热泵系统丨全面介绍水源热泵系统设计，一看就懂！
一、水源热泵系统的主要设备
1.水源热泵机组
2.冷(温)水循环泵
3.潜水泵
4.旋流除砂器
5.水处理设备
6.定压补水设备
7.过滤器/除污器
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二、水源热泵系统流程图
三、热泵机组的选择
1、根据建筑的空调面积和房间功能进行空调冷、热负荷计算，统计建筑空调总冷、热负荷。
2、大部分建筑需要考虑房间的同时使用率，一般建筑的同时使用率为70~80%，特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。
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3、根据计算出的总冷、热负荷，以其中较大值来确定主机型号，注意机组在偏离额定工况时需进行参数修正。
4、制冷同时制取卫生时的参数修正。
5、主机台数可根据建筑业主和建筑所备机房情况进行确定，建议选用2台以上。
四、空调负荷的确定
五、系统水循环泵的选择
1、流量的确定
一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的水流量来选取，可以按照如下公式进行计算选取，公式中的Q为热泵机组制热/制冷量中的较大值。
2、扬程确定
循环水泵扬程的组成：
1)热泵机组换热器水阻力：一般为6～7.5mH2O;(具体值可参看产品样本)
2)末端设备(空气处理机组、风机盘管等)表冷器或蒸发器水阻力：一般为6～7mH2O;(据体值可参看产品样本)
3)回水过滤器阻力，一般为3～5mH2O;
4)分水器、集水器水阻力：一般一个为3mH2O;
5)系统水管路沿程阻力和局部阻力损失：一般为7～10mH2O;
综上所述，冷冻水泵扬程为26～35mH2O，一般为32～36mH2O。
注意：扬程的计算要根据系统的具体情况而定，在水泵样本中选取水泵时，以上中下三列中的中间栏数据为准。
3、水泵并联运行情况
由上表可见：水泵并联运行时，流量有所衰减;当并联台数超过3台时，衰减尤为厉害。
建议：
1.选用多台水泵时，要考虑流量的衰减，留有余量。
2.空调系统中水泵并联不宜超过3台，即进行水源热泵主机选择时也不宜超过三台。
六、潜水泵的选择
1、流量的确定
一般按照水源热泵样本中提供的制热/制冷时的井水流量来选取，还可以按照如下公式进行计算选取，公式中的Q为热泵机组制热/制冷量，N为机组输入功率;
2、扬程的确定
1)潜水泵的扬程依据水井动水位的位置来确定，一般潜水泵放置在动水位以下1m左右的位置;
2)潜水泵所需克服的阻力包含动水位至井口的高差h1，旋流除砂器阻力，Y性过滤器阻力、机组阻力、以及井水管道阻力，此部分阻力一般取经验值7～10mH2O;
3)潜水泵扬程= h1+ 7～10mH2O。
七、补水定压装置的选择
1、补水定压装置的方式
1)高位膨胀水箱补水定压;
2)变频补水定压;
3)落地式膨胀水箱(膨胀罐)补水定压。
2、系统补水量的确定
系统补水量一般为系统中总水容量的2%～3%确定，系统中水容量按照建筑面积每平方米1.3L计算。
3、补水泵扬程的确定
根据建筑高度来确定补水泵的扬程，并且留有3-5mH2O余量;即补水泵的扬程=机房到系统高点高差H+3-5mH2O。
八、水处理设备的选择
1、水处理设备总类
电子水处理仪;(5000㎡以下建筑及卫生热水系统采用电子水处理仪)
软化水处理仪(钠离子交换器)(10000㎡以上建筑采用软化水处理)
2、电子水处理仪的选取
根据系统水水流量或者系统水管径选取。
3、软化水处理仪的选取
根据系统水补水量选取，系统补水量一般为系统中总水容量的2%～3%确定，系统中水容量按照建筑面积每平方米1.3L计算;一般10000㎡建筑选取1m3/h处理量处理仪。
4、软化水箱大小的确定
根据软化水小时处理水量来确定水箱的大小。
九、过滤装置的选择
1、旋流除砂器的选择
原则上一台热泵机组对应一台旋流除砂器，在系统较大时，不受此原则限制;
以热泵机组井水需求量的大小确定旋流除砂器的型号及台数。
2、快速除污器的选择
根据系统水总管路管径大小确定快速除污器型号，一个系统仅用一台快速除污器，在地下水含沙量较高的情况下，建议井水系统也装设快速除污器。
十、集分水器尺寸确定
1、管径的确定
按并连接管的总流量通过集管断面流速V=1.0-1.5m/s确定，大不宜超过4m/s。分支管管内流速一般为V=2.0m/s。
【例】集管上拟连接4根DN80管道，这些管内的流速均等于2m/s，试确定集管的直径。
【解】DN80钢管内径81mm，其断面积F=1/4πd2n=1/4×3.1416×812=5153mm2
连接管断面积和：∑F=5153×4=20612mm2
取：V=1.2.0m/s
则：集管应有断面积为：F'=20612×2.0/1.2=34353mm2
相应直径：
2、长度确定
十一、运行费用计算
1、计算公式
运行费用=额定功率×开机台数×每天运行时间×实际运行天数×日运行系统×年运行系数×电价
2、计算条件
1)运行时间：冬季天，日平均运行小时。
2)日运行系数：0.75(查《实用供热空调设计手册》在一日中由于室外温度及气候条件的不同，末端系统负荷随之调节变化)。
3)年运行系数：0.8(查《实用供热空调设计手册》在一年中由于室外温度及气候条件的阶段性变化，末端系统负荷随之调节变化)。
4)电价：元/KW·h。
十二、基础知识
1、标准煤
我国把每千克含热量为7000大卡(29306焦耳)的定为标准煤，也称标煤。国家发改委提供的数据：火电厂平均每千瓦时供电煤耗由2000年的392g标准煤降到360g标准煤，2020年达到320g标准煤。即一吨标准煤可以发三千千瓦时(3000度)的电。
2、工业锅炉燃烧1吨标准煤污染物排放量
3、各种能源折合成标准煤系数
4、标煤量折算
• 燃煤系统标煤折算量
标煤量=总制热量÷标煤发热量÷锅炉效率=总制热量÷8.14÷70%÷1000式中8.14KW为标煤发热量7000大卡/千克折算值
• 热泵系统标煤折算量
标煤量=热泵耗电量÷单位电量标煤耗量=热泵耗电量÷360÷1000式中360g为发一度电标煤耗量
以上计算二者之差即为标煤节约量
十三、基础知识—单位换算
1、压力单位换算
● 1公斤出水压力：是1平方厘米承受1公斤水重量的压力(也称千克力)，即1公斤压力=1×10/0.0001=100000Pa=0.1MPa =1Bar
●1MPa =10公斤压力
●1公斤压力=10mH2O
●1H2O=10Kpa
2、热量单位换算
●千焦和千瓦时之间的换算系数为3600，即1000KJ=0.277KW·h
●千焦和大卡(千卡)之间的换算系数为4.20，即1000KJ=238.10KCal
●千卡和千瓦时之间的换算系数为860，即1000KCal=1.163KW·h