第四章 水环热泵空调系统 水环热泵空调系统的定义、原理  水环热泵空调机系统的运行工况分析 水环热泵空调系统冷却塔与加热设备的选型 水环热泵空调系统的控制 水环热泵空调系统的优缺点分析  水环热泵空调系统的应用范围  水环热泵空调系统设计要点  水环热泵系统的创新 水环热泵空调系统的定义、原理 水环热泵发展历史与现状  水源热泵的定义    指以水为热源的可进行制冷/制热的一种热泵型整体式水—空气或水—水空调装置       水源热泵机组的分类 水源热泵机组机组标准  ANSI/ARI 320-1993水源热泵（Water-Source Heat Pump）    制冷工况：进水温度85 °F (29.4 ℃), 出水温度95°F  (35℃）   供热工况：进水温度70°F（21.1℃），水量同制冷工况。 ANSI/ARI 325-1993地下水源热泵（Ground Water-Source Heat Pump）      制冷工况：进水温度70°F（21.1℃）．水量由制造厂规定   供热工况：进水温度50 °F（10℃），水量同制冷工况。 ANSI/ARI 330-1993地源闭式环路热泵Ground-Source Closed-Loop）    制冷工况：进水温度77°F（25℃）．水量由制造厂规定   供热工况：进水温度32 °F （0℃），水量同制冷工况。    2000年1月1日起，这三条有关水源热泵的标准ANSI/ARI 320，325，330将被新的国际标准ARI/ISO-13256-1所取代  水环热泵空调系统的定义与原理 水环热泵空调机系统的运行工况分析  系统冷却塔与加热设备的选型 冷却塔的选择                                                   已知前提：   所需冷却水量(L/S)要求从几摄氏度冷却到几摄氏度   冷却塔安装地点的湿球温度           选型程序        同时使用系数ф, 一般取0.8—1.0之间，按具体使用情况定  系统排热量按夏季空调设计工况进行计算，同时考虑热泵压缩机输入功  单台水源热泵的水流量由产品样本提供，对多台水源热泵机组，系统水流量范围在0.14-0.21L/S·UST(UST为美制冷吨,下同)之间,一般取0.19L/S·UST,该值与工程所在地室外设计湿球温度有关  冷却塔出水温度T1按相应湿球温度查取， 冷却塔进水温度T2随使用情况变化而变化，  设计时由式T2=TS×ф+ T1（1-ф）确定，式中TS为热泵机组夏季设计工况下出水温度，一般取41℃。   加热装置的选择     水环热泵空调系统的控制  控制方法   控制对象 冷却塔控制   控制程序：     辅助热源的控制  循环水泵控制   主泵连续运行 主泵故障或系统缺水时备用泵自动投入运行  若持续缺水则停止系统运行。  由于水环热泵系统中循环水泵耗电占较大比例，使用变频泵是节省运行费用的重要措施。  系统保护   主循环泵和备用泵交替运行；  水环路发生故障时停止所有的水/空气热泵机组  水泵停止时任何热泵机组不得启动  水环热泵空调系统的优缺点  水环热泵空调系统的应用范围  从节能的角度来考虑   从业主经济角度来考虑   从初投资角度来考虑  系统设计要点 水/空气热泵机组容量的确定   （1）室内水/空气热泵机组制冷量（或制热量）的大小是机组进风参数、风量、水环路进水温度、机组水量等参数的函数。因此，设计时要按实际运行中工况（实际设计的室温和环路进水温度）来确定水/空气热泵机组的容量。 （2）通常，将从室内水/空气热泵机组总制冷量中减去风机电动机的输入功率后的值称为机组的计算净制冷量。机组的计算净制冷量才是真正能消除室内余热的部分。 （3）选择机组时，对周边区的房间来说，室内水/空气热泵机组应同时能满足冬、夏季设计工况下的要求。对内区房间来说，水/空气热泵机组仅按夏季设计工况选取。  环路水管道的设计     确定水循环管路管径时，应保证输送能力，并使损失和水流噪声减少到最小      推荐流速1.2 m/s     最低极限流速：0.45-0.6 m/s      机组风道的设计     （1)设计中要根据机组提供的机外余压值的大小来设计机组风管尺寸，否则将会影响机组的送风量。 （2）一般来说，机组的机外余压不大，因此，风管中风速不宜过大，一般为2-3m/s  冷却装置的选择  加热装置的选择  蓄热热装置的设定     高温蓄热装置     低温蓄热装置  低温蓄热装置原理 高温蓄热装置原理 水环热泵系统的创新 * * 一是可用于集中供冷、供热的水—水热泵机组，无四通换向阀，靠阀门转换 二是小型的水—空气热泵机组  系统流程 1 闭式冷却塔  2 加热装置 在何种条件下最节能节能？  同时使用系数的选取→计算系统排热量→冷却塔水流量的确定→冷却塔进、出水温度的确定→冷却塔型号的确定   一般应先计算出建筑物的热负荷，  减去总的水/空气热泵机组的压缩功、回收冷凝热，  最后乘以适当的同时使用系数，  得出加热装置的容量。  加热设备的类型与设置 由于水环热泵系统布置的分散性，其控制一般利用区域感温器和中央控制柜结合手控实现。  水源热泵机组、附属设备（冷却塔、辅助热源、循环水泵等）的控制与保护，系统的控制与保护。  打开排气阀，产生对流冷却→启动喷淋泵，淋温管束，产生蒸发冷却→启动风机，产生强迫对流和蒸发冷却→控制风机转速，节能运行。 冬季水环热泵系统通过检测环路水温控制锅炉或其它加热设备的启停，使之控制在环路水温10-21℃范围内运行。 节约能源  投资成本低  应用简单  管理灵活 压缩机的功率较大，因而  机组噪声较大 利用新风比较麻烦 必须同建筑和室内装潢紧密配合， 优点 缺点 WHLPAC systems using solar energy as a low grade heat source 

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