暖通空调热泵技术讲义

1章导论与根底根本概念高位能电能、机械能、化学能、高位的水力和风力、高位的物质等，从本质上说，高位能是完低位能量。属于这一类的有物质的内能、低温的物质等。一般高位热源生物能等等。而低位热源系指无价值，不能直接应用的热源。如：取之不尽的贮存在四周空气、水、大地之中的热能，生活中所排出的废热〔如排水和排气中的废热；生产的排解物〔水、气、渣等〕中的含热量；能量的密度较小的太阳能等等。热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。热泵机组热泵系统热泵时，称其系统为热泵空调系统，或简称热泵空调。热泵工质是在热泵机组中进展状态变化的工作流体与传递的介质，以实现制热〔制冷〕目的。为了评估各种工质对臭氧层的消耗力量和对全球温室效应的作用消耗臭氧潜能值〔OzoneDepletionPotential简称ODP值〕和全球变暖潜能值〔GlobalWarmingPotential简称GWP值〕ODPR11的ODP值1.0ODPR11对臭氧层消耗力量的大小。同样规定R11GWP1.0，其余各种工质的GWP就是相对R11的温室效应力量的大小。明显，工质的ODP值和GWP0。重要图表高位能钢铁工艺 发电 余热发电热泵建筑 建筑供暖 供暖环境传统用能方式 能量梯级利用 能量的循环利用(a)传统的分产分供 〔b〕能量的梯级利用 级的提升图1-5合理利用能源的原则高位能高位能热泵机组再生高温热能高位能输配系统：●电网与配电；●用户燃气输配；●用户燃油储存与输配；●用户热能装置。动力机工作机(热汇)：●工业用热系统；●农业用热系统；●暖通空调(如地板辐射采暖、风机盘管系统、热水供给系统等)。低温热能低位能采集系统(热源)：●地下水生产井与回灌井；●地下埋管换热器与循环泵；●取水构筑物与取水泵；●轴流风机；●太阳能集热器与循环泵；●蓄热装置等。1-7热泵系统框图热泵机组名称低温端高温端热泵机组名称低温端高温端主要热源种类典型图示产品室外室内/空气热泵空气空气能·分体式热泵空调器·VRV热泵系统室外室内水热泵空气水能·空气源热泵冷热水机组室外室外室内室内水/水热泵水、盐醇水溶液水(a)(b)(c)〔〕·井水源热泵冷热水机组·污水源热泵·大地耦合热泵〔〕〔〕67节流阀3蒸发器冷凝4压缩机器2用户185室外室内水/空气热泵醇水溶液空气·水环热泵空调系统中的小型室内热泵机组〔常称小型水/空气热泵或室内水源热泵机组〕空气空气/空气热泵空气源热泵空气/水热泵水/空气热泵水源热泵水/水热泵●地表水按热源种类●地下水●生活污水●工业废水土壤源热泵大地耦合热泵〔地下换热器热泵〕大地直接蒸发式热泵太阳能热泵电动机驱动热泵柴油机驱动热泵机械压缩式热泵汽油机驱动热泵热泵〔热泵机组〕按热泵驱动方式●往复式压缩机●螺杆式压缩机●涡旋式压缩机●离心式压缩机燃气机驱动热泵蒸汽透平驱动热泵吸取式热泵第一类吸取式热泵其次类吸取式热泵供温存热水供给的热泵依据热泵在建筑物中的用途全年空调的热泵同时供冷与供热的热泵热回收热泵按热泵供水温度高温热泵低温热泵1-10热泵根本框图冷热源热泵空调系统冷剂式空统

空调系统调系统分散式系统集中式系统

泵空调系统泵空调系统泵空调系统窗式热泵空调器分体式热泵空调器系统调系统空调系统

空调系统空调系统空调系统源热泵空调系统源热泵空调系统调系统空调系统空调系统空调系统泵空调系统统1-11热泵空调系统分类框图单一工质目前，常用的有：R134aR123R124R22R322R744(CO 〕2R717〔NH〕3热泵工质

无机化合物·早期制冷剂1834年承受乙醚制冷·R717、R744、R718·自然工质是解决环境问题的最终方案有机化合物1928年合成R12，开头由自然工质步入合成工质时代2070年月觉察含氯或溴的合成工质对大气臭氧层有破坏作用1997年〔京都协议〕将CFC、HCFC、HFC物质列入温室气体减排清单共沸混合工质

卤代烃·氯氟烃〔CFC〕·氢氯氟烃(HCFC)·氢氟烃(HFC〕饱和碳氢化合物·甲烷、乙烷非饱和碳氢化合物·丁烯、丙烯环状有机化合物·八氟环丁烷二氯环丁烷·20世纪50年月消灭共沸混合工质，如 502·由两种或多种工质按肯定比例混合在一起的工质，在肯定压力下平衡的液相和气相的组分一样，且保持恒定的沸点。混合工质404407410

非共沸混合工质·20世纪60年月争论与试用非共沸混合工质。·由两种或多种工质按肯定比例混合在一起的工质，在肯定压力下平衡的液相和气相的组分不同，且沸点不恒定。近共沸混合工质·当非共沸混合工质的饱和液线和干饱和蒸气线格外接近时，其泡、露点温度差小于11-11工质种类的框图第2章热泵的理论循环根本概念热泵的工作原理围不同。热泵分为四种形式〕蒸气压缩式热泵〔〕吸取〔〕温差电热泵〔热电热泵〕蒸汽喷射式热泵。最抱负的热泵循环是由两个可逆的绝热过程和两个可逆的等温过程所组成温热源温度范围不同。同时兼有制冷机和热泵功能的热力机称为联合循环机冷却一个物体的同时又加热另一个物体。热泵的制热性能系数〔或环境介质的温度〕的下降而下降。劳仑兹循环。1894年，苏黎士工程师H.劳伦兹提出一侧以冷冻盐水，另一侧以冷却水仑兹循环的制热性能系数大于具有温差的逆卡诺循环的制热性能系数。蒸气压缩式热泵的理论循环是在具有温差传热的两相区的逆卡诺循环根底上改造而成膨胀机，使设备大为简化。在冷凝器中每kg工质放出的热量称单位质量工质制热量，简称单位制热量。在蒸发器kg工质吸取的热量称单位质量工质制冷量1kg工质压缩的功称单位质量工质耗功量，简称单位功。布雷顿循环四个工作过程相近，两者的区分在于工质在布雷顿循环中不发生集态转变。斯特林循环是由两个等温顺两个等容过程组成的逆卡诺循环具有同样的制热性能系数。这种循环优于布雷顿热泵循环。吸取式热泵比，有如下特点〔〕可以利用各种热能驱动〔〕〔〕吸取式热泵构造简洁，运动部件少，安全牢靠〕以水或氨等为制冷OD〔OzoneDepletionPotentia和全球变暖潜能值GW〔GlobalWarmingPotentia〕均为零，对环境和大气臭氧层无害〕吸取式热泵的性能系数低于蒸气压缩式热泵。温差电热泵〔又称热电热泵、珀尔帖热泵是建立在珀尔帖效应的原理上的。当一块N型半导体〔电子型〕和一块P型半导体〔空穴型〕联结成电偶，在这个电路中接上一接头上吸取热量。这种现象称为珀尔帖效应。CO2的临界温度接近环境温度，依据循环的外部条件，可实现三种循环：亚临界循环〔SubcriticalCycl〔TranscriticalCyclHypercriticalCycl。目前制冷、空调、热泵热水器等设备中承受的CO2循环形式，根本上都是跨临界循环方式。常用公式h热泵系统的性能主要用制热性能系数 来表示h 有效制热量h 净输入能量

〔2-1〕逆卡诺循环的制热性能系数〔制热系数〕Q 2Qhc W

1 THc T THH A 〔2-4〕逆卡诺热泵看成制冷循环时的制冷性能系数〔制冷系数〕Q 1 TAQc T T TA H A

〔2-5〕有温差的传热是具有外部不行逆的逆卡诺循环，其制热性能系数为2HQ T2Hh W TT

〔2-8〕H A〔Lorehz〕循环的制热性能系数等于在平均热源温度下的逆卡诺循环的制热性能系数 Th TH,m

H,m

A,m

〔2-15〕T 在温度g、eT T T g ec Tg 〔2-39〕m、e在温度T T间进展的逆卡诺热泵循环中循环B的制热性能系数为m、eh,c

mTT T

〔2-40〕m e在稳定工况下，吸取式热泵热量平衡方程Q Q QQ Wa c e g p 〔2-33〕或吸取式热泵的制热性能系数为

Q Qa Q

QQe gQQ

〔2-33a〕 Hh Qg

c aQg 〔2-35〕THTHTATR2-1热泵循环〔〕〔b〕〔〕同时供冷供热联合循环机TH/TH图2-4有传热温差的逆卡诺热泵循环 图TH/THTH.m2-6TH.m2-9蒸气压缩式热泵的理论循环〔〕T-s〔b〕lp-h图上的表示图2-10封闭的布雷顿热泵循环流程图 图2-11布雷顿热泵循环的pv图和Ts图2-12斯特林循环工作过程及在Tspv图上的表示P〔a〕蒸气压缩式热泵 吸取式热泵图2-13吸取式热泵与压缩式热泵简图PA-吸取器；C-冷凝器；E-蒸发器；F-节流阀；G-发生器；H-溶液热交换器；M-压缩机；P-溶液泵2-14T-s图3章热泵的低位热源和驱动能源根本概念被热泵吸取热量的物体一般称为热泵的低温热源高温热源，术语为汇。依据热力学其次定律，热泵使热量由源到汇是由热泵的驱动装置带开工作机来完成的。热泵的驱动能源一次能源〔如自然气，水电等〕和二次能源〔火电、城市燃气、燃油、柴油等〕其中，电能是主要的驱动能源。空气1室外空气的状态参数随地区和季节的不同而变化〔〕当室外换热器外表温度低于四周空气的露点温度且低于℃时，换热器外表就会结霜，结霜后热泵的制热性能系数下降，机组的牢靠性降低，室外换热器热阻增加，空气流淌阻力增加3〔泉水、地热尾水等、地表水〔河水、湖水、海水等、生活废水和工业废水作为低温热源。以水为源的热泵称为水源热泵。地下水〔1我国地下水分布的不均匀性；〔2〕〔〕〔〕5〕现象严峻，已引起一些地质灾难问题。选用地表水〔1〕江河水流量变化大〔〕河流水温的变化〔〕河流含沙量大4〕水质差异明显〔响有待于在今后长期运行实践中取得阅历。海水作为热泵低位热源的特别性主要有〔1〕近海疆海水水温会因地、因时而异，同时海洋水温也会随着其深度的不同而异〔〔3〕并不易去除〔〕海水取水构筑物在设计时，应充分留意到潮汐和海浪的影响〔〕取水口应避开泥沙可能淤积的地方，最好设在岩石海岸、海湾或防波堤内。选用生活废水作为低位热源存在的问题是：如何贮存足够的水量以应付热负荷的波动，〔换热器传热管设有自动清洗刷以及经四通换向阀定期进展清洗〕和防止水对设备的腐蚀。城市污水格外完善，每天排放大量的净化后的污水，是水源热泵抱负的低位热源。土壤的热物性参数主要包括土壤的密度(kg/m3)，含水率(%)，空隙比l，饱和度S ，比热容cr p及导热系数(W/m.oC)等。在太阳能上都存在肯定问题1太阳能辐射热量具有很大的不稳定性〕对整个系统的成败起着打算性作用。E定义为：供热量与消耗的初级能源之比。驱动热泵用的燃料发动机主要有：柴油机、汽油机、燃气机和燃气轮机。蓄热器的优点有〔2〕由于设备容量减小，故减小了设备费和基建投资〔3〕电动热泵中蓄热还有调整电力负荷作用4〕热泵装置承受蓄热器可弥补低位热源〔如太阳能等〕靠性和连续性。蓄热材料有两大类—单相蓄热材料和相变蓄热材料热，属于这类材料的有冰、石蜡等。热泵常用的技术经济比较方法是额外投资回收年限法。重要图表3-1日本东京箱崎地区河流水温与空气温度的变化3-3不同深度土壤温度的年变化状况1-地面温度；2-气温；3-0.8m处的温度；4-3.2m处的温度；5-14m处的温度3-4水平地埋管年温度变化图70%废热和损失发电设备发电设备100% 0.301 2电能驱动热泵90%30% 3.0供热量90%h60%环境热量〔a〕17%17%损失回收废热46%内燃机100%0.37内燃机111%37%驱动热h3.0供热量157%74%环境废热〔b〕3-14电能驱动热泵和带回收的内燃机驱动热泵的能流图〔〕〔b〕带回收的内燃机驱动热泵446热水循环外界空气315728热源燃料3-18燃气轮机热泵的原理系统图1-燃烧空气压缩机；2-燃烧室；3-燃气轮机；4-废气热交换器；5-离心压缩机；6-冷凝器；7-节流阀；8-蒸发器=3.状况下由四周环境取得的热量47.5%轴功率25% 有用供热量132.5%一次能量100%

可用废气热流量60%废气损失15%3-19燃气轮机热泵的热平衡3-20汽轮机驱动热泵方案锅炉；2-汽轮机；3-压缩机；4-蒸发器；5-节流阀；6-冷凝器；7-凝汽器；8-分散水箱；9-水泵；10-预热器；11-热用户216.1GJ/h=100%140.753.8GJ/h GJ/h65% 21.6GJ/h=10% 135.9GJ/h276.6GJ/h=128%

82.1GJ/h=38%306.9GJ/h=142%30.3GJ/h=14%306.9GJ/h=142%30.3GJ/h=14%276.6GJ/h=128%3-21汽轮机驱动热泵与热力站的能流图〔〕〔b〕热力站4章空气源热泵空调系统根本概念空气源热泵机组包括空气/空气热泵机组和空气//空气热泵机组又称热泵型房间空调器，按其构造型式主要分为窗式、挂壁式、吊顶式、柜式等。空气/空气热泵机组假设是一台室外机对应一台室内机的，常称为一拖一系统。多联系统分体式空调机是一种只用一台室外机组带动多台室内机组的系统完全一样，但室外机一般较一拖一的要大一些，其工作原理与一拖一的类似。空气/水热泵机组产品目前有空气源热泵冷热水机组和空气源热泵热水器。空气源热泵冷热水机组作为空调冷热源，其优势在于〔〕冬夏共用，设备利用率高；〔2〕省去了一套冷却水系统〔3〕〔〕机组可布置在室外，节约机房的建筑面积〔〕安装使用便利〔〕适宜地区的中小型建筑中得到了广泛地应用。空气源热泵热水器的特点：高效节能、环保无污染、运行安全牢靠、使用寿命长、适用范围广，但应考虑冬季运行时室外温度过低及结霜对机组性能的影响。〔环境温度的上升而增大〔2〕增大。霜的形成大致可分为三个时期，即结晶生长期、霜层生长期和霜层充分生长期。室外侧换热器的结霜会对机组冬季的运行产生很大的影响气源热泵的结霜良好的除霜方法。在结霜量计算中，应同时考虑结霜的密度和厚度随时间的变化。空气源热泵的融霜方式空气源热泵蓄能热气除霜系统，该系统主要由压缩机、蓄能换热器、室内侧换热器、室外侧换热器、毛细管、气液分别器、四通换向阀和电磁阀等设备组成，可实现系统制热、制热兼蓄热、余热蓄能、释能除霜、快速恢复制热等多工况之间的转化。依据平均结霜损失系数霜区和一般结霜区4类。机组所供给的实际供热量曲线Qf

f(T与建筑物热负荷曲线Q3

f(T的交点O称1为空气源热泵的平衡点所对应的室外温度称为平衡点温度大小。最正确能量平衡点炉，所定义的最正确能量平衡点就不太适宜了。为此，我们从一次能源利用角度来考虑，最小能耗平衡点最正确经济平衡点使整个供热系统〔热泵+关心热源〕的初投资和运行费最少。制约空气源热泵在严寒地区应用的一些问题〔〔2〕空气源热泵在严寒地区应用的牢靠性差〔3〕空气源热泵的能效比〔EER〕会急速下降。改善空气源热泵低温运行特性的技术措施有1〕在低温工况下，加大压缩机的容量；〔2〕〔3〕加大室外换热器的面积和风量〔〕循环。适用于严寒气候的热泵循环包括〕两次节流准二级螺杆压缩机热泵循环〔2〕一次节流准二级涡旋压缩机热泵循环〕带中间冷却的两级压缩〕〔5〕单、双级耦合热泵循环。常用公式结霜除霜损失系数：

COPD ff COPs

〔4-1〕结霜温度区间平均结霜损失系数：mD Nfi iD i1fm mNii1

〔4-2〕供热季节性能系数：供热季的总供热量HSPF

供热季的总耗功量供暖房间总热负荷 (4-3)热泵总耗功量关心加热总耗能曲轴箱加热总耗能重要图表4-2热泵型分体式空调器原理图4-4柜式热泵空调机组流程图4-10空气源热泵冷热水机组制冷剂流程图1-螺杆式压缩机；2-四通换向3-空气侧换热器；4-贮液器；5-枯燥过滤器；6-电磁阀；7-制热膨胀阀；8-水侧换热器；9-液体分别器；10、11-止回阀；12-电磁阀；13-制冷膨胀阀；14-电磁阀；15-喷液膨胀阀；16-止回阀4-12空气源热泵热水器的工作原理图4-14图4-14LSQFR-130机组制冷量、耗功与进风温度和供水温度的关系图4-15LSQFR-130机组制热量、耗功与进风温度和供水温度的关系4-25空气源热泵蓄能热气除霜系统1-压缩机；2-蓄能换热器；3-室内侧换热器；4-室外侧换热器；5-气液分别器；6-四通换向阀；7-毛细管；F1～F4-电磁阀4-26空气源热泵蓄能热气除霜系统试验流程图1-空气源热泵蓄能热气除霜系统样机；2-人工气候小室；3冷水机组〔7℃冷冻水；4-0℃的乙二醇水溶液水箱；5-热源；6-自然冷源；7-空气处理设备热量热量温度Q Q 图4-27空气源热泵的稳态供热量、实际供热量Q Q s f l41Ⅰ41Ⅰ32Ⅲ58Ⅱ67Ⅳ4-39单、双级耦合热泵系统简图Ⅰ-空气/水热泵〔R2；Ⅱ-水水热泵；Ⅲ-中间水回路；Ⅳ热媒循环回路lgPlgP76水/水热泵循环328 5空气/水热泵循环41h4-40双级耦合热泵循环在lgp-h5章水源热泵空调系统根本概念水源热泵机组，又称水源热泵。它是指以水为热源〔或热汇〕的、可以进展制冷/制热的一种整体式热泵机组，通常有水/空气和水/水两种水源热泵机组。它在制热时以水为热源，而在制冷时以水为热汇。水源热泵机组依据所使用的低品位的热源的来源不同，可分为三类〔1〕水源热泵〔Water-SourceHeatPum〔2GroundWater-SourceHeatPum〔3〕地能源闭式环路热泵Ground-SourceClosed-Loo。水水热泵的组成与构造同我们常用的冷水机组根本相像，所不同之处主要有〔1〕/水热泵的功能为供热与供冷〔一机两用，或供冷、供热和热水供给〔一机三用2〕水水热泵的制热工况与制冷工况相差较大〔实现制热工况与制冷工况的转换，而大型水/水热泵机组无四通换向阀，其制冷、制热工况的转换是通过水系统上阀门的开启来实现。地源热泵系统主要由四局部组成：浅层地能采集系统、水源热泵机组〔水/水热泵或水/空气热泵、室内采暖空调系统和掌握系统。地下水源热泵空调系统的设计包括建筑物内的空调系统的设计和水井系〔地下水换热系统1工程场区调查与地下水水文地质勘察地下水间接供水和直接供水系统系统形式的选择3工程工程所需的地下水总水量确实〔4〕热源井。目前，地下水源热泵空调系统常用的压力回灌方法主要是重力回灌方法和加压回灌方法。〔〕气泡堵塞〕化学沉淀堵塞4〕微生物的生长〕含水层细颗粒介质重组。地表水换热系统的形式可分为开式地表水换热系统和闭式地表水换热系统开式地表水换热系统理后的地表水直接送入热泵机组或通过中间换热器进展换热的系统闭式地表水换热系统就是将封闭的换热盘管依据特定的排列方式放入具有肯定深度的地表水体中质通过换热盘管管壁与地表水进展热交换的系统。海水源热泵空调系统是地表水源热泵空调系统中的一种行中应充分留意防止海水的腐蚀、防治和去除海生物、冬季海水温度过低<℃一些特别的技术措施。污水源热泵的一些特别问题〕污水流经管道和设备〔换热设备、水泵等〕造成污水尤其是污水中的硫化氢易使管道和设备腐蚀生锈3污水源热泵运行稳定性相对于其〔4由于污水的流淌堵塞和换热量〔5由于设备结垢导致机组耗功增加。间接式污水源热泵是指热泵低位热源环路与污水抽取环路之间设有中间换热器或热泵低位热源环路通过水/污水浸没式换热器在污水池中直接吸取污水中的热量。而直接式污水源热泵吸取污水中的热量。通常承受的技术措施〔〔〔〕在原生污水源热泵系统中要实行防堵塞的技术措施〔〕〔5加强日常运行的维护保修工作是不行无视的防堵塞、防腐蚀的措施。常用公式在夏季，地下水源热泵机组按制冷工况运行时，地下水总水量为：Qm eQ

EER1

〔5-1〕gw cp

(tgw2

tgw1

) EER在冬季，地下水源热泵机组按制热工况运行时，地下水总水量为：Qm cQ

COP1

〔5-2〕gw cp

(tgw1

tgw2

) COP重要图表5-1水源热泵工作原理图〔〕 〔b〕供热方式运行1-全封闭压缩机；2-制冷剂/空气热交换器；3-制冷剂/水热交换器；4-四通换向阀；5-毛细管；6-过滤器；7-风机浅层地能采集系统 水源热泵机组 建筑物采暖空调系统1-压缩机；2-冷凝器；3-节流机构；4-蒸发器；5-循环水泵；6-深井泵；1——7-；1-1V-5——循环水泵；6——7——8——9——抽水井；10——回灌井；V1-V8——阀门

表5-1地下水取水构筑物的形式及适用范围适用范围形式 尺寸 深度 类型

埋深

度

出水量单井出水量井径50～1000mm，管井150～600mm

井深20～1000300m以内

洞水

200m以在70m以内

大于5m或有多层含水层

岩溶裂隙地带井1.5～10m，常用井1.5～10m，常用20m以6～压水一般在10m以一般为5～15m3～6m15m内集水井直径埋深4～612m以辐射50～集水井井深一般大于井300mm，常3～12m压水管距降2m75～水层应150mm1m不行含有飘砾

500～6000m3/d，最大可达2～3万m3/d500～1万2～3万m3/d单井出水量5000～5万m3/d，最大10万m3/d5-7开式地表水换热系统5-8闭式地表水换热系统5-1213MW热泵机组的原理图1-取水泵；2-蒸发器；3-离心式压缩机；4-电动机；5-变速装置；6-冷凝器；7-过冷器；8-管网循环泵；9-管网；10-高压节流阀；11-闪发器；12-低压节流阀浸没式蒸发器浸没式蒸发器直接式污水源热泵淋激式蒸发器〔管式与板式〕在污水干管外壁设置套管，制冷剂在套管内吸热汽化直接供液系统泵供液系统污水干管组合式蒸发器在污水干管外壁设置盘管，制冷剂在盘管内吸热汽化在污水干管内设置盘管，制冷剂在盘管内吸热汽化污水源热泵水-污水管壳式换热器在污水干管外壁设置盘管，中间介质在盘管内流淌换热间接式污水源热泵水-污水浸没式换热器在污水干管外壁设置衬垫，中间介质在衬垫内流淌换热污水干管组合式换热器〔水-污水〕在污水干管内设置盘管，中间介质在盘管内流淌换热在污水干管外〔内〕壁设置热管，中间介质在热管内流淌换热5-15污水源热泵形式框图6章土壤耦合热泵空调系统根本概念土壤耦合热泵空调系统〔通常是水或添加防冻剂的水溶液〕，土壤耦合热泵还可以分为直接膨胀式〔Directexpansionground-coupledheatpump，简称DX-GCHP〕间接膨胀式〔又称其次环路土壤耦合热泵系统，Secondaryloopground-coupledheatpump，简称SL-GCHP〕两种类型。〔水或以水为主要成分的防冻液在封闭的地组成：室外环路、制冷剂环路、室内环路。土壤耦合热泵空调系统设计计算前的预备工作是通过现场勘察、水文地质调查、设置测试孔和监测孔以及热响应试验等，为方案选择与决策供给依据，同时也为设计计算供给设计材料和根底依据。之后进展的是地埋管换热器的传热分析，最终就是具体的设计计算过程。〔〕地埋管应承受化学稳定性好、耐腐蚀、导热系数PE8PE10不宜承受聚氯乙烯管PV。管件与管材应用一样的材料。2〕地埋管质量应符合国家现行标准中的各项规定。管材的公称压力及使用温度应满足设计要求，且管材的公称压力不应小于1.0MPa。水平埋管方式的优点是在软土地区造价较低，但它的缺点是传热条件受外界气候条件的影响、占地面积大，通常不太适合中国地少人多的国情。当可利用地外表积较大、地表层不是坚硬的岩石、建筑物规模小时宜承受水平地埋管换热器。否则，宜承受竖直地埋管换热器。竖直地埋管换热器的优点是占地少、工作性能稳定等。承受竖直埋管换热器时，每个钻孔中可设置一组〔单U〕或两组U形管〔双U〕。尽管单U形埋管的钻孔内热阻比双U形埋管大30%以上，但实测与计算结果均说明：双U形埋管比单U形埋管仅可提高15%~20%UU形埋管。但对于较坚硬的岩石层，选用双U形埋管比较适宜。现有的地埋管换热器传热模型可分为两大类：第一类是以热阻概念为根底的半阅历性设计计算公式，主要用来依据冷、热负荷估算地埋管换热器所需埋管的长度。其次类方法是以离散化数值计算为根底的传热模型，可以考虑比较接近现实的状况，用有限元或有限差分法求解地下的温度响应并进展传热分析。对于实际工程计算，竖直地埋管换热器的长度常承受半阅历公式进展设计计算，可采按现场测试获得的单位钻孔深度〔或管长〕的换热量确定其长度；〔3〕按线算图确定竖直地埋管换热管的孔深与管长。重要图表6-1土壤耦合热泵流程示意图1-地下埋管；2-循环水泵；3-板式换热器；4-蒸发器；5-节流机构；6-冷凝器；7-制冷压缩机；8-热用户；V1~V8-阀门水平式埋水平式埋管换热器盘管螺旋管闭式系统U形管垂直式埋管换热器套管螺旋管土壤耦合热泵冷却塔补偿式混合系统太阳能关心式冷却池塘关心式单井循环系统6-2土壤耦合热泵空调系统分类6-3直接膨胀式热泵系统1-压缩机；2-四通换向阀；3-室内空气/制冷剂换热器；4-风机；5-节流机构；6-单向阀；7-贮液器；8-地埋管换热系统6-4间接膨胀式热泵系统1-压缩机；2-四通换向阀；3-室内空气/制冷剂换热器；4-风机；5-节流机构；6-中间传热介质/制冷剂换热器；7-中间传热介质循环泵；8-地埋管换热系统6-6几种常见的水平地埋管换热器形式[3]〔〕〔b〕〔〕三或六环路6-7几种近开发的水平地埋管换热器形式[3]〔〕〔b〕〔〕水平螺旋式6-8竖直地埋管换热器形式[3]〔〕U〔b〕U〔〕〔d〕大直径螺旋盘管；连接方式优点缺点①单一的流程和管径；的防冻剂；串联使出水温度较高；③系统的空气和废渣易排解。③安装劳动力费用较高；。① 管径较小，管道费用较低；并联②需要防冻剂较少；③安装劳动力费用较低。连接方式优点缺点①单一的流程和管径；的防冻剂；串联使出水温度较高；③系统的空气和废渣易排解。③安装劳动力费用较高；。① 管径较小，管道费用较低；并联②需要防冻剂较少；③安装劳动力费用较低。①肯定要保证系统空气和废渣的排解；流量保证平衡。6-10地埋管换热系统的分集水器6-11竖直地埋管换热系统线算图7章水环热泵空调系统根本概念水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式，即用水环路将小型的水/空气热泵机组〔水源热泵机组〕并联在一起，构成一个以回收建筑物内部余热为主要特征的热泵供暖、供冷的空调系统。水环热泵空调系统由四局部组成〔水/空气热泵机组关心设备〔冷却塔、加热设备、蓄热装置等；风与排风系统。主要有〔水环热泵空调系统具有回收建筑内余热的特有功〔2水环热泵空调系统具有敏捷性〔4〔5〕空气热泵机组的性能系数不如大型的冷水机组〔6〕空气热泵机组，小型制冷压缩机设置在室内〔除屋顶机组外，其噪音一般来说会高于风机盘管机组。热负荷系数K定义为建筑物中热负荷与同时存在的热负荷与冷负荷之和的比例。K只是对水环热泵系统运行工况的数学描述，不同的K值即代表着不同的运行工况。水环〔如风机盘管系统运行区〔此区按K值范围定义的〕内运行时，才是节能的。为此，水环热泵空调系统设计时，要计算出各空调区域〔或每个空调房间〕K值的变化范围，推测水环热泵空调系统的运行是否节能。〔，环路中可设置一个蓄热水箱低温蓄热水箱和高温蓄热水箱。水环热泵空调系统是回收建筑物内余热的系统，它的节能效果和环保效益是与气象条件、建筑特点及关心热源形式〔电锅炉、燃煤锅炉〕等因素有关的。可向系统引入外部，如太阳能、水〔地表水、井水、河水等、土壤、空气均可作水环热泵空调系统的外部能源，用热泵机组替代传统的加热设备。重要图表7-1水环热泵空调系统原理图1－水/空气热泵机组；23－加热设备〔如燃油、气、电锅炉；4－蓄热容器；5－水环路的循环水泵；6－水处理装置；7－补给水水箱；8－补给水泵；9－定压装置；10－风机组；11－排风机组；12－热回收装置7-2水环热泵系统全年运行工况〔〕〔b〕〔〕热收支平衡；〔d〕〔〕关心热源全部运行1－水/空气热泵机组；2－冷却塔；3－关心热源；4－循环泵机组供暖； 机组供冷7-8低温蓄热水箱原理图1-蓄热水箱；2-循环水泵；3-备用泵；4-空气分别器；5-定压装置；6-水加热器；7-闭式冷却塔；8-冷却水泵7-9高温蓄热水箱设置原理图1-高温蓄热水箱；2-循环水泵；3-备用泵；4-空气分别器；5-定压装置；6-闭式冷却塔；7-冷却水泵7-10某闭式太阳能水环热泵空调系统原理图1-小型水／空气热泵机组；2-闭式冷却塔；3-太阳能集热器；4-太阳能加热器；5-太阳能热水循环泵；6-关心加热器；7-水环路循环水泵7-11井水源水环热泵空调系统闭式图示1-小型室内水／空气热泵机组；2-水循环环路；3-环路的循环水泵；4-定压装置；周边区(或北区)内区(或南区)5-补水系统；6-板式换热器；7-抽水井群；8-回灌井群；周边区(或北区)内区(或南区)7-13土壤源水环热泵空调系统图示1、2、3、4、5-同图7-12；6-蓄水罐；7-地下埋管环路循环泵〔一次泵；8-地下埋管换热器；9-7-14双级耦合水环热泵空调系统1、2、3、4-7-11；5-补给水泵；6-补给水箱；7-水处理设备；8-空气/水热泵机组；9-板式换热器；10-开式冷却塔；11-冷却水水泵；12-蓄热水箱；13-放气阀；14-电动三通调整阀7-15带离心式冷水机组的水环热泵空调系统1-水/空气热泵机组；2-离心式冷水机组；3-水环路循环泵；4-水加热设备；5-冷却塔；6-风机盘管水系统循环泵；7-风机盘管8章变制冷剂流量热泵式多联机空调系统根本概念变制冷剂流量热泵式多联机空调系统是指由一台或数台室外机〔风冷或水冷〕连接数台空调系统，学术名称为VRF(VariableRefrigerantFlowrate)VRV、MDV、MRV等[2]。它可以向一个或数个区域供冷与供热。按低位热源的种类不同，可分为风冷热泵多联机空调系统和水冷热泵多联机空调系统两种型式。特点〔局部负荷特性良好2多联机空调系统具有敏捷性3〕〔4优点。但是多联空调系统由于管路过长、落差大也会带来管路流淌阻力大的问题。电子膨胀阀电动式膨胀阀，它承受步进电动机来驱动阀针移动。四通换向阀工作原理气管相连。制冷时，四通阀不通电，先导阀的排气毛细管与四通阀活塞腔的右腔相通，排气管与右边的连接收连通，回气管与左边的连接收相通。制热时，电磁线圈通电，在管与右边的管相通，从而完成制冷剂方向变换。风冷沟通变频变容热泵式多联空调系统是指用室外空气作为热泵的热源与热汇，并选机的转速调整来实现。水冷变频变容热泵多联空调系统以水作为热泵的热源与热汇。与风冷式热泵相比，室外机的空气/制冷剂换热器被水/制冷剂换热器所替代，在系统中多一套水系统，系统相1〕+水冷热泵式多联机系统2〕+水冷热泵式多联机系统。风冷定频变容系统与风冷变频变容系统相比不同之处是前者选用定频压缩机码涡旋压缩机。热泵式多联空调系统中应关注的几个问题〕系统的地域适应性〕制冷剂管路的配管长度对其系统性能的影响〔室内外机高差对系统性能的影响4〔〕系统的回油问题。重要图表7-17-227-17-229101441153-1121158-1153-2613 8-2168-1SET—FREE20HP热泵型多联机组的系统图1-压缩机；2-油分别器；3-1、3-2-室外换热器〔制冷剂/空气换热器；4-室内换热器；5-气液分别器；6-高压贮液；7-1、7-2-四通换向阀；8-1、8-2-再冷却器；9-电磁阀；10-毛细管；过滤器；12-电子膨胀阀；13-分液器；14-离心风机-；15-轴流风机；16-截止阀7-1压缩机1油分别器4室内换热器47-2进展压缩，维持●以保证制热；

●外部供油●

●热流程

作冷凝器用●加热室内空气，●向室内供暖吸气作用●输送制冷剂●过滤器过滤器11电子膨胀阀12过滤器11高压贮液器6去除制冷剂

存储多余●中固体杂质

● ●和平衡作用

●的制冷剂8-1过滤器电子膨胀阀过滤器8-2过滤器电子膨胀阀过滤器节流前过冷 ● ●

节流作用●●质的均匀性

●●取热量

防止制热与制冷分液器分液器3-17-15分液器3-27-2循环转换，或热气除霜时，蒸发器中未蒸发的液体返回压缩机低压储液●压缩机18-2压