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讲解污水源热泵常见系统的形式

2021-09-14

    1 、污水源热泵系统组成

  1.污水沟;2.污水取排设施;3.热能交换器;4.主机蒸发器;5.主机冷凝器;6.主机膨胀阀;7.空调系统末端设备;8.空调系统末端水泵;9.主机压缩机;10.中介水循环泵;11.污水提升泵

  污水源热泵作为一种工程技术,有种类多样的系统形式,而且它的系统形式有多个子系统构成,目前工程实践中多采用的是如图1所示的污水源热泵系统

  该污水源热泵系统由污水系统I、中介水系统II、热泵机组III和末端水系统IV组成。热能交换器3、主机蒸发器4和主机冷凝器5将四个子系统连成一个整体。

  污水系统主要由污水取排设施、污水提升泵、管路系统等构成,其中的关键设备是污水取排设施,它兼具滤污和排污功能;中介水系统是中间载热系统,在间接污水源热泵系统中使用;热泵机组有多种形式和种类,是污水源热泵系统的核心;空调末端水系统主要由循环水泵、管路系统和末端空气处理设备等组成。

  2、 直接系统和间接系统

  根据污水与制冷剂之间的换热关系将污水源热泵系统分为直接污水源热泵系统和间接污水源热泵系统。直接污水源热泵即间壁式换热的热泵系统,污水与制冷剂不通过任何载热媒质;间接污水源热泵系统指污水与制冷剂间热量通过载热媒质传递的热泵系统

  直接污水源热泵不存在中介水子系统,较之间接系统,系统形式更加简单,机组性能系数更高。由热力学机理可知,一是中间载热媒质使污水和制冷剂间热阻增 大,能量的转移过程阻力加大,因此耗散幅度很大,热泵系统的性能系数也相应降低。二是中间载热媒质缩小了污水的可利用温差范围,污水的供热功率自然也就减小了。简化的系统形式,较高的性能系数,使得直接污水源热泵系统初投资减少、运行稳定、高 效节能,从而应用广泛。

  3、 机侧切换与水侧切换

  污水源热泵空调系统一般都需要满足夏季供冷,冬季供热两种工况。换季时要考虑系统冬夏工况的切换,具体的切换形式在原理上有机侧切换和水侧切换,而在工程实际上则分为内部切换和外部切换。

  污水或中介水只进主机蒸发器(或冷凝器),其在冬夏季分别作为蒸发器和冷凝器。通过改变制冷剂回路中阀门的方向,实现其工况的切换,称为机侧切换。直接污水源热泵系统使用机侧切换称为内切换热泵。真 正意义上的热泵机组,是内切换热泵系统的核心设备,其蒸发器(或冷凝器)“一器两用”,兼有蒸发吸热和冷凝释热的功能。

  主机中蒸发器和冷凝器的使用性质不随冬夏工况的改变而改变,冬季,污水或中介水若进蒸发器,夏季则进冷凝器。通过水系统中的阀门切换实现其工况转换,这种方式称为水侧切换。间接污水源热泵系统一般使用水侧切换,属于外部切换式热泵。外部切换式热泵系统对冷水机组要求不高,使用普通冷水机组即可。

  水侧切换的热泵水系统较之机侧切换要复杂得多,因此管路中使用了很多电磁阀门,进一步对操作的要求也随之增高;但若采用机侧切换,较高的要求则在于对热泵主机本身,尤其是蒸发器和冷凝器的设计。由于现阶段污水源热泵机组设计技术不能满足实践需求,因此水侧切换式热泵系统形式较为常用。


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