术，通过地下水等水源进行热交换，从而实现冷热能的调节。

其基本原理如下：1. 热能采集水源热泵空调系统首先利用水源（地下水、湖水等）作为冷热源，通过水泵将水送入热交换器。

在热交换器中，采用换热管将水体与制冷剂进行热交换，从而将水体中的热能传递给制冷剂。

2. 热能转换经过热交换器后，制冷剂被蒸发器中的蒸发器风扇吹入室内机组内部。

在蒸发器内，制冷剂吸收室内空气的热量，从而实现室内空气的降温。

同时，制冷剂发生相变并变为气态。

3. 热能分发气态制冷剂经过压缩机的作用，形成高压高温的气体，然后通过换热器将其与水进行热交换。

热能再次传递给水，以实现供热的目的。

III. 设计要点1. 选择水源在进行水源热泵空调系统设计之前，需要进行水源调研和评估。

选择水质优良、容易获取的水源，以确保热交换效果和系统稳定性。

2. 确定制冷剂合适的制冷剂是水源热泵空调系统设计的关键因素之一。

应根据系统的制冷和供热需求，综合考虑制冷剂的性能、环保性以及可靠性等因素进行选择。

3. 确定热交换器热交换器的设计与选择对系统的性能和效率有着直接影响。

应综合考虑热交换器的换热效率、压降、耐久性等因素，选择合适的热交换器类型（如管式、板式等）和尺寸。

4. 选用适当的水泵和风扇水泵和风扇的选用对系统运行效率和能源消耗有着重要影响。

应根据系统的热负荷、水流量、风量等参数合理选定水泵和风扇的类型和规格。

5. 考虑系统的管路设计合理的管路设计可有效减少压降和能源损耗，提高系统的性能和效率。

应在设计过程中综合考虑管路长度、直径、材料等因素，确保系统的稳定性和经济性。

IV. 安装方法1. 水源系统的安装水源系统包括水源井、水泵等设备的安装。

水源热泵空调设计手册
水源热泵空调系统是一种利用水源热能进行制冷和供暖的绿色能源系统。

它可以在不同季节和气候条件下，为建筑物提供舒适的室内环境。

本手册将介绍水源热泵空调系统的设计原理、组成部分、安装调试、运行维护等内容，旨在为相关工程师和技术人员提供一份全面的设计手册。

第一章设计原理
水源热泵空调系统利用水源热能进行热交换，通过热泵循环过程实现制冷和供暖。

系统包括蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀等主要组成部分。

设计原理涉及热能传递、制冷剂循环、热泵循环等方面的基本理论。

第二章组成部分
水源热泵空调系统由水源换热器、蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、水泵、管路系统等组成。

本章将详细介绍各组成部分的功能、特点和选型原则，并结合案例对常用配置进行分析和比较。

第三章设计与安装
水源热泵空调系统的设计需要考虑建筑物的使用需求、水源条件、系统容量、管道布局等因素。

本章将介绍系统设计的步骤、设计参数的确定、水源热泵的选择等内容，并对系统的安装调试要点进行详细说明。

第四章运行与维护
水源热泵空调系统的运行稳定性和能效性与系统的维护有密切关系。

本章内容将围绕系统的运行管理、定期检查与维护、故障排除等方面展开，提供系统维护的相关知识和经验。

结语
水源热泵空调系统以其高效节能、环保健康的特点，在建筑环境中得到了广泛应用。

希望本手册能够帮助读者更好地理解水源热泵空调系统的设计与应用，为相关工程实践提供指导。

同时也期待读者在实际工程中不断总结和创新，推动水源热泵空调技术的发展与应用。

第三章地源热泵系统的设计及计算一说到设计，人们往往想到的是工程技术人员的计算和绘图，当然这些都属于设计领域里的工作，而寻找解决问题的途径，也是设计任务之一。

设计本身包括寻找解决问题的途径，所以它不限于事先构思，更不排斥实践，而应是思维活动与实践活动的统一。

空调设计的任务及目的，就是把现有能效高的设备组织好、使用好、充分发挥它们的作用。

现代空调系统的不断发展使建筑物内的设施日益增多和复杂，这对改善人们的生活和工作环境有着积极作用，但同时也带来了由于系统设计、工程施工和运行管理不当而造成对自然环境和人体健康有害的因素。

所以反过来力求解决这些问题就成为一种主要的推动力，促使空调技术更进一步向前发展。

目前，建筑节能的重要性越来越引起人们的关注。

从建筑设计方面来看，提高隔热保温性能，采用合理的朝向，增设必要的遮阳等可以减少空调负荷，降低能耗。

对于确定的空调负荷，提高设备的效率和优化运行过程提供相应的硬件软件，都成为降低能耗的关健。

空调系统的设计一般采用工况设计法，是以夏季和冬季室外空气设计参数为依据的典型工况进行计算，并且是按最不利情况考虑，按照设备的额定工况选择指标。

所以，设备选型较大。

空调设备经常处于部分负荷状态下运行，必须要求设备在部分负荷运行时也能高效率运行。

避免负荷变化了，而设备不能作相应调节，出现大马拉小车的现象；或设备也能调节负荷，但调节性能差，耗能指标落后。

因此，设计的任务就是要用先进的自控技术将空调全工况下的性能调整到最佳程度，这就是所谓的过程设计方法。

一、中央空调设计主要参考以下的规范及标准1、通用设计规范1)．《采暧通风及空气调节设计规范》（GB50019-2003（2003年版））；2)．《采暖通风及至气调节制图标准》（GBJ114－88）3)．《建筑设计防火规范》（GBJ116－87）4)．《高层民用建筑设计防火规范》（ GBJ0045－95）5)．《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》（JGJ26-95）2．专用设计规范：1)．《宿舍建筑设计规范》（JGJ36-87）2)．《住宅设计规范》（GB50096-99）3)．《办公建筑设计规范》（JG67－89）4)．〈旅馆建筑设计规范〉（JGJ67-89）5)．《旅游旅馆建筑热土与空气调节节能设计标准》（GB50189-93）6)．《地源热泵系统工程技术规范》（JGJ142－2004）7)．《地面辐射供暖技术规范》（GB50366－2005）8)．其它专用设计规范3．专用设计标准图集：1)．《暖通空调标准图集》2)．《暖通空调设计选用手册》（上、下册）3)、其它有关标准二、空调冷、热负荷计算空调负荷是指为保持室内空气设计条件，单位时间内室内空气输入或排出的热量，前者称为热负荷，后者称为冷负荷。

水源热泵空调设计手册第一章绪论1.1 水源热泵空调系统概述水源热泵空调系统是利用水源热泵原理，通过地下水、湖泊水、江河水等水源作为热源，采用空气冷凝器进行换热，实现建筑物的供暖、制冷与热水供应等多种功能的综合利用系统。

本手册旨在介绍水源热泵空调系统的设计原理、选型规范、施工安装以及运行维护等内容，为相关专业人士提供设计与实施的指导。

1.2 水源热泵空调系统的优势• 高效节能：利用水资源作为热源，换热效率高，节能环保。

• 环境友好：减少对大气环境的污染，减缓城市热岛效应。

• 多功能应用：能够同时满足供暖、制冷和热水等多种需求。

• 灵活性强：适用于不同地区、不同规模的建筑物，具有较强的适用性。

• 操作维护便捷：系统设备简单，运行稳定，维护成本低。

第二章系统设计2.1 设计原则水源热泵空调系统的设计应充分考虑建筑物的用途、热负荷、水源条件等因素，合理确定系统参数和设备容量，确保系统能够满足各项运行要求。

2.2 设计步骤• 需求分析：根据建筑物的使用需求，确定系统的功能要求。

• 热负荷计算：通过对建筑物的热传递过程进行分析，确定系统的热负荷。

• 系统选择：根据热负荷计算结果，选择合适的水源热泵机组和相关设备。

• 系统布局：设计系统的设备布置、管道布局和控制方式等。

• 设备选型：选取合适的水泵、换热器、管道、阀门等设备，并进行整体配套。

第三章施工安装3.1 施工准备• 系统设备进场：对各项设备进行验收，并按照说明书要求进行存放。

• 施工方案制定：根据设计方案进行施工计划制定，并做好相关安全预防措施。

• 施工人员培训：对施工人员进行系统设备的操作和安装培训。

3.2 安装步骤• 水源热泵机组安装：按照机组布置图进行机组的吊装和安装。

• 管道安装：根据设计要求进行管道的敷设和连接，并进行密封性测试。

• 控制系统安装：安装控制柜、传感器、执行器等设备，并进行联调测试。

3.3 质量验收• 对施工完成的系统进行验收，确保系统设备安装质量和性能达到设计要求。

◆第三章热泵的低位热源和驱动能源1、低位热源的种类：空气源（一般为环境空气）；水源（①地表水②地下水③海水等）；土壤源（又称地源）；太阳能（清洁能源）；工业或民用余废热（废水或废气）要求：1）要有足够的数量和较高的品位；2）没有任何附加费用或仅有极少的附加费用；输送热量的载热（冷）剂的动力消耗要尽可能小；3）载热（冷）剂对金属材料应无（或尽量小）腐蚀作用；4）热源温度的时间特性和供热的时间特性应尽量一致；5）热源的载热剂应尽量洁净、无杂质；热6）源与系列化的热泵产品应匹配。

♦热源的蓄热问题（蓄热装置可减小热泵装置的容量，使热泵能经常在高效率下运行）2、空气源热泵的优缺点：1）取之不尽、用之不竭，可无偿地获取，安装使用方便；2）热泵的容量和制热性能系数受室外空气的状态参数（如温度和相对湿度）影响大，容易造成热泵供热量与建筑物耗热量之间的供需矛盾。

3）冬季室外温度很低时，室外换热器表面容易结霜，导致热泵制热性能系数和可靠性降低，甚至无法正常供热。

4）需要较大的空气循环量（空气的热容量较小），因此，风机的容量也相应增大，运行费用和噪音大大增加。

3、水源热泵的优缺点：♦水的热容量大，传热性能好，换热设备结构紧凑。

♦水温较稳定，故热泵运行工况也较稳定♦可使用地表水（河水、湖水、海水），地下水（深井水、泉水、地热水等），生活废水和工业用水（工业冷却水、生产工艺排放的废温水、污水等），来源广阔。

♦必须靠近水源，应设有蓄水装置♦对水质有一定的要求（洁净度、防腐蚀等问题）地下水的优点：无论是深井水还是地热水，都是热泵良好的低位热源。

地下水位于较深的地方，随季节气温的波动很小；特别是深井水的水温常年基本不变，对热泵的运行十分有利。

（地下水超采：浅层地下水超采，深层承压水回灌）井水:1）潜水是指埋藏于地表以下，饱和水袋中第一个具有自由表面的含水层的水；2）承压水是指充满于上下两个稳定隔水层之间的含水层中的重力水。

深井回灌♦夏灌冬用：把夏季温度较高的江河水，或经热泵冷凝器使用后的冷却水、太阳能集热器加热后的水通过深井管回灌到地下含水层中储存起来，冬季再从深井中将水抽出作为热泵的热源。