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8.3.熱 泵8 3,1 空氣源熱泵機組選擇原則,公共建筑節(jié)能設計標準,GB 50189.2005第5、4.5條對風冷熱泵COP限值進行了規(guī)定，本規(guī)范應符合其規(guī)定 本條提出選用空氣源熱泵冷.熱.水機組時應注意的問題。1，空氣源熱泵的單位制冷量的耗電量較水冷冷水機組大.價格也高、為降低投資成本和運行費用 應選用機組性能系數(shù)較高的產(chǎn)品,并應滿足國家現(xiàn)行、公共建筑節(jié)能設計標準 GB,50189的規(guī)定.此外,先進科學的融霜技術是機組冬季運行的可靠保證 機組在冬季制熱運行時 室外空氣側換熱盤管低于露點溫度時,換熱翅片上就會結霜 會大大降低機組運行效率，嚴重時無法運行,為此必須除霜 除霜的方法有很多、最佳的除霜控制應判斷正確，除霜時間短 融霜修正系數(shù)高,近年來各廠家為此都進行了研究 對于不同氣候條件采用不同的控制方法、設計選型時應對此進行了解。比較后確定、2.空氣源熱泵機組比較適合于不具備集中熱源的夏熱冬冷地區(qū)，對于冬季寒冷。潮濕的地區(qū)使用時必須考慮機組的經(jīng)濟性和可靠性.室外溫度過低會降低機組制熱量、室外空氣過于潮濕使得融霜時間過長,同樣也會降低機組的有效制熱量,因此我們必須計算冬季設計狀態(tài)下機組的COP,當熱泵機組失去節(jié)能上的優(yōu)勢時就不宜采用。這里對于性能上相對較有優(yōu)勢的空氣源熱泵冷熱水機組的COP限定為2 00 對于規(guī)格較小 直接膨脹的單元式空調機組限定為1、80.3 空氣源熱泵的平衡點溫度是該機組的有效制熱量與建筑物耗熱量相等時的室外溫度,當這個溫度比建筑物的冬季室外計算溫度高時 就必須設置輔助熱源.空氣源熱泵機組在融霜時機組的供熱量就會受到影響、同時會影響到室內(nèi)溫度的穩(wěn)定度。因此在穩(wěn)定度要求高的場合。同樣應設置輔助熱源 設置輔助熱源后、應注意防止冷凝溫度和蒸發(fā)溫度超出機組的使用范圍。輔助加熱裝置的容量應根據(jù)在冬季室外計算溫度情況下空氣源熱泵機組有效制熱量和建筑物耗熱量的差值確定.4，帶有熱回收功能的空氣源熱泵機組可以把原來排放到大氣中的熱量加以回收利用。提高了能源利用效率,因此對于有同時供冷.供熱要求的建筑應優(yōu)先采用。8.3、2.空氣源熱泵機組制熱量計算。空氣源熱泵機組的冬季制熱量會受到室外空氣溫度.濕度和機組本身的融霜性能的影響。在設計工況下的制熱量通常采用下式計算.8，3、3 空氣源熱泵室外機或風冷制冷機組設置要求、本條提出的內(nèi)容是空氣源熱泵或風冷制冷機組室外機設置時必須注意的幾個問題、1 空氣源熱泵機組的運行效率 很大程度上與室外機與大氣的換熱條件有關.考慮主導風向。風壓對機組的影響。機組布置時避免產(chǎn)生熱島效應。保證室外機進.排風的通暢 防止進。排風短路是布置室外機時的基本要求，當受位置條件等限制時 應創(chuàng)造條件,避免發(fā)生明顯的氣流短路，如設置排風帽、改變排風方向等方法.必要時可以借助于數(shù)值模擬方法輔助氣流組織設計,此外,控制進，排風的氣流速度也是有效地避免短路的一種方法 通常機組進風氣流速度宜控制在1 5.m s。2。0，m，s 排風口的排氣速度不宜小于7m.s，2，室外機除了避免自身氣流短路外、還應避免其他外部含有熱量 腐蝕性物質及油污微粒等排放氣體的影響，如廚房油煙排氣和其他室外機的排風等.3,室外機運行會對周圍環(huán)境產(chǎn)生熱污染和噪聲影響、因此室外機應與周圍建筑物保持一定的距離.以保證熱量有效擴散和噪聲自然衰減，對周圍建筑物產(chǎn)生噪聲干擾,應符合國家現(xiàn)行標準,聲環(huán)境質量標準.GB、3096的要求 4。保持室外機換熱器清潔可以保證其高效運行、很有必要為室外機創(chuàng)造清掃條件，8、3 4、地埋管地源熱泵系統(tǒng)設計基本要求.部分強制性條文，1，采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)首先應根據(jù)工程場地條件,地質勘察結果、評估埋地管換熱系統(tǒng)實施的可行性與經(jīng)濟性。2 利用巖土熱響應試驗進行地埋管換熱器設計、是將巖土綜合熱物性參數(shù)。巖土初始平均溫度和空調冷熱負荷輸入專業(yè)軟件、在夏季工況和冬季工況運行條件下進行動態(tài)耦合計算、通過控制地埋管換熱器夏季運行期間出口最高溫度和冬季運行期間進口最低溫度。進行地埋管換熱器設計,3，采用地埋管地源熱泵系統(tǒng)、埋管換熱系統(tǒng)是成敗的關鍵.這種系統(tǒng)的計算與設計較為復雜,地埋管的埋管形式、數(shù)量、規(guī)格等必須根據(jù)系統(tǒng)的換熱量、埋管占地面積 巖土體的熱物理特性，地下巖土分布情況.機組性能等多種因素確定。4 地源熱泵地埋管系統(tǒng)的全年總釋熱量和總吸熱量，單位、kWh 應基本平衡,對于地下水徑流流速較小的地埋管區(qū)域，在計算周期內(nèi) 地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量和總吸熱量應平衡、兩者相差不大指兩者的比值在0,8、1 25之間,對于地下水徑流流速較大的地埋管區(qū)域，地源熱泵系統(tǒng)總釋熱量和總吸熱量可以通過地下水流動 帶走或獲取熱量.取得平衡，地下水的徑流流速的大小區(qū)分原則。1個月內(nèi),地下水的流動距離超過沿流動方向的地埋管布置區(qū)域的長度為較大流速。反之為較小流速.5。地埋管系統(tǒng)全年總釋熱量和總吸熱量的平衡、是確保土壤全年熱平衡的關鍵要求.地源熱泵地埋管系統(tǒng)的設計，決定系統(tǒng)實時供冷量?；蚬崃?的關鍵技術之一在于地埋管與土壤的換熱能力.因此.應分別計算夏季設計冷負荷與冬季設計熱負荷情況下對地埋管長度的要求 1。當?shù)芈窆芟到y(tǒng)的全年總釋熱量和總吸熱量平衡 或基本平衡,時、就一般的設計原則而言,可以按照該系統(tǒng)作為建筑唯一的冷,熱源來考慮，如果這時按照供冷和供熱工況分別計算出的地埋管長度相同，說明系統(tǒng)夏季最大供冷量和冬季最大供熱量剛好分別能夠與建筑的夏季的設計冷負荷和冬季的設計熱負荷相一致 則是最理想的.但由于不同的地區(qū)氣候條件以及建筑的性質不同、大多數(shù)建筑無法做到這一點 因此,在此種情況下。應該按照供冷和供熱工況分別計算出的兩個地埋管長度中的較大者采用。才能保證系統(tǒng)作為唯一的冷.熱源而滿足全年的要求、2,當?shù)芈窆芟到y(tǒng)的總釋熱量和總吸熱量無法平衡時。不能將該系統(tǒng)作為建筑唯一的冷。熱源。否則土壤年平均溫度將發(fā)生變化，而應該設置相應的輔助冷源或熱源、在這種情況下,如果還按照上述計算的地埋管長度的較大者來選擇,顯然是沒有必要的 只是一種浪費,因此這時宜按照上述計算的地埋管長度的較小者來作為設計長度 舉例說明，如果是供冷工況下的計算長度較小、則說明需要增加輔助熱源來保證供熱工況下的需求，反之則增加冷卻塔等設備將一部分熱量排至大氣之中而減少對土壤的排熱 當然，還可采用其他冷熱源與地源熱泵系統(tǒng)聯(lián)合運行的方法解決、通過檢測地下土壤溫度、調整運行策略 保證整個冷熱源系統(tǒng)全年高效率運行、地源熱泵系統(tǒng)與其他常規(guī)能源系統(tǒng)聯(lián)合運行。也可以減少系統(tǒng)造價和占地面積，其他系統(tǒng)主要用于調峰、6,對于冬季有可能發(fā)生管道凍結的場所,需要采取合理的防凍措施。例如采用乙二醇溶液等.8，3、5。地下水地源熱泵系統(tǒng)設計要求.部分強制性條文。本條針對采用地下水地源熱泵系統(tǒng)時提出的基本要求、1，地下水使用應征得當?shù)厮Y源管理部門的同意，必須通過工程現(xiàn)場的水文地質勘察，試驗資料，獲取地下水資源詳細數(shù)據(jù).包括連續(xù)供水量、水溫,地下水徑流方向,分層水質、滲透系數(shù)等參數(shù),有了這些資料才能判定地下水的可用性 水源熱泵機組的正常運行對地下水的水質有一定的要求.為滿足水質要求可采用具有針對性的處理方法,如采用除砂器,除垢器,除鐵處理等 正確的水處理手段是保證系統(tǒng)正常運行的前提，不容忽視，2，采用變流量設計是為了盡量減少地下水的用量和減少輸送動力消耗。但要注意的是、當?shù)叵滤捎弥苯舆M入機組的方式時.應滿足機組對最小水量的限制要求和最小水量變化速率的要求、這一點與冷水機組變流量系統(tǒng)的要求相同，3,地下水直接進入機組還是通過換熱器后間接進入機組。需要根據(jù)多種因素確定。水質。水溫和維護的方便性.水質好的地下水宜直接進入機組，反之采用間接方法、維護簡單工作量不大時采用直接方法.地下水直接進入機組有利于提高機組效率.因此設計人員可通過技術經(jīng)濟分析后確定.4，強制性條款 為了保護寶貴的地下水資源.要求采用地下水全部回灌到同一含水層,并不得對地下水資源造成污染,為了保證不污染地下水,應采用封閉式地下水采集 回灌系統(tǒng)、在整個地下水的使用過程中.不得設置敞開式的水池。水箱等作為地下水的蓄存裝置、8.3 6。江河湖水源地源熱泵系統(tǒng)設計基本要求，1.水源熱泵機組采用地表水作為熱源時。應對地表水體資源進行環(huán)境影響評估 以防止水體的溫度變化過大而破壞生態(tài)平衡,一般情況下,水體的溫度變化應限制在周平均最大溫升不大于1 周平均最大溫降不大于2 的范圍內(nèi)、此外 地表水是一種資源。水資源利用必須獲得各有關部門的批準，如水務部門和航運主管部門等.2、由于江河的豐水，枯水季節(jié)水位變化較大。過大的水位差除了造成取水困難外，輸送動力的增加也是不可小視，所以要進行技術經(jīng)濟比較后確定是否采用 3，熱泵機組與地表水水體的換熱方式有閉式與開式兩種、當?shù)乇硭w環(huán)境保護要求高,或水質復雜且水體面積較大，水位較深，熱泵機組分散布置且數(shù)量眾多，例如采用單元式空調機組，時。宜通過沉于地表水下的換熱器與地表水進行熱交換,采用閉式地表水換熱系統(tǒng) 當換熱量較大，換熱器的布置影響到水體的正常使用時不宜采用閉式地表水換熱系統(tǒng)、當?shù)乇硭w水質較好，或水體深度，溫度等條件不適宜于采用閉式地表水換熱系統(tǒng)時 宜采用開式地表水換熱系統(tǒng) 直接從水體抽水和排水,開式系統(tǒng)應注意過濾,清洗 滅藻等問題.4，為了避免取水與排水短路.開式地表水換熱系統(tǒng)的取水口應選擇水位較深，水質較好的位置且遠離排水口。同時根據(jù)具體情況確定取水口與排水口的距離.當采用具有較好流動性的江、河水時、取水口應位于排水口的上游，如果采用平時流動性較差甚至不流動的水庫。湖水時。取水口與排水口的距離應較大。為了保證熱泵機組和系統(tǒng)的高效運行 地表水進入機組之前應采取相應的水處理措施，但需要注意的是、為了防止對地表水的污染.水處理措施應采用.非化學。方式,并符合環(huán)境的要求 例如環(huán)評報告等.6.防凍措施與8、3 4條相同,8。3,7 海水源地源熱泵系統(tǒng)設計要求,海水源地源熱泵系統(tǒng).本質上屬于地表水的范疇 因此對其的設計要求可以參照8，3。6條及其條文說明，但因為海水的特殊性、本規(guī)范在此專門提出了要求.1、海水有一定的腐蝕性。沿海區(qū)域一般不宜采用地下水地源熱泵 以防止海水侵蝕陸地 地層沉降及建筑物地基下沉等、開式系統(tǒng)應控制使用后的海水溫度指標和含氯濃度.以免影響海洋生態(tài)環(huán)境 此外還需要考慮到設備與管道的耐腐蝕問題,3、海水由于潮汐的影響.會對系統(tǒng)產(chǎn)生一定的水流應力.4，接觸海水的管道和設備容易附著海洋生物、對海水的輸送和利用有一定影響 為了防止由于水處理造成對海水的污染，對海水進行過濾.殺菌等水處理措施時 應采用物理方法。5，防凍措施與8 3.4條相同、8，3,8，污水源地源熱泵系統(tǒng)設計要求、同海水源地源熱泵系統(tǒng)或地表水地源熱泵系統(tǒng)一樣、污水源地源熱泵系統(tǒng)的設計在滿足相關規(guī)定的同時、還要注意其特殊性，對污水的性質和水質處理要求的不同 會導致系統(tǒng)設計上存在一定的區(qū)別,8，3.9。水環(huán)熱泵空調系統(tǒng)設計要求、1。水環(huán)熱泵的水溫范圍是根據(jù)目前的產(chǎn)品要求，冷卻塔能力和系統(tǒng)設計中的相關情況來綜合提出的。設計時。應注意采用合理的控制方式來保持水溫 2.水環(huán)熱泵的循環(huán)水系統(tǒng)是構成整個系統(tǒng)的基礎、由于熱泵機組換熱器對循環(huán)水的水質要求較高,適合采用閉式系統(tǒng)，如果采用開式冷卻塔.最好也設置中間換熱器使循環(huán)水系統(tǒng)構成閉式系統(tǒng)、需要注意的是。設置換熱器之后會導致夏季冷卻水溫偏高,因此對冷卻水系統(tǒng)。包括冷卻塔。的能力，熱泵的適應性以及實際運行工況 都應進行校核計算,當然 如果經(jīng)過開式冷卻塔后的冷卻水水質能夠得到保證 也可以直接將其送至水環(huán)熱泵機組之中,這樣可以提高整個系統(tǒng)的運行效率 需要提醒注意的是 如果開式冷卻塔的安裝高度低于水環(huán)熱泵機組的安裝高度，則應設置中間換熱器 否則高處的熱泵機組會 倒空。3.當冬季的熱負荷較大時 需要設置輔助熱源.輔助熱源的選擇原則應符合本規(guī)范8,1、1條規(guī)定.在計算輔助熱源的安裝容量時,應考慮到系統(tǒng)內(nèi)各種發(fā)熱源,例如熱泵機組的制冷電耗,空調內(nèi)區(qū)冷負荷等等、4,從保護熱泵機組的角度來說.機組的循環(huán)水流量不應實時改變，當建筑規(guī)模較小、設計冷負荷不超過527kW、時,循環(huán)水系統(tǒng)可直接采用定流量系統(tǒng)，對于建筑規(guī)模較大時.為了節(jié)省水泵的能耗.循環(huán)水系統(tǒng)宜采用變流量系統(tǒng).為了保證變流量系統(tǒng)中機組定流量的要求.機組的循環(huán)水管道上應設置與機組啟停連鎖控制的開關式電動閥,電動閥應先于機組打開.后于機組關閉,5。水環(huán)熱泵機組目前有兩種方式、整體式和分體式。在整體式中.由于壓縮機隨機組設置在室內(nèi)，因此需要關注室內(nèi)或使用地點的噪聲問題.