热泵介绍
热泵原理
热是一种能量形式，热量的多少与同时存在的温度高低是完全无关的。
在空气、土壤和水中，以及任何形式的废水、废气中都有大量的热，不能仅因温度太低弃置不用。
热泵(Heat Pump)是一种花费少量外加的、高品位能量为代价，将低温热源升级至可以利用的能源（高温热源）的装置。
它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备——“泵”热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品味热能。
热泵分类
按热源种类不同分为：空气源热泵，水源热泵，地源热泵，双源热泵（水源热泵和空气源热泵结合）等
热泵用途
为建筑物提供持续的冷源（空调）、热源（采暖、热水），主要应用于商业、办公、学校、医院、矿山、厂矿等。
热泵优势
1、热泵技术属可再生能源利用技术
热泵是利用了空气、地表水、地球表面浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。
这些能源不受地域、资源等，真正是量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源，使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、热泵属经济有效的节能技术
热泵的平均能效比较高，比电采暖、传统空调系统节能。
3、地源热泵环境效益显著
热泵的污染物排放几乎没有，如果结合其它节能措施节能减排会更明显。
热泵的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放燃料废物的场地，且不用远距离输送热量。
4、地源热泵一机多用，应用范围广
热泵系统可供暖、空调，还可供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统；
可应用于宾馆、购物商场、办公楼、学校、工厂等建筑，更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、节省空间
没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。
水源热泵系统
水源热泵系统
地球表面浅层水源（一般在1000 米以内），如地下水、地表的河流、湖泊和海洋，吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量，并且水源的温度一般都十分稳定。
水源热泵技术的工作原理：通过输入少量高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在夏季将建筑物中的热量“取”出来，释放到水体中去，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以达到夏季给建筑物室内制冷的目的；而冬季，则是通过水源热泵机组，从水源中“提取”热能，送到建筑物中采暖。
地下水源热泵——利用地下水作为冷热源，为建筑物提供持续稳定的冷热需求。
工程案例
牛栏山一中
北京市专案办理服务中心
应用现状：
1、多应用于大型建筑，我国推广力度很大，如沈阳地区等；
2、由于地下水源回灌和污染问题不能很好解决，为了保护地下水资源，很多地区使用。
3、国家鼓励污水源热泵、海水源热泵的发展。
地源热泵系统
地源热泵系统原理
地源热泵是一种利用土壤提供冷热源。
地源热泵是陆地浅层能源通过输入少量的高品位能源（如电能）实现由低品位热能向高品位热能转移。
通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4.4kWh以上的热量或冷量。
地源热泵是一种利用土壤提供冷热源。
地源热泵的应用
由于环境温度随着季节变化而变化，地表以下3m内的土壤温度受大气温度的影响，而3m以下的土壤温度则不受影响 。因此在大地中存在大量再生能源，可用于免费采暖和
供冷。
工程案例
山东乳山国际大酒店（四星级）建筑面积20000m2
菏泽第一中学，建筑面积120000m2
北京同仁堂生产基地
应用现状：
1、多应用于大型建筑，我国推广力度很大，全国各地鼓励地源热泵的应用；
2、受到地埋管埋管场地以及土壤结构的，发展也收到一定的影响。
3、存在冷热不平衡的问题；
4、总体发展前景好，并享受国家的补贴力度较大。
污水源热泵系统
污水源热泵系统
城市污水是北方寒冷地区不可多得的热泵冷热源。它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行费用效果显著。
它有以下特点：
1.环保效益显著
2.高效节能
3.运行稳定可靠
4.初投资、运行费低
某地区污水温度变化曲线图
空气源热泵介绍
空气源热泵系统
1、热源为空气，空气随时随地可以利用，其装置和使用比较方便，对换热设备无害；
2、由于空气的比热容小，为获得足够的热量以及满足热泵温差的，其室外侧蒸发器所需的风量较大，使得热泵的体积较大，也造成一定的噪音；
3、空气热源的主要缺点是：空气参数（温度、湿度）随地域和季节、昼夜都有很大变化，空气参数的变化规律对于空气源热泵的设计与运行有重要的影响，主要表现在：
1）随空气温度的降低，蒸发温度下降，热泵温差增大，热泵效率降低。
2）随着环境温度的变化，热泵的供热量与建筑物的供热负荷相矛盾，即大多数时间内均存在供需的不平衡现象。
3）空气具有一定的湿度，流经蒸发器被冷却时，在蒸发器的表面会凝露甚至结霜（低温时）。
空气源热泵原理
空气源热泵机组部件
1、压缩机——压缩机作为空气源热泵心脏部件，相当于电脑的CPU，人体的心脏，通过它才能带动制冷剂的流通，实现热胀冷缩的过程，并让制 冷剂实现蒸发吸热，冷凝放热的物理变化。
1、压缩机
目前常用的压缩机品牌有谷轮压缩机、日立压缩机、三洋压缩机、大金压缩机，号称行业的四大品牌，在热泵行业来说谷 轮品牌压缩机算最好的。
2、节流阀——通常可以分为毛细管节流，热力膨胀阀节流（内平衡、外平衡）和电子膨胀阀节流，通过改变制冷剂的压力变化，让制冷剂实 现液化和气化的过程。
电子膨胀阀优点是能够精确控制制冷剂流量，从而达到精确控制蒸发温度。通常在控温精度要求比较高的地方使用，目前热泵机组多采用电子膨胀阀。
3、冷凝器——将制冷剂的热量传递给水的载体，通常采用套管换热器和板式换热器。选用高效螺纹状的铜管，外包经过处理的镀锌钢管，实现了制冷剂包水的过程，让高温的制冷剂气体充分的与水接触，达到更好的传热效果。
4、蒸发器——吸收空气中热量的部件，将热量传递给制冷剂；通常采用翅片换热器。
翅片换热器主要采用清水膜的铝箔，让空气充分与传热面积接触，更高效的吸收空气中的热量。
空气源热泵机组分类
1、空气源热泵热水机组——只提供生活热水；
2、空气源热泵采暖机组——提供采暖和生活热水。
3、空气源热泵采暖制冷机组——提供采暖、制冷（空调）、生活热水。
采暖制冷机组分类1
按机组的结构形式分类：
1、整体式机组——室外机
1）安装方便；
2）需要考虑室外连接管路的防冻问题，一般采用管路
电伴热带伴热和填充防冻液，通常采用后者。
2、分体式机组——室外机、室内机
1）安装复杂，需要考虑室内机安装位置；
2）室内外机铜管连接，工艺要求高，也增加成本；
3）不需要考虑防冻问题，热损失小，热效率高。
采暖制冷机组分类2
按机组的使用环境温度分类：
1、普通机组——适用于室外温度≥-5℃
2、低温机组——适用于室外温度≥-15℃
3、超低温机组——适用于室外温度≥-25℃
北京地区通常采用超低温机组。
桑普采暖热泵机组介绍
采暖制冷机组种类
侧出风：LAC-030、050、070
顶出风：LAC080/100/120/150/200/250
采暖制冷机组特点
1、节能：平均能效比在4.5以上，冬季的环境温度下能效比也能达到2.0以上，节电50%（与电采暖相比）
2、采暖、制冷，一机多用，省去锅炉和空调，减少室内空间占用；
3、低温运行：采用准二级压缩喷气增焓技术，保证机组可以在环境温度-25℃下稳定可靠运行；
4、操作方便：智能控制系统及断电记忆恢复功能，使用参数设定好之后系统自动运行；显示屏采用中文显示，清晰易操作。
5、机组模块化设计和控制
1）模块自由组合，任一台机组均可作为主模块；
2）机组分时启动，减少对电网的冲击；
3）机组的平衡运行，使整个系统寿命最大化；
4）单台机组维护时，不会影响系统其他机组的正常运行；
6、化霜彻底：专利双化霜系统，保证化霜彻底、排水通畅；
1）蒸发器管路的特殊设计，延缓机组结霜周期。
2）利用残余的冷凝余热，防止冬季特恶劣天气，蒸发器结死霜和厚霜，从而出现冰封的现象。
3）合理的冷媒流向、除霜时间和除霜温度控制保证每次除霜效果良好。
7、制冷时超强的双重防冻功能
1）夏季制冷、冬季采暖的壳管式换热器独特的外壳结构设计，具有超强的制冷防冻能力。
2）采用有特殊的防冻程序的智能化的微电脑控制，换热器具有双重防冻保护。
采暖制冷机组参数
1、机组型号：以整体机为例，机组分为3P、5P、7P、8P、10P、12P、15P、20P、25P；样本上的型号为LAC030CRZSP，即30代表3P机；
2、制冷量、制热量：单位为kw，样本上标注的数值为标准工况下的参数；
3、输入功率：单位为kw，包括压缩机和风机的功率；用户配电需要参考该参数
4、出水温度：额定出水温度为45℃，最高出水温度为55℃；
5、循环水量：采暖水泵流量的选取参考该参数，水泵扬程根据建筑实际情况；
6、配用面积：根据北京地区农村房屋实际情况，理论计算为：
1P机组配用面积为20m2左右，样本上给出参考范围，房屋保温结构好、地板采暖的情况下可取上限，反之取下限。
采暖制冷系统设计
系统组成
运行方式：空气热泵夏季产生7℃冷水，送至室内风机盘管产生冷风；
空气热泵冬季产生35℃热水，直接通过低温辐射地板采暖。
采暖末端——地板采暖、暖气片、风机盘管
1、地板采暖
1）是一种极为理想的供暖方式，其要求温度低，节能效果好，特别适用于空气源热泵采暖系统；
2）新建房屋建议采用地板采暖的方式。
采暖末端——地板采暖、暖气片、风机盘管
2、暖气片
1）暖气片要求热水温度高，要求热泵出水温度达到55℃，节能效果不好；
2）既有房屋通常采用暖气片，为了降低施工成本，减少改造工作量，室内暖气不改动。
3）如果室内温度不够建议
用户加装暖气片。
采暖末端——地板采暖、暖气片、风机盘管
3、风机盘管
1）风机盘管通过室内空气强制循环、换热，加热室内空气，要求热泵出水温度达到45℃，节能效果一般；
2）基于对流换热，而致使室内达不到最佳的舒适水平；
3）夏季可以利用风机盘管制冷，一机两用。
制冷末端——风机盘管
1）如果采暖末端为地板采暖或暖气片，需要夏季提供制冷时，需要加装风机盘管；
2）由于采用低温冷水循环，舒适度较好。
制冷末端——风机盘管形式
1、卧式明装：吊装，不过是明装的，没有遮掩，直接看得到，安装简单，适用于不吊顶的房间，不需和装修配合。
制冷末端——风机盘管形式
2、卧式暗装：装吊顶里面，只能看到回风口和送风口，美观，需与装修配合。
制冷末端——风机盘管形式
3、立式明装：装地下，一般是方形的，装在墙下。
制冷末端——风机盘管形式
4、壁挂式：和家用分体机的室内机差不多。
制冷末端——风机盘管选择
1、制冷负荷计算：北京地区制冷负荷取100-120w/m2。
2、举例：一个20m2的房间需要制冷，制冷负荷取100w/m2，则需要的制冷量为20*100=2000w，查风机盘管参数表选取FP-34型，制冷量为1.98kw。
制冷末端——风机盘管选择
采暖制冷系统施工
热泵采暖施工内容
1、热泵机组的安装（室外机、室内机）
2、采暖制冷室内末端的安装（地暖、暖气片、风机盘管）
3、配套电气自控安装
4、连接管路安装
热泵产品占30%，设计、施工、售后占70%。
空气源热泵室外机的设置，应符合下列规定：
1、确保进风与排风通畅，在排出空气与吸入空气之间不发生明显的气流短路；
2 、避免受污浊气流影响；
3、噪声和排热符合周围环境要求；
4 、便于对室外机的换热器进行清扫；
5、室外机上部应有遮雪设施；
6、化霜水应有组织排放。
空气源热泵室外机的设置，应符合下列规定：
7、应安装在水平和经过设计有足够强度的基础和减震部件上，且必须与基础进行固定；
系统管材应按下列原则选用：
1、空气源热泵制冷剂管道采用铜管。
2、空气源热泵供冷供热水系统管道可采用镀锌钢管、塑料热水管、塑料和金属复合热水管等。
3、地面辐射供暖埋地加热管、输配管可采用交联聚乙烯铝塑复合管（XPAP）、聚丁烯管（PB）、交联聚乙烯管（PE-X）、耐热聚乙烯管（PE-RT）、铜管。
4、生活热水供回水管和给水管管材可与该工程给排水专业设计一致。
系统管材应按下列原则选用：
5、空气源热泵供冷供热水系统管道和地面辐射供暖加热管、输配管，采用塑料热水管材时，其最小壁厚可按下表确定：
系统管材应按下列原则选用：
6、空气源热泵供冷供热系统水平管道应按设计要求设置坡度，管道上下拐弯的最高处应设自动放气阀，系统最低处应设泄水阀。
7、空气源热泵循环水系统必须设置过滤器。
8、空气源热泵循环水系统供回水干管均应保温，接风机盘管的空调管道应采用防结露保温。保温厚度可参考北京市地方标准《居住建筑节能设计标准》（DB11/1）。
电气部分安装要求：
1、控制面板和室温控制器应水平安装，并应牢固固定在墙面上，设置高度宜距地面1.4m，或与照明开关在同一水平线上。
2、室温控制器应设置在附近无散热体、周围无遮挡物、不受风直吹、不受阳光直晒、通风干燥、周围无热源体、能正确反映室内温度的位置，不宜设在外墙上。
电气部分安装要求：
3、设备安装前应检查所用电源是否与铭牌要求的电源一致，并检查电源的安全性。
4、设备的保护器件选择及接地安装必须按产品及设计要求，整定及接线到位。
5、 选用的各种导线参数应符合产品及设计要求，材料质量经国家相关部门检验合格。
电气部分安装要求：
6、 除国家现行标准允许的插座连接外，所有线路导体两端均应直接端接固定在设备相应的接线端子上。接线端接应可靠，不允许导线中间断线和端接虚接。
7、传感器的选择与安装应符合产品、设计及施工验收规定。
8、线路敷设应符合产品、设计及施工验收规定。
承压水系统管道和设备应按下列要求做水压试验：
1 冬季进行水压试验时应采取防冻措施，试压完成后应及时将水泄空、吹净、吹干。
2 水压试验应在系统冲洗之后，进行保温之前进行。
3 地面辐射供暖系统应在加热盘管隐蔽前、隐蔽后分别进行水压试验。
4 空气源热泵供热供冷水系统水压试验，应在地面辐射供暖系统的隐蔽后试验完成后进行。
5 试验压力不应小于0.6MPa。
水系统的调试和试运行：
1 调试和试运行前应对系统进行清洗排污和充水放气。
2 以空气源热泵为热源的地面辐射供暖系统调试，应按相关标准要求缓慢升温，直至达到设计供水温度。
3 试运行后应清洗管路上的过滤器，方可投入正常运行。
工程验收通过后，各系统施工专业公司应对使用方进行必要的交底或使用培训。
工程质保期：不应少于两个供暖期和制冷期，并应保证系统能够满足设计要求。
工程案例
熙西山庄
北京平谷区