地源热泵空调在别墅中的应用 .
地源热泵空调在别墅中的应用,广州信利达热泵科技有限公司 SINOTECH Heat Pump Technology Co.ltd 美国FHP热泵空调中国及香港地区总代理,目 录,前言 二 公司简介 三 热泵空调系统介绍 四 其他主要空调形式分类及简述 五 同其他空调形式的性能分析与经济比较 六 佛罗里达热泵部分应用工程介绍 信利达公司对产品的保证条款,一 前言,众所周知，当前别墅独立中央空调的市场消费已占所有家用中央空调消费中的绝大多数，市场空间极其可观。经过几年的探索，在别墅中，各类家用中央空调形式都有尝试，对于不同空调形式的学术文章也在各类媒介上屡屡出现。 由于别墅自身定位不同，因此与之相对应的对空调的要求也不相同。本文拟从对别墅中已被采用的各种中央空调形式的简单描述入手，在做一般分析后，对于由于一些常规原因而明显不适合高档别墅需求的空调形式将不再做详细阐述。 本文重点推荐在北美及欧洲普遍采用并在近几年得到迅猛发展的地源热泵（GSHP）空调形式。并结合在别墅中的应用，重点对当前在高档别墅中应用的几种空调形式进行综合比较。,在投资及运行分析中，为便于分析，单体别墅统一按照300平方米/套考虑。,高档的别墅对室内空气品质以及室内外环境有极高要求： 室内空气品质应满足高标准的温、湿度要求以及空气洁净度，并能够在不同工况提供持续稳定的冷、热输出。 室内、外应宁静宜人而且内、外环境应合理配合装潢及视觉要求，确保美观。 真正优异并适合高档别墅的空调方案应同时具备技术性能特点、初投资、运行 成本、维护管理等方面的绝对优异性并应兼具科技创新及绿色环保概念。,以下内容中下列文字释意如下： ASHP+FC 风冷热泵冷（热）水+风机盘管形式 VRF 变冷媒流量变频形式 GSHP 地源热泵形式,注： 所有英文简称不代表任何品牌 本文的水地源热泵（GSHP）专指以地埋管封闭水环路的地源系统,空调冷热源方案,对别墅小区项目，空调冷热源方案有两种选择： 方案1、以单幢别墅为单位，设立独立空调冷、热源，独立提供空调系统运行。 方案2、建立集中冷站及供热中心，通过小区管网集中供冷、热，分户装表计量。 分析： 方案1，独立提供冷、热源，随用户的使用需求而开启，即开即用、方便灵活，安全稳定。 方案2，更利于能量的有效利用，尤其是在有城市热网的地区将降低采暖费用，并有利于设备的集中管理。但由于管网复杂，牵涉到管网水力平衡、运行管理、工程投资等诸多因素，因此较少采用。,结论：由于别墅通常由小业主独立购买或租用，具备鲜明的使用独立性。因此方案一在通常项目 中被发展商所普遍采用。 本文所讨论的空调方案是基于方案一基础上的空调方案。,1.广州信利达热泵科技有限公司介绍 SINOTECH Heat Pump Technology Co.ltd,广州信利达热泵科技有限公司是中外合资的中国首家热泵专业公司，作为中美两国政府能源效率与可再生能源利用合作协定书附件六的执行单位之一，专业推广应用国际先进的地源/水源热泵空调系统。本公司是美国著名的热泵制造商-美国佛罗里达热泵制造公司（FHP）在中国及香港地区唯一指定的总代理商。本公司专业技术力量雄厚，并获得了国际地源热泵协会、美国热泵制造商、工程设计顾问等有力的技术支持,并与清华大学、山东建工学院等热泵专业研究机构均有合作。 信利达公司已在国内成功完成大量地源 / 水源热泵工程项目，采用地藕式（埋地管）的热泵工程的埋管总长达几十万米，其中某大型单体项目的埋管长度就超过 10 万米，是目前国内已建和在建项目之最长。,二 公司简介,广州信利达热泵科技有限公司还完成有大量的使用地下水（水井并回灌式）、地表水（河、湖）以及冷却塔加辅助热源（锅炉）等方式的热泵工程，积累了丰富的地源 / 水源热泵空调的设计、施工及维护经验。,在全国各地均设有办事机构，向国内广大客户提供有关地源/水源热泵空调设备和系统的专业咨询、产品供应、系统设计、工程施工、人员培训以及完善的售后服务。,佛罗里达热泵制造公司（FHP Manufacturing Company)建于1969年，是全球最早开发、研制、生产水源及地源热泵的专业厂商。公司致力于开发和生产最好的住宅和商业用途的水源/地源热泵设备，并把开发利用地球内部储藏的巨大能源和保护环境作为最终目的。佛罗里达热泵制造公司作为水源/地源热泵行业的领导者，在三十多年的发展中始终把热泵产品作为其开发的唯一产品，并建立了相关标准。在美国一项由第三方进行的31家厂商的调查中，FHP产品在所有产品中质量均是最好的。其产品的高效、节能、环保在目前所倡导的绿色环保和能源短缺时代已得到越来越多人的认识。 佛罗里达热泵制造公司在美国佛罗里达州罗得代尔建有大型的现代化工厂。所产生的热泵已远销欧、美、非、亚等20多个国家及地区，目前在全球各地有三十多万用户，其热泵产量在美国销量第一。所有产品都已通过美国空调制冷协会（ARI）认证，并列入美国保险商实验室（UL）安全产品之列。在设备制造过程中，每台热泵的每道生产流程都经过严格的测试，所有的机组都在专用试验台上经过运行测试，以确保其效率和可靠性。,2.美国佛罗里达制造公司介绍 FHP Manufacturing Company,FHP热泵机组型号范围广泛，机箱外形及安装形式、可选择件能满足住宅及商业用户多样化的需求，产品规格从0.6冷吨（2.1KW）至60冷吨（210KW），型式有立式、水平式、座地式、逆流式、屋顶式及水/水式等十多种类型，设备的类型及容量大小能与用户实际所需精确匹配，从而让用户既能享受到全年的舒适又能达到节能的目的。,美国佛罗里达制造公司 FHP Manufacturing Company,为了让用户进行周密计划和充分准备以及更好的了解佛罗里达公司的情况，同时更详尽获取水源/地源热泵空调的信息资料。,欢迎用户访问以下网址：www.fhp- FHP制造公司（佛罗里达热泵）www.geoexchange.org 地源热泵协会www.igshpa.okstate.edu 国际地源热泵协会www.epa.gov/appdstar/hvac/geothermal.html 美国环境保护局www.eren.doe.gov/geothermal 美国能源部,可同时产生冷水及热水，可对建筑提供供冷、供暖及卫生热水，同时具有这三个功能的为三位一体机。FHP公司生产的WP型(水水式)机组即为“三合一”机组。 机组制取冷水时出水温度可低至-7C，制取热水时出水温度最高可至55C，WP机组可应用在医院、学校宿舍、饭店、百货公司大楼、住宅大楼、洗衣店、温水游泳池、三温暖等需要同时有热水及制冷或供暖的地区。 热泵主机不安装在现埸，所以无噪音问题。热泵均集体安装在室外机房内，集中控制维修管理方便。 一机多用，可同时产生冷气、除湿、热水及供暖。 AHU空调箱若装有冷热盘管时，空气先经过冷盘管冷却除湿后，再经热盘管再热(再热器之热水由热泵提供)，可依室内空调负荷的变化自动调节送风之温湿度，如此即可做恒温恒湿控制。,三 热泵空调系统介绍,1 . “三合一”系统热泵热水系统,“三合一”热泵热水系统图如下：,系统组成明细：1、热泵机组；2、室外冷热源系统(可以为冷却塔、深井水系统或地耦管系统)；3、热水储水箱；4、热水供应水泵；5、热水循环水泵；6、冰水循环水泵；7、膨胀水箱K1、K2、K3、K4为转换阀，在春夏秋冬季节中根据机组运行模式(供热、制冷及卫生热水加热)的不同，进行相应转换。,2. 工作原理,地源热泵热水机组以制冷剂为媒介，制冷剂通过吸收地下深处的能源(如地下水或地下土壤)，或通过风机盘管（夏季和春秋季节）中吸收空气中的能量，再经压缩机压缩制热后，通过换热装置将热量传递给水，来制取热水，热水通过水循环系统送入室内进行采暖或直接用于热水供应。夏季则通过把室内吸收的热量散发到热水中，从而把室内温度降低。,FHP生产的WP型水水式热泵机组为热泵锅炉，可同时提供热水(最高可达55C)、冰水(用于空调，水温可低至零下7C)及室内供暖。在夏季，机组在提供热水的同时，可免费提供用于空调的冰水，现在把热泵机组(WP机组)在夏季、冬季及春秋季节的应用介绍如下：,垂直地耦管系统,WP机组在夏季制冷时，可回收室内排出的热量，并利用这部分热量来加热卫生热水。其冷却侧的供回水热水管道与卫生热水储水罐相连(中间加板式换热器)，WP机组冷却水侧最高出水温度可达到55C，当储水罐热水温度低于设定温度(建议此设定温度为50C)，则关闭其它辅助散热装置 (如地下水系统或地埋管系统等) 的水路。热水直接用于加热卫生热水；当储水罐热水温度高于设定温度，则通过一个电动三通阀及控制电路自动打开三通阀，让一部分热水通过辅助散热装置散热，保证机组冷却水温不高于55C。,WP机组在供应热水的时候，冷水侧将提供7C左右的冷水， 这部分冷水可以用于建筑空调之用，而且这部分的费用将是免费的。,A、 夏季,水平地耦管系统,在冬季，WP机组可提供卫生热水加热、室内供暖，为避免机组容量过大，降低初投资，可利用营业以外的时间来加热卫生热水。在冬季，热源可采用地下水或地埋管方式。WP机组将地温热能（地下水或土壤热能等）传递转移到室内空气中或热水中，它是充分利用了地下水或地下土壤常年温度保持恒定的特点，是环保、节能、“零”污染、“零”排放的一种空调设备。,B、 冬季,C、 春秋季,在春秋季节，WP机组可用于提供建筑的热水及室内的恒温恒湿，通过从地下水或地下土壤中取热，或从室内高湿高热的空气中取热来满足卫生热水所需的热源需求(此时可对室内进行除湿处理，应增加风柜)。,湖江河浅表水系统,地下水系统,Heat Pump in Cooling Mode热泵制冷模式,expansion device 膨胀阀,Water loop 水回路,Compressor 压缩机,Reversing valve 换向阀,refrigerant-to-air heat exchanger 制冷剂-空气 热交换器,Heat Pump in Heating Mode热泵制热模式,expansion device 膨胀阀,Water loop 水回路,Compressor 压缩机,Reversing valve 换向阀,refrigerant-to-air heat exchanger 制冷剂-空气 热交换器,Conventional WSHP System传统的水源热泵系统,conventional vs. geothermal design,conventional WSHP system 传统水源热泵系统,cooling tower 冷却塔,Hydronic pumps 循环泵,heat exchanger 热交换器,Boiler 锅炉,water distribution loop 水回路,Heat humps 热泵,conventional wshp system: cooling-only operation 单制冷运行,cooling tower ON 冷却塔(开),90Floop water 水回路,boiler OFF 锅炉 (关 ),heat exchanger 热交换器,Hydronic pumps 循环泵,Heat humps 热泵,conventional wshp system: heating-only operation 单制热运行,cooling tower OFF 冷却塔 (关),60Floop water 水回路,boiler ON 锅炉 (开),conventional wshp system: coincident cooling, heating 制冷与制热平衡状态,cooling tower OFF 冷却塔 (关),b
