地源热泵应用.pdf

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1、地 源 热 泵 机 组 技 术 手 n n第 一 章 概 述 第 一 节 地 源 热 泵 中 央 空 调 简 介 及 系 统 组 成：1.地 源 热 泵 概 述：1.1 地 源 热 泵 GSHP(Ground.Source.Heat-Pump)、又 称 地 源 中 央 空 调，是 利 用 地 球 所 储 藏 的 太 阳 能 资 源 作 为 冷 热 源，进 行 能 置 转 换 的 供 暖 制 冷 空 调 系 统。它 利 用 地 下 常 温 土 壤 或 地 下 水 温 度 相 时 稳 定 的 特 性：1.2 冬 季：当 机 组 在 制 热 模 式 时，就 从 土 壤/水 中 吸 收 热 量，通 过

2、 电 驱 动 的 压 缩 机 和 热 交 换 器 把 大 地 的 热 量 集 中，并 以 较 高 的 温 度 释 放 到 室 内。1.3 夏 季：当 机 组 在 制 冷 模 式 时，就 从 土 壤/水 中 提 取 冷 量，通 过 机 组 的 运 行 将 冷 量 集 中，送 入 室 内，同 时 将 室 内 的 热 量 排 放 到 土 壤/水 中，达 到 空 调 的 目 的。1.4 用 一 套 设 备 可 以 满 足 供 热 和 制 冷 的 要 求，同 时 还 可 以 提 供 生 活 热 水，减 少 了 设 备 的 初 投 资，是 最 经 济 的 节 能 环 保 型 中 央 空 调 系 统。2.系

3、 统 工 作 原 理 图：制 冷 时：井 水 为 机 组 的 排 热 源，制 冷 剂 在 蒸 发 器 内 吸 热 蒸 发，制 取 7 冷 水，冷 水 送 入 房 间 使 用，制 冷 剂 再 经 压 缩 机 成 高 温 高 压 的 过 热 蒸 汽，进 入 冷 凝 器。由 井 水 带 走 热 量 排 至 井 中。制 热 时：井 水 为 机 组 的 吸 热 源，制 冷 剂 在 蒸 发 器 内 吸 取 井 水 热 量 蒸 发，井 水 回 灌 井 内，制 冷 剂 再 经 压 缩 机 成 高 温 高 压 的 过 热 蒸 汽，进 入 冷 凝 器，加 热 循 环 水，制 取 45 50 的 热 水。板 太 摭

4、 热 M压 缄 机 3.地 源 热 泵 中 央 空 调 系 统 的 组 成：3.1 地 源 热 泵 中 央 空 调 系 统 是 由 末 端（室 内 空 气 处 理 末 端 等）系 统，地 源 热 泵 中 央 空 调 主 机（又 称 为 地 源 热 泵）系 统 和 地 源 水 系 统 三 部 分 组 成。3.2 为 用 户 供 热 时，地 源 热 泵 中 央 空 调 系 统 从 地 下 水 源 中 提 取 低 品 位 热 能，通 过 电 能 驱 动 的 地 源 热 泵 中 央 空 调 主 机（热 泵）“泵”送 到 高 温 热 源，以 满 足 用 户 供 热 需 求。3.3 为 用 户 供 冷 时

5、，地 源 热 泵 中 央 空 调 系 统 将 用 户 室 内 的 余 热 通 过 地 下 水 源 中 央 空 调 主 机（制 冷）转 移 到 地 下 水 源 水 中，以 满 足 用 户 制 冷 需 求。3.4 用 户（室 内 末 端 等）系 统 由 用 户 侧 水 管 系 统、循 环 水 泵、水 过 滤 器、静 电 水 处 理 仪、各 种 末 端 空 气 处 理 设 备、膨 胀 定 压 设 备 及 相 关 阀 门 配 件 等 组 成。3.5 地 源 热 泵 中 央 空 调 主 机 系 统 由 压 缩 机、蒸 发 器、冷 凝 器、膨 胀 阀、各 种 制 冷 管 道 配 件 和 电 器 控 制 系

6、 统 等 组 成。3.6 水 源 水 系 统 由 水 源 取 水 装 置、取 水 泵、水 处 理 设 备、输 水 管 网 和 阀 门 配 件 等 组 成。3.7 制 冷 工 况 可 通 过 阀 门 切 换 来 实 现，即 使 水 源 水 进 冷 凝 器，蒸 发 器 的 冷 冻 循 环 水 接 用 户 系 统。（反 之 则 为 供 热 工 况）第 二 节 地 源 热 泵 中 央 空 调 系 统 的 一 般 性 特 点 1.节 能 高 效、节 能 是 水 源 中 央 空 调 系 统 的 显 著 特 点。其 一 次 能 源 利 用 率 在 目 前 常 见 的 中 央 空 调 系 中 居 首 位。（见

7、 表 1 1）各 种 中 央 空 调 系 统 一 次 能 源 利 用 率 比 较 表 1 T中 央 空 调 方 案（冷 热 工 况）一 次 能 源 利 用 率 水 源 中 央 空 调 系 统 节 能 效 率 100%备 注 冷 水 机 组+电 热 锅 炉 0.99 25冷 水 机 组 e=5电 热 锅 炉 E=0.33E o=(0.33X5+0.33)/2冷 水 机 组+燃 煤 锅 炉 1.158 12冷 水 机 组 e=5.2燃 煤 锅 炉 E=0.60氏=(0.33X 5.2+0.6)/2冷 水 机 组+燃 油（气）锅 炉 1.225 7冷 水 机 组”5燃 油(气)锅 炉 E=0.80E

8、 0=(0.33X 5.2+0.8)/2风 冷 热 泵 0.99 25风 冷 热 泵=3E o=O.33*3蒸 气 溟 吸 冷 水 机 组+煤 锅 炉 0.57 57蒸 气 浪 吸=0.9煤 锅 炉 E=0.6E o=(0.9X 0.6+0.6)/2蒸 气 溟 吸 冷 水 机 组+燃 油（气）锅 炉 0.76 42蒸 气 溟 吸 e=0.9燃 油 气 锅 炉 E=O.8E o=(0.9X0.8+0.8)/2直 燃 型 溟 吸 冷 水 机 组 0.95 28直 燃 型 溟 吸 冷 水 机 组 E o=O.95水 源 中 央 空 调 系 统 1.32水 源 中 央 空 调 二 4E o=O.339

9、X4从 表 1-1看 出，水 源 中 央 空 调 系 统 的 一 次 能 源 利 用 率 在 所 有 中 央 空 调 系 统 q 是 最 高 的，所 以 是 理 想 的 高 效、节 能 型 中 央 空 调 系 统。1.1 环 保 与 传 统 的 中 央 空 调 相 比，水 源 中 央 空 调 系 统 是 环 保 型 中 央 空 调 系 统。1.1.1 水 源 中 央 空 调 系 统 没 有 冷 却 塔、不 需 要 小 型 锅 炉，不 产 生 象 冷 却 塔 常 见 的“军 团 菌”等 污 染 物，也 没 有 小 型 锅 炉 产 生 的 大 量 粉 尘、有 害 气 体 等 污 染 物。1.1.2

10、 燃 油 气 锅 炉 供 暖 和 中 央 空 调 系 统 供 热 相 比（发 电 厂 耗 油），每 100KJ供 热 量 所 产 生 的 有 害 气 体 比 较 如 下：表 1-2（例 如 100KJ热 量）项 目 油 锅 炉 发 电 厂（中 央 空 调 系 统 用）备 注 co,4.51 1.41 1：0.32S026.5 0.48 1：0.07NO：3.6 0.96 1：0.271.1.3 从 上 表 看 出 在 供 热 量 相 同 时（100KJ）,水 源 中 央 空 调 系 统（耗 电）对 环 境 产 生 的 污 染 物 比 燃 与 锅 炉 少 得 多。1.1.4 煤 锅 炉 和 水

11、源 中 央 空 调 系 统 供 热（发 电 厂 燃 煤）相 比，同 样 供 热 量 情 况 下，水 源 中 央 空 调 系 统（发 电 厂）所 产 生 的 污 染 物（粉 尘、C 0 2、C O、S02、N O 2 等）只 是 直 接 燃 煤 锅 炉 供 热 产 生 的 污 染 物 的 1/5o1.2 开 发 利 用 低 品 位 热 能：我 国 的 水 资 源（包 含 生 活、生 产 中 产 生 废 水、弃 水 等）储 有 大 量 的 低 品 位 热 能，在 保 护 水 资 源 的 前 提 下，怎 样 提 取 和 利 用 这 些 热 能 为 人 们 生 活、生 产 服 务 是 世 界 性 课

12、题。水 源 中 央 空 调（地 源 热 泵）系 统 是 解 决 这 一 课 题 的 有 效 手 段 之 一。1.3 节 水 地 源 热 泵 中 央 空 调 系 统 因 没 有 冷 却 塔，不 消 耗 成 本 自 来 水，因 此，它 是 节 水 的 中 央 空 调 系 统。1.4 节 资 1.4.1 水 源 中 央 空 调 系 统 比 其 它 中 央 空 调 系 统 投 资 少。（见 表 1-3）各 种 中 央 空 调 系 统 初 投 资 比 较 表 广 31.4.2中 央 空 调 系 统 运 行 费 用 比 较。式 造 价 冷 水 机 组 燃 煤 锅 炉 冷 水 机 组 燃 油 气 锅 炉 直

13、 燃（油 气）溟 吸 机 风 冷 热 泵 水 源 中 央 空 调 系 统 单 位 面 积 工 程 造 价 元/平 方 米 240-280 240-280 260-300 280-320 220-260单 位 面 积 工 程 造 价 元/平 方 米 240-280 240-280 260-300 280-320 220-260各 种 中 央 空 调 系 统 运 行 费 用 比 较 表 1-4式 造 价 冷 水 机 组 燃 煤 锅 炉 冷 水 机 组 燃 油 气 锅 炉 直 燃（油 气）嗅 吸 机 风 冷 热 泵 水 源 中 央 空 调 系 统 单 位 面 积 运 行 费 用 元/平 方 米 13

14、-28 30-55 40-78 17-35 12-251.5 舒 适：水 源 中 央 空 调 系 统 的 用 户（末 端）系 统 能 应 用 中 央 空 调（末 端）的 全 部 技 术 和 手 段。能 实 现 人 类 对 人 工 环 境 的 梦 想。第 三 节 水 源 中 央 空 调 系 统 应 用 条 件 1.作 为 最 佳 的 中 央 空 调 系 统 方 案 水 源 中 央 空 调 系 统，在 具 体 的 工 程 项 目 中 能 否 合 理 地 应 用，主 要 取 决 电 源 条 件 和 水 源 条 件。2.一 般 来 说：水 源 条 件 取 决 四 个 因 素：2.1 水 源 水 的 获

15、 取 2.2 水 量 2.3 水 温 2.4 水 质 3.水 源 水 的 获 取：3.1 对 于 地 表 水、湖 水、海 水、江 河 水、城 市 废 水、工 业 废 水 等 水 源 的 利 用，政 府 一 般 不 进 行 干 预，有 的 水 源 水（如 城 市 污 水、工 业 废 水）政 府 还 有 鼓 励 利 用 的 优 惠 政 策。3.2 对 于 地 下 水，作 为 国 家 的 资 源 之 一，政 府 对 开 采 与 使 用 有 各 种 限 制 政 策 和 法 规。要 获 取 地 下 水 时,要 通 过 有 关 政 府 主 管 部 门 的 批 准 方 可。水 资 源 管 理 部 门 各 地

16、 设 置 不 同，大 体 上 有 如 下 部 门 进 行 管 理：规 划 局、市 政 局、地 矿 局、节 水 办 等。4.水 源 水 量：水 源 水 量 是 否 满 足 具 体 工 程 的 要 求，与 建 筑 物 冷（热）负 荷 的 大 小、空 调 系 统 的 运 行 方 式、空 调 系 统 设 计 方 案（例 如 是 否 采 用 蓄 水 池、是 否 采 用 辅 助 加 热 或 辅 助 冷 却 方 式）和 水 源 水 的 温 度 等 因 素 有 关 应 通 过 全 面 的 分 析、精 确 的 计 算 和 合 理 设 计 解 决。5.水 源 水 温：一 般 来 讲，水 源 中 央 空 调 系 统

17、 对 水 源 水 温 度 要 求 的 范 围 是；制 冷 情 况 下，进 蒸 发 器 的 水 温 为 1022；制 热 情 况 下，进 冷 凝 器 的 水 温 为 18 4 0 36.水 质：对 于 水 源 中 央 空 调 系 统 主 机 而 言，进 入 其 冷 凝 器、蒸 发 器 的 水 质 有 较 高 要 求，如 果 水 源 水 质 达 不 到 要 求 时，可 采 取 各 种 处 理 手 段 来 满 足 水 源 中 央 空 调 主 机 对 水 质 的 要 求。因 此，一 般 来 讲，水 源 水 质 不 是 影 响 水 源 中 央 空 调 系 统 应 用 的 主 要 因 素。第 二 章 水

18、源 中 央 空 调 系 统 主 机 设 备 第 一 节 热 泵 概 述 水 源 中 央 空 调 技 术 是 热 泵 技 术 的 一 种，在 此 对 热 泵 的 工 作 原 理 及 分 类 作 简 单 的 介 绍。1.热 泵 的 定 义、工 作 原 理 和 分 类：按 新 国 际 制 冷 辞 典 的 定 义，热 泵 就 是 以 冷 凝 器 放 出 的 热 量 来 供 热 的 制 冷 系 统。热 泵 与 制 冷 机 在 工 作 原 理 上 是 相 同 的，就 是 输 入 一 定 高 品 位 能 源（如 电 能）驱 动 压 缩 机，使 工 质（如 R22）在 系 统 中 循 环 运 动 并 反 复

19、发 生 物 理 相 变，在 蒸 发 器 中 汽 化 吸 热，在 冷 凝 器 中 液 化 放 热，从 而 实 现 吸 热 制 冷 或 放 热 制 热 的 目 的。热 泵 与 制 冷 机 的 区 别 主 要 是 两 者 的 目 的 与 情 况 不 同。热 泵 是 从 环 境 温 度 条 件 下 吸 热 并 将 热 量 传 递 到 高 于 环 境 温 度 的 场 所 释 放，从 而 实 现 制 冷 或 供 暧。而 制 冷 机 是 从 低 于 环 境 温 度 的 场 所 吸 热 并 将 热 量 排 放 到 环 境 中 去，从 而 对 该 场 所 制 冷。热 泵 的 分 类 有 多 种，可 按 工 作

20、原 理、热 源、功 能、用 途、驱 动 方 式、压 缩 机 类 型、供 热 温 度 利 安 装 方 式 等 将 热 泵 分 为 不 同 种 类。其 中，按 热 源 和 供 热 介 质 的 组 合 方 式 可 将 蒸 气 压 缩 式 热 泵 划 分 为 六 种 类 型:即 空 气 一 空 气 热 泵、空 气 一 水 热 泵、水 一 空 气 热 泵、水 一 水 热 泵、土 壤 一 空 气 热 泵 和 土 壤 一 水 热 泵。本 章 重 点 介 绍 蒸 气 压 缩 式 热 泵。2.蒸 气 压 缩 式 热 泵：可 供 空 调 制 热 和 制 冷 的 最 为 普 遍 的 几 种 热 泵 形 式。1.空

21、气-空 气 热 泵（如 图 2 1）图 2 7 空 气-空 气 热 泵 这 是 最 普 通 的 热 泵 型 式。特 别 适 用 于 由 工 厂 制 造 的 单 元 式 热 泵，广 泛 地 用 于 住 宅 中。该 类 热 泵 中，热 源（制 冷 运 行 时 为 冷 却 介 质）和 供 热（冷）的 介 质 均 为 空 气。可 通 过 电 机 驱 动 和 手 动 操 作 的 换 向 阀 来 进 行 内 部 切 换，以 使 被 空 调 房 间 获 得 热 量 或 冷 量。在 该 系 统 中，一 个 换 热 盘 管 作 为 蒸 发 器，而 另 一 个 作 为 冷 凝 器。在 制 热 循 环 时，被 调

22、的 空 气 流 过 冷 凝 器，而 室 外 空 气 流 过 蒸 发 器。工 质 换 向 则 成 了 制 冷 循 环，被 调 的 空 气 流 过 蒸 发 器 而 室 外 空 气 流 过 冷 凝 器。2.空 气-水 热 泵（如 图 2-2）热 泵 型 式 热 源 热 汇 供 热（冷）介 质 转 换 方 式 制 热 制 冷 制 冷 和 制 热 空 气-水 热 泵 空 气 水 热 泵 工 质 换 向 A M4期 母 加 1 1-*=M-图 2-2 空 气-水 热 泵 这 是 风 冷 热 泵 型 冷（热）水 机 组 的 常 见 型 式。与 空 气 一 空 气 热 泵 的 区 别 在 于，室 内 侧 采

23、用 水 作 为 传 热 介 质，冬 季 按 制 热 循 环 运 行，供 热 水 为 空 调 系 统 采 暖。夏 季 按 制 冷 循 环 运 行，供 冷 水 为 空 调 系 统 供 冷。制 热 与 制 冷 循 环 的 切 换 通 过 换 向 阀 改 变 热 泵 工 质 的 流 向 实 现。t3.水-空 气 热 泵（如 图 2-3）热 泵 型 式 热 源 热 汇 供 热（冷）介 质 转 换 方 式-简 图、-制 热 制 冷 制 冷 和 制 热 水-空 气 热 泵 水 空 气 热 泵 工 质 换 向 二 3-1 1 1 1 1 1%4 T N 12图 2-3 水-空 气 热 泵 4.水 一 水 热

24、泵（如 图 2-4）这 类 热 泵 制 冷 的 热 源（或 制 冷 时 的 冷 源）为 水 供 热（冷）的 介 质 为 空 气。制 热 与 制 冷 循 环 的 切 换 通 过 换 向 阀 改 变 热 泵 工 质 的 流 向 实 现。作 为 热 源 的 水 有 多 种，后 面 将 详 细 介 绍。热 泵 型 式 热 源 热 汇 供 热（冷）介 质 转 换 方 式 简 图 Z ZE2z2z=!=制 热 制 冷 制 冷 和 制 热 水-水 热 泵 水 水 水 换 向 供 水 _ 1._A 41gl,你 Li 拿-4 L1 1*揖 水 的-供 水图 2-4 水-水 热 泵 制 热（或 制 冷）运 行

25、时 以 水 作 为 热 源（或 冷 源）。供 热（冷）的 介 质 也 是 水。可 用 切 换 工 质，来 实 现 制 冷 与 制 热 运 行。然 而 更 方 便 的 是 由 水 回 路 中 的 三 通 阀 来 完 成。虽 然 图 中 表 示 了 水 流 直 接 进 入 换 热 器，在 某 些 场 合，为 了 避 免 污 染 封 闭 的 冷 水 系 统（通 常 是 处 理 过 的），需 要 间 接 地 通 过 一 个 换 热 器 来 供 水。5.大 地 耦 合 式 热 泵（如 图 2 5）热 泵 型 式 热 源 热 汇 供 热（冷）介 质 转 换 方 式 简 图、Ze2 2 n z=制 热 制

26、冷 制 冷 和 制 热 大 地 偶 合 式 热 泵 大 地 偶 合（闭 合 大 地 热 源）空 气 热 泵 工 质 换 向 0 0 0 _ 1 _|出 1q 1 11-t：K Lw大 地 热 源 直 接 膨 胀 式 热 泵 大 地 热 源 直 接 膨 胀 式 空 气 热 泵 共 质 换 向,|iat11 1 1 1旦 1 W；M图 25 大 地 耦 合 式 热 泵 利 用 大 地 的 土 壤 作 为 热 源 和 冷 却 物。与 大 地 的 换 热 可 通 过 热 泵 工 质 一 水 换 热 器，也 可 采 用 热 泵 工 质 埋 于 地 下 的 盘 管 直 接 膨 胀 形 式。供 热（冷）的

27、介 质 为 空 气。水 或 防 冻 液 被 泵 送 到 埋 入 大 地 中 的 水 平 或 垂 直 的 盘 型 管 中 循 环。大 地 盘 管 可 采 用 热 泵 工 质 直 接 膨 胀，满 液 式 或 再 循 环 的 蒸 发 器 回 路，大 地 耦 合 式 热 泵 热 交 换 器 的 效 果 与 沙 土 类 型、含 混 量、成 分、密 度 和 是 否 均 匀 地 紧 贴 换 热 器 面 有 关。管 子 材 料 和 当 地 沙 土 及 地 下 水 的 腐 蚀 作 用 会 影 响 传 热 和 使 用 寿 命。2.1.3 压 缩 式 热 泵 的 热 力 经 济 性 指 标 热 泵 的 性 能 系

28、数 用 CO P（C oeffcient o f Performance）来 表 示。COP指 其 收 益（制 热 量）与 代 价（所 消 耗 机 械 功 能 或 热 能）的 比 值。对 消 耗 机 械 功 的 蒸 气 压 缩 式 热 泵 其 性 能 系 数 COP也 可 用 制 热 系 数 e h 来 表 示，即 为 制 热 量 Qh与 输 入 功 率 P 的 比 值 即 e h=Qh/P根 据 热 力 学 第 一 定 律，如 不 计 压 缩 机 向 环 境 的 散 热 则 热 泵 制 热 量 Qh等 于 从 低 温 热 源 吸 热 量（可 视 为 制 冷 机 的 制 冷 量）Q c与 输

29、入 功 率 P之 和。由 于 Q c与 P 的 比 值 为 制 冷 系 数 e h,故 e h 也 可 写 成：e h=（Qc+P）/P=l+e,可 见 e h值 永 远 大 于 1。2.1.4地 源 热 泵 地 源 热 泵 是 以 水 为 热 源 的，可 进 行 制 冷、制 热 循 环 的 一 种 热 泵 型 整 体 式 水-水、水-空 气 空 调 装 置，它 在 制 热 时 以 水 为 热 源 而 在 制 冷 时 以 水 为 排 热 源。以 水 作 为 热 源 的 优 点 是：水 的 质 量 热 容 大，传 热 性 能 好，传 递 一 定 热 量 所 需 的 水 量 较 少；换 热 器 的

30、 尺 寸 可 较 紧 凑，每 平 米 建 筑 面 积 所 花 费 的 经 费 比 空 气-空 气 热 泵 要 少，而 且 不 存 在 结 霜 问 题，运 行 合 理 稳 定，在 易 于 获 得 稳 定 供 水 的 地 方，水 是理 想 的 热 源。地 源 热 泵 的 空 调 系 统 主 要 有 以 下 几 种 类 型：1.水 环 路 热 泵 系 统 水 环 路 热 泵 系 统 用 个 循 环 水 路 作 为 加 热 源 和 排 热 源，系 统 中 必 须 设 置 排 热 器（冷 却 塔）和 补 热 器（锅 炉 或 电 加 热 器）。2.地 下 水 的 热 泵 系 统 地 下 水 的 热 泵 系

31、 统 是 将 建 筑 物 附 近 井 内 的 地 下 水 取 出，并 通 过 地 源 热 泵 的 换 热 器 进 行 加 热 或 冷 却，然 后 将 地 下 水 排 入 下 水 道 或 湖 泊 中，最 好 重 新 回 灌 地 下。3.地 表 水 的 热 泵 系 统 地 表 水 的 热 泵 系 统 使 用 建 筑 物 附 近 的 湖 泊、河 流、水 渠 中 的 地 表 水，使 之 通 过 地 源 热 泵 空 调 机 中 的 换 热 器，然 后 再 将 升 高 或 降 低 几 度 的 地 表 水 排 回 水 源 中 去。4.闭 式 环 路 地 表 水 热 泵 系 统 闭 式 环 路 地 表 水 热

32、 泵 系 统 是 使 用 1个 闭 式 的 水 或 盐 水 环 路，包 括 浸 没 在 地 表 水（河、湖 或 池）中 的 管 道 作 为 换 热 器，加 热 或 冷 却 后 的 水 再 进 入 地 源 热 泵 空 调 机 作 为 水 源。第 二 节 水 源 中 央 空 调 机 组 2.2.1水 源 中 央 空 调 机 组 的 工 作 原 理 1.相 变 制 冷 及 制 热：液 体 汽 化 形 成 蒸 气。当 液 体 处 在 密 闭 容 器 内 时，若 此 容 器 内 除 了 液 体 及 液 体 本 身 的 蒸 气 外 不 存 在 任 何 气 体，液 体 和 蒸 气 在 某 一 压 力 下 将

33、 达 到 平 衡，此 时 的 气 体 称 为 饱 和 蒸 气，它 所 具 有 的 压 力 称 为 饱 和 压 力，温 度 称 为 饱 和 温 度。饱 和 压 力 随 温 度 的 升 高 而 升 高。如 果 将 一 部 分 饱 和 蒸 气 从 容 器 中 抽 走，液 体 中 就 必 然 要 汽 化 一 部 分 蒸 气 来 维 持 平 衡。液 体 汽 化 时.，需 要 吸 热，此 热 量 称 为 汽 化 潜 热。汽 化 潜 热 来 自 被 冷 却 的 对 象，它 对 冷 却 对 象 制 冷。反 之，气 体 冷 却 成 液 体 时 放 热，热 量 被 供 热 介 质 吸 收 和 传 递，实 现 制

34、热。2.蒸 气 压 缩 式 制 冷 循 环：单 级 蒸 气 压 缩 式 制 冷 系 统 由 压 缩 机、冷 凝 器、膨 胀 阀 和 蒸 发 器 组 成。其 工 作 过 程 如 下：制 冷 剂 在 蒸 发 压 力 P0、蒸 发 温 度 TO下 沸 腾，TO低 于 被 冷 却 物 体 或 流 体 的 温 度。压 缩 机 不 断 地 抽 吸 蒸 发 器 中 产 生 的 蒸 气，并 将 它 压 缩 到 冷 凝 压 力 PK,然 后 送 往 冷 凝 器 在 冷 凝 压 力 入 下 等 压 冷 凝 成 液 体，制 冷 剂 冷 凝 时 放 出 的 热 量 传 给 冷 却 介 质（通 常 是 水 和 空 气）

35、，与 冷 凝 压 力 PK相 对 应 的 冷 凝 温 度 T K 一 定 要 高 于 冷 却 介 质 的 温 度，冷 凝 后 的 液 体 通 过 膨 胀 阀 或 节 流 元 件 进 入 蒸 发 器。当 制 冷 剂 通 过 膨 胀 阀 时，压 力 从 冷 凝 压 力 PK降 到 蒸 发 压 力 P 0,部 分 液 体 气 化，剩 余 液 体 的 温 度 降 至 蒸 发 温 度 T O,于 是 离 开 膨 胀 阀 的 制 冷 剂 变 成 蒸 发 温 度 TO的 两 相 混 合 物。在 它 被 压 缩 机 重 新 吸 入 之 前 几 乎 不 再 起 吸 热 作 用。在 整 个 循 环 过 程 中，压

36、 缩 机 起 着 压 缩 和 输 送 制 冷 剂 蒸 气 并 造 成 蒸 发 器 中、低 压 力 的 作 用，是 整 个 系 统 的 心 脏；节 流 阀 对 制 冷 剂 起 节 流 降 压 作 用。并 调 节 进 入 蒸 发 器 的 制 冷 剂 流 量；蒸 发 器 是 输 出 冷 量 的 设 备，制 冷 剂 在 蒸 发 器 中 吸 收 被 冷 却 物 体 的 热 量，从 而 达 到 制 取 冷 量 的 目 的；冷 凝 器 是 输 出 热 量 的 设 备，从蒸 发 器 中 吸 收 的 热 量，连 同 压 缩 机 消 耗 的 功 所 转 化 的 热 量，在 冷 凝 器 中 被 冷 却 介 质 带

37、走。根 据 热 力 学 第 二 定 律，压 缩 机 所 消 耗 的 功（电 能）起 了 补 偿 作 用，使 制 冷 剂 不 断 从 低 温 物 体 中 吸 热，并 向 高 温 物 体 放 热，从 而 完 成 整 个 循 环。蒸 气 压 缩 式 原 理，是 热 泵 中 最 为 普 遍 而 广 泛 应 用 的 一 种 形 式。2.2.2.举 例 GSHP型 水 源 中 央 空 调 机 组 的 用 途 及 特 点 L 用 途：GSHP型 水 源 中 央 空 调 机 组 能 适 用 于 工 矿 企 业、高 层 建 筑、会 堂 医 院 等 场 所，提 供 冷 热 源，并 为 纺 织、化 工、电 子、国

38、防、科 研 等 部 门 提 供 工 艺 流 程 所 需 的 7 55 之 间 的 用 水。2.特 点：结 构 紧 凑，占 地 小，节 省 空 间，安 装 简 便，噪 音 低（75dB）GSHP130-GSHP150：2 台 全 封 闭 涡 旋 压 结 缩 机，2 个 制 冷 循 环 回 路。GSHP180-GSHP540：1 台 半 封 闭 螺 杆 压 结 缩 机，1个 制 冷 循 环 回 路。GSIIP700-GSHP1320：2 台 半 封 闭 螺 杆 压 结 缩 机，2 个 制 冷 循 环 回 路。这 样 设 置 多 个 独 立 循 环 系 统，工 作 过 程 中 利 用 分 级 调 控

39、，相 互 不 受 影 响。GSHP机 组 为 高 温 热 泵 机 组，其 优 越 性 具 体 体 现 在 以 下 几 个 方 面：（1）机 组 进 水、出 水 温 度 范 围 广。冬 季 冷 冻 水 进 水 温 度 为 10 22,夏 季 冷 却 水 进 水 温 度 为 14 35；冬 季 冷 却 水 出 水 温 度 为 45 55,夏 季 冷 冻 水 出 水 温 度 为 7 15。（2）与 常 规 地 源 热 泵 产 品 相 比，GSHP型 机 组 两 器 设 计 温 差 大。一 般 地 源 热 泵 采 用 标 准 的 进 出 水 温 差，蒸 发 器 和 冷 凝 器 均 为 5。而 GSHP

40、型 机 组 蒸 发 器 进 出 水 温 差 为 7,冷 凝 器 为 10。（3）适 用 工 程 面 广。由（1）和（2）可 看 出，冬 季 运 行 工 况，GSHP机 组 所 能 提 供 的 热 水 最 高 温 度 可 以 达 到 55,循 环 水 供、回 水 温 差 为 10：而 常 规 机 组 可 提 供 的 热 水 最 高 温 度 仅 可 达 到 50,循 环 水 供、回 水 温 差 只 有 5。因 此 GSIIP机 组 不 仅 适 用 于 新 建 建 筑 物 空 调 系 统（风 机 盘 管 或 暖 气 片 系 统），而 且 还 可 用 于 旧 有 建 筑 物 老 采 暖 系 统 的 改

41、 造 工 程，从 而 克 服 了 以 往 地 源 热 泵 机 组 适 用 面 窄 的 缺 陷。（4）能 效 比 高。冬 季 制 热 工 况，能 效 系 数 C0P（供 热 量 与 输 入 功 率 的 比 值）约 为：3.5 4.2之 间：夏 季 制 冷 工 况，能 效 系 数 COP（冷 量 与 输 入 功 率 的 比 值）约 为 3.6 5.0 之 间。（5）良 好 的 完 整 性、系 统 性。为 了 更 好 的 配 合 GSHP一 水 源 中 央 空 调 系 统 方 案 设 计，在 机 组 设 计 过 程 中，考 虑 了 各 地 区 的 不 同 运 行 条 件（如：不 同 水 源 的 温

42、度，水 量 等）和 使 用 情 况（原 有 锅 炉 房 采 暖 系 统 改 造、新 建 小 区 及 建 筑 物 的 采 暖、空 调 系 统），对 机 组 的 蒸 发 器 和 冷 凝 器 进 行 了 特 殊 处 理，采 用 与 常 规 热 泵 机 组 不 同 的 进 出 水 温 差，以 达 到 在 冬 季 和 夏 季 不 同 使 用 季 节 中，在 不 更 换 冷 热 水 循 环 水 泵、水 源 水 泵 的 情 况 下，都 可 以 满 足 使 用，从 而 减 小 了 用 户 的 一 次 性 投 资，提 高 了 设 备 的 利 用 率。（6）先 进 的 控 制 技 术 与 网 络 功 能 A.简

43、洁 清 晰 的 信 息 显 示：大 屏 幕 液 晶 显 示 屏 显 示 机 组 工 作 状 态 自 动 故 障 报 警 提 示 设 备 维 护 信 息 显 示 控 制 器 输 入、输 出 端 口 状 态 B.灵 活 方 便 的 参 数 设 置：八 十 多 个 可 变 内 置 参 数 设 定 可 随 时 调 整 机 组 工 作 状 态 口 令 操 作 确 保 机 组 不 会 因 误 操 作 而 损 坏 断 电 记 忆 保 护 可 保 持 运 行 状 态 的 连 续 性 C.先 进 的 网 络 功 能：可 方 便 的 接 入 楼 宇 控 制 系 统，实 现 远 程 集 中 控 制 连 接 网 络

44、打 印 机 可 随 时 记 录 各 种 所 需 信 息 预 留 扩 充 升 级 的 输 入 输 出 接 口，方 便 升 级 3.匹 配 名 牌 优 质、高 效 压 缩 机：主 机 采 用 知 名 品 牌 的 半 封 闭 螺 杆 压 缩 机，与 活 塞 式 压 缩 机 比 较，半 封 闭 螺 杆 压 缩 机 具 有 如 下 优 势：零 部 件 少（约 为 活 塞 式 压 缩 机 的 1/3）,结 构 简 单、易 损 件 少、可 靠 性 高、寿 命 长；压 缩 机 吸 排 气 均 匀 连 续，排 气 温 度 低，振 动 小，对 湿 压 缩 不 敏 感，抗 液 击 能 力 强；机 组 能 效 比 2

45、4.2W/W,大 型 机 组 能 效 比 可 达 4.5W/W；在 能 量 调 节 方 面，螺 杆 压 缩 机 更 具 优 势，实 行 25 100%有 级 或 无 级 能 量 调 节 4.壳 管 换 热 器 采 用 目 前 最 先 进 的 DAE高 效 蒸 发 传 热 管，管 内 表 面 的 多 头 螺 旋 细 肋 以 及 螺 旋 形 突 起，使 换 热 系 数 和 换 热 能 力 大 幅 度 提 高。蒸 发 器 内 部 结 构 优 化 设 计，配 置 高 效 均 液 器，解 决 了 系 统 制 冷 工 质 分 配 的 均 匀 性 问 题。改 进 冷 媒 水 折 流 板 的 密 封 结 构，

46、解 决 了 折 流 板 泄 漏 等 问 题，极 大 地 提 高 了 蒸 发 器 的 换 热 效 率,从 而 保 证 机 组 达 到 较 高 的 性 能 水 平。采 用 独 特 的 换 热 器 制 冷 流 程 设 计 技 术，合 理 进 行 系 统 匹 配,确 保 制 冷 流 程 与 水 侧 冷 量 的 平 衡 关 系，充 分 发 挥 换 热 器 的 高 效 能；同 时 合 理 的 系 统 匹 配，使 机 组 更 加 节 能。在 干 式 蒸 发 器 上 还 安 装 防 冻 保 护 开 关，放 水 阀 等，确 保 干 式 蒸 发 安 全 及 清 洗、维 护 的 方 便 性。5.匹 配 高 效 能

47、换 热 管 的 壳 管 式 水 冷 冷 凝 器：采 用 目 前 最 先 进 的 DAC高 效 冷 凝 传 热 管，管 外 表 面 的 多 头 螺 旋 细 肋 以 及 螺 旋 形 突 起，使 换 热 系 数 和 换 热 能 力 大 幅 度 提 高。内 部 结 构 优 化 设 计，极 大 地 提 高 了 冷 凝 器 抗 腐 蚀、抗 污 垢 的 能 力，充 分 发 挥 冷 凝 器 换 热 效 果,从 而 保 证 机 组 达 到 较 高 的 性 能 水 平。壳 管 式 冷 凝 器 上 还 安 装 安 全 阀，放 气 阀 等，确 保 壳 管 式 冷 凝 器 的 安 全 以 及 清 洗、维 护 的 方 便

48、 性。6.机 组 避 振 设 计，确 保 机 组 低 噪 声，低 振 动：机 组 压 缩 机 的 下 面 设 置 弹 簧 或 橡 胶 减 振 器，减 振 效 率 在 85%以 上，即 振 动 传 递 率 小 于 0.15,降 低 机 组 振 动 及 系 统 振 动，从 而 降 低 机 组 噪 声。机 组 系 统 所 有 的 管 道 均 有 避 振 塑 料 管 夹 固 定，避 免 因 机 组 及 系 统 振 动 而 产 生 的 噪 声。7.匹 配 名 牌 制 冷 系 统 配 件：机 组 所 用 制 冷 系 统 配 件 全 部 选 用 名 牌 厂 家 的 产 品，如 可 拆 式 干 燥 过 滤 器

49、、外 平 衡 式 热 力 膨 胀 阀、供 液 电 磁 阀、视 液 镜、高、低 压 力 控 制 器、排 气 温 度 控 制 器 等 均 采 用 世 界 一 流 的 名 牌 厂 家 的 产 品，确 保 机 组 具 有 较 高 的 性 能 水 平。机 组 所 有 材 料 经 100%检 验 合 格 后 方 可 进 厂，确 保 机 组 制 冷 系 统 工 作 的 高 可 靠 性。8.匹 配 先 进、高 可 靠 性 的 智 能 控 制 系 统 及 控 制 技 术：多 机 控 制 系 统 除 具 备 单 机 自 动 化 配 置 及 功 能 外，还 具 备 显 示 多 机 组 运 行 情 况，根 据 回 水

50、 温 度 电 脑 自 动 判 断 空 调 系 统 是 部 分 机 组 运 行 还 是 全 部 机 组 运 行。配 备 RS485/RS232通 讯 接 口，方 便 用 户 实 现 的 机 组 的 集 中 监 控 和 远 程 监 控。机 组 具 有 控 制 多 台 压 缩 机 的 均 衡 运 行 功 能，确 保 机 组 高 效 运 行。9.机 组 能 量 调 节 方 式：机 组 根 据 冷 冻 水 回 水 温 度 进 行 逻 辑 计 算，控 制 机 组 的 运 行 状 态 及 启 停 机。每 台 机 组 采 用 无 级 能 量 调 节 实 现 机 组 的 高 效 节 能 运 行。10.机 组 结