能源塔技術(shù)介紹

1、,熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用,熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用,01,02,03,04,熱源塔熱泵系統(tǒng)的背景,中國南方地區(qū)冬季潮濕陰冷，空氣濕度大，采用燃油、燃?xì)?、煤為主供熱時，其能耗高又污染環(huán)境;傳統(tǒng)空氣源熱泵在冬季供熱時嚴(yán)重結(jié)霜，融霜耗電大，熱泵效率低;而地源熱泵在城市的應(yīng)用受到地質(zhì)條件、場地的限制，在這種背景下開發(fā)的熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)。概念：以室外空氣為冷熱源，由熱源塔熱交換系統(tǒng)、熱源塔熱泵機(jī)組、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的可為建筑物提供供

2、冷、供熱和加熱生活熱水的系統(tǒng)。適用范圍：適用于冬季室外計算空氣干球溫度不低于-8℃，計算相對濕度不低于60%的氣候條件,熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用,01,02,03,04,熱源塔熱泵系統(tǒng)原理,傳熱介質(zhì)與空氣在其中進(jìn)行熱交換并為熱泵機(jī)組提供連續(xù)冷熱源的塔式換熱裝置。冬季：利用冰點低于零度的載體介質(zhì)，高效提取低溫環(huán)境下相對濕度較高的空氣中的低品位熱能，實現(xiàn)低溫?zé)崮芟蚋邷責(zé)崮艿膫鬟f，達(dá)到制熱目的。夏季：起到高效冷卻塔的作用，利用水的蒸

3、發(fā)散熱，將熱量排到大氣中實現(xiàn)制冷。,熱源塔,熱源塔結(jié)構(gòu)示意圖,1. 塔體框架2. 出風(fēng)筒3. 維護(hù)板4. 進(jìn)風(fēng)柵5. 變速電動機(jī)控制裝置6. 斜射旋流風(fēng)機(jī)7. 高效肋片8. 換熱管9. 進(jìn)液口10. 出液口11. 斜流折射分離器12. 斜射旋流分離器13. 接水盤14. 凝結(jié)水控制裝置15. 溶液控制閥16. 溶液池17. 噴淋泵控制裝置18. 噴淋器,熱源塔熱泵防霜系統(tǒng),溶液防霜濃縮

4、系統(tǒng)的原理： 當(dāng)噴射濃縮機(jī)檢測到環(huán)境空氣溫度低于１℃時，關(guān)閉冷凝水排水閥，啟動噴射濃縮機(jī)，將溶液池溶液濃縮升壓，高壓溶液通過控制閥進(jìn)入噴射器向換熱器噴射溶液，與換熱器換熱，形成水滴，靠重力作用落入溶液盤，進(jìn)入溶液池，完成一個噴射和濃縮周期，待低溫期過后采用濃縮裝置分離水分。當(dāng)環(huán)境空氣溫度高于１℃時，關(guān)閉噴射濃縮機(jī)，開啟冷凝水排水閥。,自動加藥系統(tǒng),防凍液除了存在飄失損失外，當(dāng)環(huán)境相對濕度較高時，熱源塔還會吸收空氣中的水分，從

5、而將鹽溶液稀釋。因此，防凍液損失由兩部分組成：飄失損失和結(jié)露損失。 為防止鹽溶液的濃度降低，必須定期測定鹽溶液的濃度，濃度降低時，應(yīng)補(bǔ)充鹽量，使其保持在適當(dāng)?shù)臐舛?；另外，?dāng)空氣相對濕度較低時，機(jī)組運行時鹽溶液中的水分會蒸發(fā)，鹽溶液會濃縮，也需要補(bǔ)充水分。自動加藥裝置可自動檢測鹽溶液的濃度，這樣鹽溶液的濃度就能夠達(dá)到一個動態(tài)的平衡。,抗凍劑選擇要點,抗凍劑又稱阻凍劑，是一類加入到其他液體(一般為水)中以降低其冰點

6、、提高抗凍能力的物質(zhì)。抗凍劑有甲醇、乙醇、乙二醇、水溶性酰胺和氯化鈣、鹽水等。不同的用戶可以根據(jù)自己的需要加以選擇。,抗凍劑加入量,在冬季抗凍劑加入量隨著不同的環(huán)境溫度而不同抗凍劑的加入量能影響系統(tǒng)的能效比,抗凍劑加入量參考表,熱源塔的組成部分,塔身風(fēng)機(jī)換熱器噴淋裝置防凍、補(bǔ)水系統(tǒng),熱源塔的組成部分,塔身,熱源塔的組成部分,風(fēng)機(jī),熱源塔的組成部分,換熱器,熱源塔的組成部分,噴淋裝置,熱源塔的組成部分,防凍、補(bǔ)水系統(tǒng),熱源塔

7、的分類,1,2,3,1.閉式熱源塔,,·循環(huán)介質(zhì)一直都在管道內(nèi)流動，不與外部空氣相接觸；·換熱器為銅管、肋片；·噴淋裝置主要用于噴灑防凍液，從而防止換熱器表面結(jié)霜與結(jié)冰；·噴淋裝置內(nèi)的防凍液與循環(huán)介質(zhì)并不混合。,2.開式熱源塔,,·循環(huán)介質(zhì)在管道內(nèi)流動，在塔內(nèi)經(jīng)過噴淋裝置噴淋到換熱器上，與空氣直接接觸；·換熱器為填料（塑料、PVC、PP）；·噴淋裝置主要用于

8、噴灑循環(huán)介質(zhì)，從而循環(huán)介質(zhì)與空氣相接觸。,3.混合式熱源塔,部分循環(huán)介質(zhì)通過塔內(nèi)換熱器，部分循環(huán)介質(zhì)通過噴淋裝置噴灑到換熱器上。部分循環(huán)介質(zhì)與空氣直接接觸。,開式熱源塔和閉式熱源塔的比較,,開式熱源塔,,閉式熱源塔,,開式塔有較大局限，閉式塔應(yīng)用前景廣闊,防凍液直接與空氣接觸，溶液溫度易受外界氣象條件變化的影響使其冰點不斷變化，需要定期啟動溶液濃縮裝置，管理非常麻煩。,·克服了以上缺點；·通過使空氣逆向流過低溫高

9、效肋片換熱器的表面，形成傳熱面與空氣之間的顯熱和潛熱交換；·由于閉式能源塔的高效換熱器的管內(nèi)防凍液依靠溶液泵強(qiáng)制循環(huán)，流動速度快，換熱效率高。,熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)示意圖,,,,,熱源塔熱泵空調(diào)系統(tǒng)的原理,【熱源塔熱泵供熱工藝原理圖】,熱源塔熱泵系統(tǒng)原理,熱源塔熱泵系統(tǒng)原理,熱源塔熱泵系統(tǒng)原理,熱源塔熱泵系統(tǒng)原理,熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用,01,02,03,04,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點1,節(jié)能效果顯著 冬

10、季，熱源塔提取環(huán)境低品位熱能的性能比風(fēng)冷熱泵穩(wěn)定，無結(jié)霜困擾。整個冬季機(jī)組的平均能效比在3.5以上。 夏季，由于熱源塔的散熱能力比冷卻塔強(qiáng)，起到高效冷卻塔的作用，主機(jī)能效比在4.5以上。 同時，利用熱回收可免費得到衛(wèi)生熱水。,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點2,一機(jī)多用 實現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷以及全年提供衛(wèi)生熱水。 提高了設(shè)備使用率，降低初投資，節(jié)能環(huán)保。,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點3,不受地質(zhì)條件與場地限

11、制： 與地源熱泵比：不受地質(zhì)條件的制約，占地面積??； 與水源熱泵比：不依賴地下水、地表水等熱源； 與風(fēng)冷熱泵比：主機(jī)放置在機(jī)房，噪音小，功率大。,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點4,運行穩(wěn)定、壽命長 熱泵機(jī)組冬季使用的熱源,是相對濕度較高的空氣中的低品位熱能，蒸發(fā)壓力穩(wěn)定度和蒸發(fā)溫度都高于風(fēng)冷熱泵，使得機(jī)組比風(fēng)冷熱泵機(jī)組有更寬的運行范圍； 　　 熱泵機(jī)組夏季使用的冷源，是汽化蒸發(fā)潛熱帶走空調(diào)余熱，

12、熱源塔在夏季有足夠的蒸發(fā)面積可承受瞬間高峰空調(diào)負(fù)荷，冷卻水溫低，效率高。,全年運行與風(fēng)冷熱泵比較，機(jī)組能耗小，磨損輕，壽命長,,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點5,系統(tǒng)設(shè)計簡單 與地源熱泵比：不用考慮地源側(cè)冬夏季冷熱負(fù)荷均衡； 與風(fēng)冷熱泵比：不用考慮輔助電加熱和冬季融霜的問題。,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點6,適用性強(qiáng) 既可應(yīng)用于新建建筑又適用于既有建筑的節(jié)能改造。,熱源塔熱泵系統(tǒng)特點7,經(jīng)濟(jì)、高效 熱源塔熱泵系統(tǒng)綜

13、合經(jīng)濟(jì)性能較高，用于夏季制冷時具有負(fù)壓蒸發(fā)冷卻水溫度低的節(jié)能特點；用于冬季供暖時，采用低溫寬帶技術(shù)和負(fù)溫度噴淋防霜溶液。 熱源塔熱泵在中國長江流域以南： 1.對比單冷機(jī)+燃油鍋爐耗能低45%左右； 2.對比單冷機(jī)+燃?xì)忮仩t耗能低25%左右；,熱源塔熱泵系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用,01,02,03,04,熱源塔低溫技術(shù)適用范圍,項目地質(zhì)條件缺水、少水，不具備埋管、打井、其他水源換熱的地區(qū)；適用于長江以南地區(qū)冬季室外計算空氣干

14、球溫度不低于-8℃，計算相對濕度不低于60%的氣候條件；建筑面積大于1萬平方、空調(diào)負(fù)荷容量不小于1000kw規(guī)模中大型公共項目；傳統(tǒng)單冷水機(jī)制冷+鍋爐制熱形式的改造項目。,熱源塔與常用中央空調(diào)對比,熱源塔與常用中央空調(diào)對比,熱源塔與常用中央空調(diào)對比,案例分析,普陀山大酒店建筑面積：15000m2空調(diào)機(jī)型：原使用單冷螺桿+燃油鍋爐 ；制冷量1500千瓦改造系統(tǒng)：制冷、制熱：熱源塔熱泵機(jī)組改造后，年降低能耗80萬左右,案例分析,

15、,,熱源塔熱泵系統(tǒng)的應(yīng)用,Thank You,參考文獻(xiàn),[1] 梁彩華, 張小松, 徐國英. 顯熱除霜方式的能量分析與試驗研究[J]. 東南大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2006, 36(1): 81-85.[2] 姚楊, 馬最良. 空氣源熱泵冷熱水機(jī)組結(jié)霜工況研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J]. 哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報, 2002, 35(5): 66-69.[3] 郭憲民, 楊賓, 陳純正. 翅片型式對空氣源熱泵機(jī)組結(jié)霜特性的影響[J]. 西安交通大

16、學(xué)學(xué)報, 2009, 43(1): 67-71.[4] 劉曉茹. 地埋管地源熱泵系統(tǒng)熱平衡及其地域性分析[J]. 暖通空調(diào), 2009, 38(9): 57-59.[5] 彭金梅, 羅會龍, 崔國民, 等. 熱泵技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展動向[J]. 昆明理工大學(xué)學(xué)報 (自然科學(xué)版), 2012, 37(5): 54-54.[6] 張晨, 楊洪海, 吳建兵, 等. 三種典型結(jié)構(gòu)熱源塔的比較[J]. 制冷與空調(diào) (北京), 2009, 9(

17、6): 81-83.[7] 宋應(yīng)乾, 馬宏權(quán), 龍惟定. 能源塔熱泵技術(shù)在空調(diào)工程中的應(yīng)用與分析[J]. 暖通空調(diào), 2011, 41(4): 20-23.[8] 章文杰, 李念平, 王麗潔. 熱源塔熱泵系統(tǒng)相變潛熱的應(yīng)用研究[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報, 2011, 34: 58-61.[9] 文先太, 梁彩華, 劉成興, 等. 基于空氣能量回收的熱源塔溶液再生系統(tǒng)節(jié)能性分析[J]. 化工學(xué)報, 2011, 62(11): 3242-

18、3247.[10] 文先太, 梁彩華, 張小松, 等. 填料型叉流熱源塔不同運行模式下?lián)Q熱性能實驗分析[J]. 重慶大學(xué)學(xué)報, 2011.,[1],參考文獻(xiàn),[11] 梁彩華, 文先太, 張小松. 基于熱源塔的熱泵系統(tǒng)構(gòu)建與試驗[J]. 化工學(xué)報, 2010, 61(S2): 142-146.[12] 劉成興, 梁彩華, 文先太, 等. 逆流熱源塔傳熱傳質(zhì)模型建立與凝水調(diào)節(jié)的可行性[J]. 東南大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 20

19、13, 43(4): 788-792.[13] 文先太, 梁彩華, 張小松, 等. 熱源塔液氣比優(yōu)化分析與實驗研究[J]. 東南大學(xué)學(xué)報: 自然科學(xué)版, 2011, 41(4): 767-771.[14] 陳偉, 王靖華, 屈利娟, 等. 空氣源和能源塔熱泵熱水系統(tǒng)的運行效益比較與分析[J]. 給水排水, 2012, 38(8): 82-86.[15] 文先太, 梁彩華, 劉成興, 等. 叉流熱源塔傳熱傳質(zhì)模型的建立及

20、實驗驗證[J]. 化工學(xué)報, 2012, 63(8): 2398-2404.[16] 王宇波, 周戎. 地源熱泵對武漢節(jié)能減排的影響分析[J]. Environmental Science & Technology, 2009, 32(12).[17] 方國明. 熱源塔熱泵在空調(diào)工程中的應(yīng)用實踐[J]. 制冷空調(diào)工程技術(shù), 2008, 3: 13-16.[18] 劉秋克, 王武英, 方國明. 熱源塔熱泵技術(shù)