水源热泵系统设计.doc

水源热泵系统设计一、水源热泵设备选型⒈一般情况下按空调冷负荷确定机组型号，对于热负荷高的地区要校核采暖负荷。传统的系统——用较大的热负荷或冷负荷选择系统。以出水温度35℃的制冷量或以出水温度18℃的制热量作为选择水源热泵机组的依据。⒉无锅炉系统——用冷负荷选择水源热泵机组，房间的热损耗需用足够能量的电加热型加热器加以抵消。⒊水系统进水温度选定原则：一般制冷为15～35℃，制热为10～32℃，国标规定制造商参数标定按制冷进出水温度30/35℃，热泵制热进出水温度20℃。⒋水量及风量确定原则：一般每KW的水流量为0.19m3/h，风量为140～250m3/h。⒌实际制冷量及制热量会因室内设计干、湿球温度的不同而有所变化，应根据室内设计干、湿球温度进行修正。二、循环水系统设计水环系统通常有冷却塔、换热器、蓄热箱、辅助加热器、泵及相应管路组成。水环水温控制范围一般为15～35℃，在此温度范围内，一般不需要开冷却塔或辅助加热器。三、系统水流量设计水源热泵系统夏季需冷量的计算方法与其它系统相同。根据需冷量和所需的冷却水温差，各台水源热泵装置的循环水量即可求出，在考虑到装置的同时使用系数，即可得到整个系统所要求的夏季总冷却循环水量。一般来说，单一性质的建筑同时使用系数较高，综合性建筑则低一些。另水源热泵装置的数量越多，同时使用系数越小，反之则越大。同时使用系数可按以下原则来确定：⒈循环水量小于36m3/h时，同时使用系数取0.85～0.9⒉循环水量为36～54m3/h时，同时使用系数取0.85～0.85⒊循环水量大于54m3/h时，同时使用系数取0.75～0.8以上原则中所提到的循环水量是指各装置所需水量的累计值，把此值乘以同时使用系数即可得到系统实际所需的总循环水量，并以此作为循环水泵、冷却塔的选型参数以及循环水总管径确定的依据。四、系统形式水源热泵水路系统通常采用一次泵系统，运行简单、管理也比较方便。考虑到整个系统的运行可靠，系统中必须设置备用泵。水系统的循环泵建议多台并联。为保证每一台水源热泵机组都得到所需水流量，其水系统一般建议采用同程式；每一个分支管路上最好加上平衡阀。考虑到建筑物的特点，为了配管方便，有时也可采取直接回水的异程式方案。五、循环水管设计⒈确定循环水管的管径时，需要保证能输送设计水流量，使摩擦损失和水流噪音最小，以获得经济合理的效果。⒉循环管径越小，流速越高，相应摩擦损阻力变大，水流噪音也大。⒊当确定管径时，对于50mm直径的水管，极限水流速度为1.5～2m/s，在极限水流速以下时，可以减小水泵扬程和水流噪音。⒋水流速度的低限为0.45～0.6m/s时，水流速度过低时，不便于带走水中的空气。⒌循环水管可选用焊接钢管、铜管、PVC塑料管，PVC塑料管具有不受腐蚀，易加工安装，节省投资，易清洗的优点，但具有热膨胀系数高及不耐高温的缺点，需要设置较多的支吊架。六、循环泵循环水泵的选择必须注意以下几点：⒈必须满足预先确定的流量、扬程和功率要求。⒉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的问题。⒊设断路继电器，以便在水系统产生水流故障时关闭热泵机组。⒋计算水泵扬程时，必须考虑冷却塔、锅炉或加热器、水过滤器、水源热泵、管道和零配件（例如阀门）等的摩擦阻力。⒌水泵的功率根据整个系统流量和水泵扬程确定，公式为：扬程（m）×流量（L/S）×r(kg/L)水泵轴功率（KW）=────────────────r–流量的容量，kg/L102×水泵效率若循环水中加入防冻剂时，水泵轴功率将会增加。七、冷却塔水源热泵循环水系统一般做成密闭式系统，不直接与大气接触。采用封闭式蒸发冷却塔是一种较好的选择。选择闭式冷却塔，必须已知所需冷却水的水量和水源热泵冷却水的进出水温度，以及冷却塔安装地点的空调设计室外湿球温度。选型程序：⒈确定冷却水温度；⒉确定进出水温度差和空气湿球温度；⒊求出排热系数；⒋计算排热系数；⒌求出修正后负荷；⒍按照流量查找等于或大于排热能力的机型，确定何种型号闭式冷却塔。另一种冷却装置是开放式冷却塔加热交换器（通常采用板式换热器），用热交换器把冷却水与循环水分开。为了保证热交换器能正常工作，一般来说至少应采用两台以上并联运行。八、板式热交换器选用板式热交换器冷却水、循环水进出口水温的确定，要根据当地的气象条件（主要指夏季空调湿球计算温度）及一次投资和运行费用的比较来定。一般情况下，冷却水的供水温度要比当地的夏季空调湿球温度高4～6℃，冷却水的温差为4～6℃，循环水的出水温度比冷却水的供水温度高2℃左右，循环水温度取5℃左右。九、蓄热装置为了缩小辅助热源的容量，充分利用夜间廉价的电力，也为克服内、外区的水源热泵之间热量转移的不平衡性，保证水温的稳定，还可采用蓄热装置。蓄热水箱的容积以每KW总冷负荷10～20升容积来计算。