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1、在线教务辅导网：http:/,教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网,QQ:349134187 或者直接输入下面地址：,http:/,第7章 太阳能及热泵系统的安装,上海海洋大学制冷空调系,第7章 太阳能及热泵系统的安装,7.1太阳能热水系统安装7.2空气源热泵系统的安装7.3地源热泵系统安装,7.1太阳能热水系统安装,太阳能热水系统主要由太阳能集热系统和热水供应系统构成，包括太阳能集热器、贮水箱、循环管道、支架、控制系统、热交换器和水泵等设备和附件。太阳能集热系统是太阳能热水系统特有的组成部分，是太阳能是否得到合理利用的关键。热水供应系统负责将集热系统的热水供给用户使用。,7.1太阳能热
2、水系统安装,7.1.1太阳能热水系统的分类7.1.2太阳能热水系统的安装7.1.3太阳热水系统的调试和运行,7.1.1太阳能热水系统的分类,(1)按太阳能集热系统与太阳能热水供应系统的关系(2)按有无辅助热源(3)按辅助能源的启动方式(4)按水箱与集热器的关系(5)按供热水范围(6)按太阳能集热系统运行方式,(1)按太阳能集热系统与太阳能热水供应系统的关系,划分为直接式系统（也称一次循环系统）和间接式系统（也称二次循环系统）。直接式系统是指在太阳能集热器中直接加热水供给用户的系统。直接式系统又称单回路系统，或单循环系统。间接式系统是指太阳能集热器中加热某种传热介质，再利用该传热介质通过热交换器
3、加热水供给用户的系统。由于热交换器的阻力较大，间接式系统一般采用强制循环系统。考虑到用水卫生、缓解集热器结垢以及防冻因素，在投资允许的条件下，一般优先采用间接式系统；直接系统最好根据当地水质要求探讨是否需要对自来水上水进行软化处理。间接式系统又称为双回路系统，或双循环系统。,(2)按有无辅助热源,划分为有辅助热源系统和无辅助热源系统。有辅助热源系统是指太阳能和其他水加热设备联合使用来提供热水，在没有太阳能时，仅依靠系统配备的其他能源的水加热设备也能提供建筑物所需热水的系统。这里必须强调的是，在需要保证生活热水供应质量的场合，辅助热源是必不可少的。无辅助热源系统是指仅靠太阳能来提供热水的系统。该
4、系统中没有自他水加热设备，在太阳辐射量不足的情况下，系统无法产生足够的热水，热水供应的可靠性较差。,(3)按辅助能源的启动方式,分为按需手动启动系统、全自动启动系统和定时自动启动系统。按需手动启动系统是指根据用户需要，随时手动启动辅助能源水加热设备。全日自动启动系统是指始终自动启动辅助能源水加热设备，确保可以全天24h供应热水。定时自动启动系统是指定时自动启动辅助能源水加热设备，从而可以定时供应热水。随着控制技术的迅猛发展，全自动启动系统已逐渐占据市场的主流位置。,(4)按水箱与集热器的关系,划分为紧凑式、分离式和闷晒式系统。紧凑式系统是指集热器和贮水箱相互独立，但贮水箱直接安装在太阳能集热器
5、上或相邻位置上的系统；分离式系统是指贮水箱和太阳能集热器之间分开一定距离安装的系统；闷晒式系统是指集热器和贮水箱结合为一体的系统。在与建筑工程结合同步设计的太阳能热水系统中，使用的系统主要为分离式系统。,(5)按供热水范围,划分为集中供热水系统和分散供热水系统。集中供热水系统是指为几幢建筑、单幢建筑或多个用户供水的系统；分散式供热水系统是指为建筑内某一局部单元或单个用户供热水的系统，也就是通常所说的家用太阳能热水器。,(6)按太阳能集热系统运行方式,划分为自然循环系统、直流式系统和强制循环系统。自然循环系统是指太阳能集热器系统仅利用传热工质内部的温度梯度产生的密度差进行循环的太阳能热水系统，也
6、称热虹吸系统。在自然循环中，为了保证必要的热虹吸压头，贮水箱的下循环管应高于集热器的上循环管，这种系统结构简单，不需要附加动力。直流式系统是指传热工质一次流过集热器系统加热后，进入贮水箱或用热水处的非循环式太阳能热水系统。该系统一般可采用非电控温控阀控制方式。直流式系统通常也称为定温放水系统。强制循环系统是指利用机械设备等外部动力迫使传热工质通过集热器（或换热器）进行循环的太阳能热水系统。该系统通常采用温差控制、光电控制及定时器控制等方式。,7.1.2太阳能热水系统的安装与施工,在安装太阳能热水系统时，不应破坏建筑物的结构，削弱建筑物在寿命期内承受任何荷载的能力，不应破坏屋面防水层和建筑物的附
7、属设施。系统安装前应具备下列条件：(1)设计文件齐备，且已审查通过；(2)施工组织设计及施工方案已经批准；(3)施工现场符合施工组织设计要求；(4)现场水、电、场地、道路等条件能满足正常施工需要；(5)预留基础、孔洞、设施符合设计图纸，并已验收合格。,1.集热器基座,(1)一般规定(2)集热器基础施工与安装(3)太阳能集热器镶嵌屋面安装(4)太阳能集热器架空屋面安装,(1)一般规定,1)太阳能热水系统基座应与建筑主体结构连接牢固；2)预埋件与基座之间的空隙，应采用细石混凝土填捣密实；3)在屋面结构层上现场施工的基座完工后应做防水处理，并符合现行国家标准屋面工程质量验收规范GB-50207-20
8、12的要求；4)采用预制的集热器基座应摆放平稳、整齐，并应与建筑连接牢固，且不得破坏屋面防水层；5)钢基座及混凝土基座顶面的预埋件，在太阳能热水系统安装前应涂防腐涂料，并妥善保护。,(2)集热器基础施工与安装,对于安装在平屋面上的太阳能热水系统，通常是将集热器安装在集热器基础上。集热器基础的施工方法简单成熟，与屋顶风机、空调室外机基础的施工方法类似。集热器基础施工时，除了按照设计要求保证基础的强度外，突出屋面的基础“收头”、防水处理显得尤为重要。在集热器施工安装时，一般设计基础墩来实现与建筑物的结合。从建筑专业角度来看，基础墩的设计并不复杂，但为了能够尽可能地使集热器安装与建筑结合更为规范，图
9、7-1给出的集热器建筑结构和防水做法是较为常规的集热器基础做法。,(2)集热器基础施工与安装,(3)太阳能集热器镶嵌屋面安装,在安装集热器的局部屋面下沉的地方，沥青防水卷材应在原有三毡四油的基础上增铺一层附加层或采用高聚物改性沥青防水卷材。局部屋面下沉的地方比较狭窄，不需要做底卷材的搭处理时，也可采用卷材附加层；如需做搭接处理时，搭接缝应留设在靠近层面一侧的沟槽立向部位，并应进行密封处理；与层面交界处的附加卷材宜作空铺处理，空铺宽度应为200mm以上。与层面交界处的保温层的铺设宽度应伸到墙厚的1/2以上，收头卷材应采用机械方法固定。图7-2、图7-3分别示出真空管集热器和平板型集热器嵌入屋面安
10、装的细部做法。,(3)太阳能集热器镶嵌屋面安装,(3)太阳能集热器镶嵌屋面安装,(4)太阳能集热器架空屋面安装,集热器架空屋面安装的形式是一种集热器与建筑结合的理想方式。集热器架空屋面安装一般是将集热器固定在预埋或预留在屋面的建筑构件上实现的，预埋件的结构特性及其防水处理应给予高度重视。图7-4、图7-5分别为真空管集热器和平板型集热器嵌入屋面安装时的细部做法。,(4)太阳能集热器架空屋面安装,(4)太阳能集热器架空屋面安装,2.太阳能集热器的安装,(1)一般规定1)集热器摆放位置应符合设计要求，并与集热器支架牢靠固定，防止滑托；2)集热器与集热器之间的连接应按照厂家规定的连接方式连接，密封可
11、靠、无泄露、无扭曲变形；3)集热器之间的连接件，应便于拆卸和更换；4)集热器连接完毕应进行检漏试验，检漏试验应符合设计与GB 50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定；5)集热器之间连接管的保温应在检漏合格后进行。保温应符合GB 50185-2010工业设备及管道绝热工程质量验收评定标准的相关规定；6)集热器安装后的检验方法参见GB 50364-2005民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定。,2.太阳能集热器的安装,(2)集热器之间的连接柔性接头用于集热器之间的连接处，以消除由于硬连接导致的漏水现象，同时可防止在连接过程中发生损坏集热器等事故。目前，常用的柔性接
12、头有两种形式，一种是特制的橡胶柔性接头，接头的两端各设一只活接头，一端与管道连接，另一端与集热器连接；另一种是退火的紫铜管，两端用扩管器扩成喇叭口形，用锁母拧紧。(3)集热器安装混凝土基础表面要平整，各立柱腿基础标高在同一水平标高高度上，高度允差20mm，分角中心距误差2mm。支架立柱脚与基础预埋钢板直接连接或地脚螺栓连接。安装时要找正找平，支架要稳定牢固。支架的各连接部位的连接件均应采用热镀锌或者不锈钢螺栓。相同部位连接件的坚固程度要一致。,3.太阳能集热器支架,(1)一般要求1)太阳能集热系统的支架应按图纸要求制作，达到整体协调、美观。2)支架应根据设计要求选取材料，并符合GB/T700-
13、2006碳素结构钢和GB/T714-2008桥梁用结构钢规定的要求。材料在使用前应进行校正。3)钢结构支架的焊接应符合GB50205-2001钢结构过程施工质量验收规范的要求。4)所有钢结构支架的材料，如角钢、方管、槽钢等，放置时，在不影响其承载力的情况下，应选择利于排水的方式放置。当由于结构或其他原因造成不易排水时，应采取合理的排水防水措施，确保排水通畅。4)支架应按设计要求安装在承重基础上，位置正确，与基础固定牢靠。5)应根据现场条件，对支架采取合理的防风措施，并与建筑物牢靠固定。6)钢结构支架焊接完毕，应按设计要求做防腐处理。防腐施工应符合GB50212-2002建筑防腐蚀工程施工及验收
14、规范和GB50224-2010建筑防腐蚀工程质量检验评定标准的要求。,3.太阳能集热器支架,(2)支架的安装方法安装集热器支架时，先将支架放在基础上，使支架的螺栓孔对正基础上预留的螺栓孔，把地脚螺栓一端插入基础的螺栓孔内，带丝扣的一端穿过底座的螺栓孔，并挂上螺母，丝扣应高出螺母11.5扣的高度。用支架拨正，用垫铁把支架垫平，然后用：的水泥砂浆浇筑地脚螺栓孔，待水泥砂浆凝固后，在上紧螺母。,4.贮水箱的安装,(1)一般要求：(2)开式（非承压）水箱(3)闭式（承压）水箱,(1)一般要求,1)贮水箱应与底座固定牢靠；2)用于制作贮水箱的材质、规格应符合设计要求；3)钢板焊接的贮水箱，水箱内外壁均应
15、按设计要求防腐处理。内壁防腐材料应卫生、无毒，且应能承受所贮存热水的最高温度；4)贮水箱的内箱应做接地处理，接地应符合现行国家标准GB 50169-2006电气装置安装工程接地装置施工及验收规范的要求；5)贮水箱应进行捡漏试验，试验方法应符合设计要求和民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定；6)贮水箱保温层施工应在捡漏试验合格后进行。水箱保温应符合现行国家标准GB 50185-2010工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准的要求。,(2)开式（非承压）水箱,1)水箱的安装条件安装水箱的支座已按设计图纸要求制作完成，支座的尺寸、位置和标高经检查符合要求。当采用混凝土支座时，应检查其强度是否
16、达到安装要求的60%以上，支座表面应平整、清洁；当采用型钢支座和方垫木时，按要求应做好刷漆和防腐处理。水箱材料进场时已进行检查验收，符合设计要求。对于非金属材料，如玻璃钢板和衬塑复合钢板及组装用橡胶密封材料等，应具有卫生部门的检验证明文件，水质必须符合现行生活饮用水卫生标准的要求。水箱安装所在的房间的土建施工已完成，能满足水箱安装条件。2)水箱的安装水箱一般由生产单位在施工现场进行组装而成，生产厂根据水箱容积和规格尺寸，出厂前已将箱体的板块下料完毕，随同其他附件和零件等运到工地。水箱组装前，应在水箱支座上按水箱的尺寸画上定位线。水箱安装时，应用水平尺和垂线随时检查水箱的水平和垂直程度。水箱组装
17、完毕，其允许误差：坐标为在15mm；标高为5mm，垂直度为5mm/m。水箱安装完毕后，按设计要求的接管位置在水箱上进行管道接口，并装上带法兰的短节接头或管箍，然后按设计要求安装水箱内外人梯等附件。,(2)开式（非承压）水箱,3)水箱附件安装应注意的问题溢流管不得与排水系统的管道直接连接，必须采用间接排水。溢流管出口应装设网罩，防止小动物爬进箱内。溢流管上不得装设阀门。泄水管上应装设阀门，阀后可与溢流管相连接，但不得与排水系统管道直接连接。通气管的末端可伸至室内或室外，但不允许伸至存在有害气体的地方；管口朝下设置，并在管口末端应设防昆虫、蚊蝇及其他杂物进入的过滤网；通气管上不得装设阀门；通气管不
18、允许与排水系统的通气管和通风管到连接。水箱人孔盖应为加锁密封型，且应高出顶板面不小于100mm。4)水箱满水试验水箱安装完毕应进行满水试验。试验方法：关闭出水管和泄水管阀门，打开进水管阀门放水，边放水边检查，放满水为止，静置24h观察，不渗漏为合格。5)水箱保温水箱间的保温设计应按设计要求的保温材料及厚度进行。当设计无具体材质要求时，可用聚氨酯泡沫塑料、橡胶闭孔海绵、聚苯乙烯、超细玻璃棉、岩棉等。保温层表面应平整，封口应严密，无空鼓及松动现象。,(3)闭式（承压）水箱,其安装参照后面介绍的容积式换热器安装的相关内容。,5.管路、附件的安装,(1)太阳能热水系统的管路安装应符合现行国家标准GB5
19、0242-2002建筑物给水排水采暖工程施工质量验收规范的相关要求；(2)水泵应安装厂家规定的方式安装，并应符合国家现行标准GB50275-2010压缩机、风机、水泵安装工程施工及验收规范的要求。水泵周围应留有检修空间，并应做好接地保护；(3)安装在室外的水泵，应采取妥当的防雨保护措施。严寒地区和寒冷地区必须采取防冻措施；(4)电磁阀应水平安装，阀前应加装细网过滤器，阀后应加装调压作用明显的截止阀；(5)水泵、电磁阀、阀门的安装方向应正确，不得装反，并便于更换；(6)承压管路和设备应做水压试验；非承压管路和设备应做灌水试验。试验方法应符合设计要求和民用建筑太阳能热水系统应用技术规范的相关规定；
20、(7)管路保温应在水压试验合格后进行，保温应符合现行国家标准GB50185-2010工业设备及管道绝热工程质量验收评定标准的要求。,6.其他能源水加热设备（辅助热源设备）安装,(1)一般要求(2)容积式换热器的安装(3)容积式换热器的附件安装(4)燃气/燃油锅炉(5)电锅炉、电加热器,(1)一般要求,1)电热管直接辅助加热系统的安装应符合GB 50303-2002建筑电气工程施工质量验收规范的相关要求。2)电锅炉的安装应符合相关标准的要求。3)额定工作压力不大于2.5MPa的固定式蒸汽锅炉和固定式承压热水锅炉的安装，应符合GB50273-20009锅炉安装工程施工及验收规范的相关规定。4)燃油
21、燃气常压热水机组的安装应符合CECS134-2002燃油、燃气热水机组生活热水供应设计规程的相关要求。5)下列水加热设备的安装应符合建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范的相关要求：额定工作压力不大于1.25MPa、热水温度不超过130的整装蒸汽和热水锅炉及辅助设备的安装；直接加热和热交换器及辅助设备的安装。,(2)容积式换热器的安装,太阳能热水供应系统使用的换热器一般均为整体式安装，即换热器由生产厂家整体运输进场，施工安装单位组织检查验收后临时存放在现场。当需要安装时，还应进行复查，检查无损伤后方可组织安装。整体式安装就位的一般做法如下：1)用滚干法将换热器运到安装部位；2)将随设备进场的钢
22、支座按定位要求固定在混凝土底座或地面上；3)根据现场条件采用拨杆（人字架）、悬吊式滑轮组等设备工具，将换热器吊到预先准备好的支座上，同时进行设备定位复核，直至合格。,(3)容积式换热器的附件安装,1)安全阀的安装，必须下列规定进行：安装前，必须核对安全阀上的铭牌参数和标记是否符合设计文件的规定。安全阀安装前须规定检测部门进行测试定压；安全阀必须垂直安装，其排出口应设排泄管，将排泄的热水引至安全地点；安全阀的压力必须与热交换器的最高压力相适应，其开启压力一般为热水系统工作压力的1.1倍；安全阀的安装应符合劳动人事部压力容器安全技术监察规程的规定，并经劳动部门试验调试后才能使的用。安全阀开启压力、
23、排放压力和回座压力调整好后，应进行铅封，以防止随意改动调整好的状态，并做好调试记录。2)温度控制器（阀）的安装温度控制器（阀）的进出口方向应与被调热源流向一致；温包应全部浸没在被调介质中，并水平或倾斜向下安装；导压管的最小弯曲半径不小于75mm，最大长度3000mm，并确保导压管在自然状态下，以防折断；在不用热水时，应关闭温度控制器（阀）前的阀门。,(4)燃气/燃油锅炉,燃气/燃油锅炉的安装应符合国家有关规范标准的要求。,(5)电锅炉、电加热器,电锅炉、电加热器安装应注意的问题：1)必须按照设计或产品要求有安全可靠的接地措施；2)应有符合设计或产品要求的过热安全保护措施，以防止热水温度过高和出
24、现无水烘干现象；3)无压力安全措施装置时，电锅炉、电加热器的热水出口不得装设阀门，以防压力过高发生事故；4)应有必要的电源开关指示灯、水温指示等装置；5)必须符合产品安装说明书的有关规定和要求。,7.1.3太阳热水系统的调试和运行,1.太阳热水系统的调试2.太阳热水系统的运行,1.太阳热水系统的调试,太阳能热水系统安装完毕投入使用前，必须进行系统调试。具备使用条件时，系统调试应在竣工验收阶段进行；不具备使用条件时，经建设单位同意，可延期进行。系统调试应包括设备单机调试或部件调试和系统联动调试。设备单机或部件调试应包括水泵、阀门、电磁阀、电气及自动控制设备、监控显示设备、辅助能源加热设备等调试。
25、调试应包括下列内容：(1)检查水泵安装方向。在设计负荷下连续运转24h，水泵应正常工作，无渗漏，无异常振动和声响，电机电流和功率不超过额定值，温度在正常使用范围内。(2)检查电磁阀安装方向。手动通断电试验时，电磁阀应开启正常，动作灵活，密封严密。(3)温度、温差、水位、光照控制、时钟控制等仪表显示正常，动作准确。(4)电气控制系统应达到设计要求的功能，控制动作准确可靠。(5)剩余单流保护装置动作应准确可靠。(6)防冻系统装置、超压保护装置、过热保护装置等应工作正常。(7)各种阀门应开启灵活，密封严密。(8)辅助能源加热设备应达到设计要求，工作正常。,1.太阳热水系统的调试,设备电机或部件调试完
26、成后，经进行系统联动调试。系统联动调试应包括下列主要内容：(1)调整水泵控制阀门。(2)调整电磁阀控制阀门，电磁阀的阀前后压力应处在设计要求的压力范围内。(3)温度、温差、水位、光照、时间等控制仪的控制区间或控制点应符合设计要求。(4)调整各个分支回路的调节阀门，各回路流量平衡。(5)调试辅助能源加热系统，应与太阳能加热系统相匹配。系统联动调试完成后，系统应连续运行，设备及主要部件的联动必须协调，动作准确，无异常现象。,2.太阳热水系统的运行,太阳能热水系统投入使用后，应根据系统的特性和工作状况进行运行管理和定期的维护，保证太阳能热水系统的持续正常工作。在工程验收通过并交付使用后，首先应根据验
27、收材料准备初次运行工作，根据组成太阳能热水系统各个部件的不同功能制定维护计划，然后按照该计划进行日常的运行管理。,(1)初次运行的检查和准备工作,检查系统安装是否符合设计图纸和相关验收标准、规范的要求。运行前先冲洗贮水箱、集热器及系统管路内部，然后向系统内充填传热工质；使用真空管太阳能集热器的热水系统图应在无太阳光照射的条件下充填传热工质。应在系统处于正常运行的条件下，对控制部件和计量装置等进行调试，从而保证个部件在设计要求的状态下工作。,(2)太阳能集热系统的运行管理,太阳能集热器是太阳能集热系统最主要的部件。太阳能集热器运行管理的要点是避免集热器的空晒运行，尤其是对于真空管型集热器。同时，
28、也要避免因集热工质不流动而引起的闷晒，处于闷晒条件下的集热器，由于吸热板温度过高而会损坏吸热涂层，并且由于箱体温度过高而发生变形以致造成玻璃破裂，以及损坏密封材料和保温层等。造成闷晒的原因，对于自然循环的箱体来说，是由于热水用得过多而使得循环水箱中水位低于上循环管所致；对于强制循环系统，则是由于循环泵不能工作造成的。因此，系统运行维护人员应在日常的工作中经常监视太阳能集热系统的温度变化，采取相应的措施，如在集热器上加盖遮挡物，排除故障后再移去等，尽量避免太阳能集热系统在运行中发生空晒和闷晒现象。太阳能集热系统运行管理的另一个问题就是系统的防冻问题。集热系统的传热工质通常是水或防冻液等，如果吸热
29、板内结冰，会造成吸热板胀裂。所以，对于使用防冻液为传热工质的系统，要在每年冬季来临之前检查防冻液的成分，进而确定防冻液的成分是否发生变化，是否会影响防冻功能以决定是否更换防冻液。对采用水作为传热工质的系统，可用以下办法防冻：,(2)太阳能集热系统的运行管理,(1)在结冰季节到来之前，将太阳能集热器排空，系统不运行，这是消极的防冻方法，一则系统的年利用率较低，二则对于太阳能集热器而言，其中的水时有时无，反而会加速其腐蚀速率。(2)在太阳能集热器下集管进口处设置自动控制线路的温度触点，在水温降低至4时打开集热器排水阀，排空集热器中的水。(3)采用落水式防冻，即将水箱置于集热器的下方，为开式系统。根
30、据水箱底部和集热器顶部的水温差控制水泵的运转或停止。当水泵停止运转时，集热器中的水全部流回水箱，集热器排空。一般情况下，面积较大的太阳能热水系统常用这种方式防冻。(4)保持太阳能集热器中的水不断流动。在这种方式的防冻系统中，不能有循环死角，否则死角处的管道或部件仍会冻裂。这种做法的缺点是为了维持水的流动，需启动水泵，耗费常规能源；水在流动过程中需损失水箱中的部分热量。(5)采用防冻介质的复合回路。太阳能集热器与换热器构成一次水回路，回路中为防冻液介质。贮水箱与用户构成二次供热水回路，防冻介质通过换热器将热量传递给贮水箱中的水。复合回路的热效率比单回路有所减低（约5%10%），成本也有所增加。,
31、(3)水泵的运行管理,在太阳能热水系统中，水泵是输送系统的核心设备。水泵启动时要求必须充满水，运行时又与水长期接触，由于水质的影响，水泵的工作条件比较差，其运行管理涉及的内容较多。对于水泵的检查工作，根据检查的内容、所需条件以及侧重点的不同，可分为启动前的检查与准备工作、启动检查工作和运行检查工作三个部分。1)启动前的检查与准备水泵在开机前应做好以下检查与准备工作：水泵及电机的地脚螺栓与联轴器螺栓应无脱落或松动；水泵及进水管部分应全部充满水，当从手动放气阀放出的水没有气时即可认为水泵已充满水，在充水过程中，要注意排放空气；轴封应不漏水或滴水状（单位时间的滴水数符合要求），如果漏水或滴水数过多，
32、要查明原因改进到复合要求。2)启动检查工作启动检查工作是启动前停机状态检查工作的延续，因为有些问题只有在水泵工作后才能发现，例如泵轴（叶轮）的旋转方向就要通过启动电机来查看。应检查泵轴的旋转方向是否正确，泵轴的转动是否灵活。,(3)水泵的运行管理,3)运行检查工作运行检查工作是检查工作中不可缺少的一个重要环节。运行检查的内容是水泵日常运行时需要运行值班人员经常实行的常规检查项目，项目如下：电机不能有过高的温升，无异味产生；轴承温度不得超过周围环境温度3540；轴封处、管接头均无漏水现象；无异常噪声和振动；地脚螺栓和其他各连接螺栓的螺母无松动；基础台下的减振装置受力均匀，进出水管处的软接头无明显
33、变形；电流在正常范围内；压力表指示正常且稳定，无剧烈抖动。,(4)自动控制系统的运行,在太阳能热水系统正常运行期间，应对自动控制系统测控的参数进行必要的检查，并进行检查记录。功能齐全的自动控制系统具有运行参数显示设备。但自动显示和自动记录不能代替操作人员的巡回检查和记录。因为现场信号如果与显示仪表之间的连接出现问题或者现场传感器损坏或出现零点漂移，均会造成显示误差或显示错误。因此，维护人员和操作人员定时定期进行巡回检查，发现问题及时处理，以保证太阳能热水系统的安全正常运行。巡回检查的运行参数如下：1)集热器进出口温度；2)贮热水箱出口温度；3)贮热水箱出口流量；4)水泵和电磁阀的开关状态；5)
34、贮热水箱水位；6)辅助加热装置的开关状态。通过对这些参数的监测，判断系统是否正常工作，可以及时发现问题并予以解决。,(5)辅助加热系统的运行管理,太阳能热水系统常用的辅助加热系统有辅助电加热器和燃气锅炉。此处介绍辅助电加热器的运行管理，燃气锅炉的运行管理参照其他章节。1)初次启动电加热器时，必须保证电加热器装置内灌满水，排空电加热装置内的空气，确保满水和排空之后才能合闸送电。2)检查电加热器是否有水垢。检查所有阀门的开闭状态是否正确，检查电加热装置的安全阀是否能正常工作，低水位保护是否正常工作。,7.2空气源热泵系统的安装,7.2.1空气源热泵系统介绍7.2.2空气源热泵的安装7.2.3空气源
35、热泵的调试,7.2.1空气源热泵系统介绍,热泵是通过做功使热量从温度低的介质流向温度高的介质的装置。建筑的空调系统一般应满足冬季的供热和夏季制冷两种相反的要求，传统的空调系统通常需分别设置冷源（制冷机）和热源（锅炉）。建筑空调系统由于必须有冷源（制冷机），如果让它在冬季以热泵的模式运行，则可以省去锅炉和锅炉房，不但节省了初投资，而且全年仅采用电力这种清洁能源，大大减轻了供暖造成的大气污染问题。热泵利用的低温热源通常是环境（大气、地表水和大地）或各种废热由热泵从这些热源吸收的热量属于可再生能源。,7.2.1空气源热泵系统介绍,空气源热泵是将空气中的能量吸收，变成热量转移到水箱中，把水加热起来，同
36、时把失去大量能量的低温空气释放出来，用于制冷。空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷气湿度大大降低，相当于具有除湿的效果。因此空气源热泵系统集节能中央热水、制冷、局部除湿功能于一体，大大挺高的产品的性价比和使用性能。为更多家庭享受高品质生活提供了条件。,1.空气源热泵原理,空气源热泵由压缩机、冷凝器、储液器、过滤器、膨胀阀、蒸发器、气液分离器等主要部件组成，运用了逆卡诺原理。压缩机从蒸发器中吸入低温低压气体制冷剂，通过做功将制冷剂压缩成高温高压气体，高温高压气体进入冷凝器与水交换热量，在冷凝器中被冷凝成低温液体而释放出大量的热量，水吸收其释放出的热量而温度不断上升。被冷
37、凝的高压低温液体经膨胀阀节流降压后，在蒸发器中通过风扇的作用，吸收周围空气热量从而挥发成低压气体，又被吸入压缩机中压缩，这样反复循环，从而制取热水。其系统图如图7-6所示,1.空气源热泵原理,2.热泵机组类型及其特点,(1)涡旋式压缩机热泵机组。涡旋式压缩机为容积式压缩机，具有运转平稳、振动小、噪音低等优点，常用的空气-空气热泵机组，适用于中、小型工程。(2)活塞式压缩机热泵机组。活塞式压缩机为容积式压缩机，结构复杂、转速低、振动大、噪音大、单机容量较小，多机头组合可拼装成1163kW左右热泵机组，COP=3.03.5；(3)螺杆式压缩机热泵机组。螺杆式压缩机也为容积式压缩机，结构简单、运转平
38、稳、振动小、噪音低、寿命长，COP=3.54.5,适用于中、小型工程，多机头热泵机组可用于较大工程。单螺杆为平衡式单向运转，磨损小，无轴向推力，其排气效率比双螺杆略低。,3.空气源热泵的优缺点,空气源热泵是新型的绿色能源产业，与传统的燃气、电热水器产品相比，它不仅安全而且节能环保，即使与太阳能相比，也有明显的优势。它一改传统太阳能产品只依赖太阳光直射或辐射来收取能源的方式，利用设备内的冷媒从自然环境空气中采集热能并通过热交换器使冷水升温。,3.空气源热泵的优缺点,(1)空气源热泵的优点1)设计先进。通过计算机仿真测试实验室，模拟各种恶劣环境的运行，调试评估出机组系统的最优化配置方案及机组最合理
39、的 COP 值。运用现代计算机仿真技术结合设计风道系统，有效减少高频噪音。2)智能控制。强大的微电脑控制功能，彻底解决系统运行的安全问题，能够智能化的向终端用户提供连续、稳定的卫生热水。3)高端配置。电子膨胀阀本身具有很大的调节能力，从而更保证了更强的节流能力；管翅片热交换器采用内螺纹铜管，翅片采用亲水铝箔，具有高效的热交换性能，从而增大其换热量；机组冷凝器采用进口高效优质的螺旋铜管制作，换热能力充足，能效比更高；拥有专利的融霜控制技术，保证机组具有良好的制热性能，除霜更快更彻底；确保机组能够稳定运行。,3.空气源热泵的优缺点,4)高效节能。空气源热泵是通过大量获取空气中免费热能，消耗的电能仅
40、仅是压缩机用来搬运空气能源所用的能量，因此热效率高达380%600%，制造相同的热水量，空气源热泵的使用成本只有电热水器的1/4，燃气热水器的1/3，太阳能热水器的1/2。高热效率是空气源热泵最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热泵成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。5)绿色环保、安全可靠。空气源热泵独特的使用原理，实现其在工作过程中彻底水电分离，从根本上杜绝漏电事故；并且由于其在使用过程中无需任何燃料输送管道，没有燃料泄露等引起火灾、爆炸、中毒等危险；同时，空气源热泵在工作过程中没有任何有毒气体、温室气体和酸雨气体排放，也没有费热污染。这些也成为空气源快速发展铺垫了宽阔
41、的道路。6)全天候方便使用。空气源热泵由于体积相对较小，可以安装在浴室、阳台和外墙等处，实现使用的无限制性；并且空气源热泵由微电脑控制自动运行，无需专人职守，保证全天候热水供应，同时结合其定时开关功能实现低谷用电，实现更节约的使用效果。7)全方位保护。机组有全方位的保护系统、各种参数查询、故障查询、系统参数查询等功能，动行安全可靠、方便，真正做到无需人员值守，节省开支。,3.空气源热泵的优缺点,(2)空气源热泵的缺点1)外观问题。可以说，空气源热泵目前主要的弊病之一是体积硕大，对安装场所的选择有一定要求。空气源热泵一般可分为一体式和分体式两种，由于城市家庭卫生间普遍较小，因此不管是哪种类型，其
42、庞大的身躯可能会让使用者望而却步。2)结霜问题。区域性特征明显，因其对外界环境温度依赖过大，其正常工作环境温度在-5度-40度之间，故基本适用于华东、华南等长江以南地区，广东、福建、浙江、湖南、江西、云南等省份空气能热泵发展比较良好。3)压缩机易烧坏。目前市面上的空气源热泵普遍采用循环式加热系统，该系统日益暴露出技术缺陷，即在高温高压工况下运行，容易使压缩机老化、碳化，加之系统润滑效果不好，导致压缩机易被烧坏。4)换热器和套管换热器易结垢断裂。空气源热泵的出水温度通常可达到5060，在这个温度范围内水是最易结垢的，如果不能定期清洗换热器，对于板式换热器而言，就会胀破，对于套管式换热器而言，其内
43、管会破裂，从而导致整个热泵热水机组失去功能。,7.2.2空气源热泵的安装,1.安装前的准备工作2.主机与水箱安装注意事项3.管道安装与水系统注意事项4.水系统管径选择,1.安装前的准备工作,(1)察看安装现场。1)确认场地的面积足够容纳所有的设备（包括水箱、水泵、主机、控制器、管材、管键等），并且有足够的可操作空间。2)测量吊装路径、楼梯、门的宽度等，确保设备到达安装现场的路径通畅，避免设备安装时无法到达现场，特别是水箱体积较大时。(2)客户确保。1)确保热水供、回水管路安装到位，距安装水箱的位置不超过4m，并且便于与水箱连接。2)自来水供水管路的取水点不超过4m。3)场地取电的位置不超过5m
44、，并且电表容量，电线容量足够，相位（三相、两相）符合要求。(3)按场地的条件绘制标准施工图纸：1)根据客户的场地具体规划设备的布局，力求水路的最短、最直，设备之间预留合理的操作维护空间。2)精确测算需要的管材，管件数量，电线数量。3)侧出风的主机考虑当地的风向选择合理的安装方向，避免出风方向在风向上。,2.主机与水箱安装注意事项,3.管道安装与水系统注意事项,(1)连接主机的刚性管道应采用弹簧减震支架，避免管路将振动传递至建筑结构。(2)水流量不能低于机组标称值。(3)管道保温须做好，以防止能量损失和冷凝水的形成。(4)必须在水系统最高点设排气阀，机组水管最低点应安装排水阀。(5)水系统中必须
45、配备膨胀罐或膨胀水箱，以适应水系统因水温变化而造成的水体积的变动。(6)机组供、回水管间应预留旁通管道，方便系统冲洗时间使用，避免系统管路焊渣或杂质进入机组换热器。(7)水系统的水流方向必须与机组所标志的方向一致，绝对禁止调换方向，否则机组不能运行，甚至损坏。(8)对于水系统，建议用户每一个月检查一次。,4.水系统管径选择,根据工程要求可以选用铜管、PPR管、镀锌管、不锈钢管。按照表7-2根据水管中的水流量选择管径。,7.2.3空气源热泵的调试,1)首先由主机进水口开始注水，直至水从出水口流出进入水箱，确保主机换热器内空气排尽。2)主机接电源必须分清N、L极，严禁接反。,7.3地源热泵系统安装
46、,7.3.1地源热泵原理7.3.2地源热泵系统分类7.3.3地埋管换热器系统的施工与安装7.3.4地下水换热器系统的施工与安装7.3.5地表水换热器系统的施工与安装,7.3.1地源热泵原理,地源热泵系统图如图7-7所示。夏季制冷时，大地作为排热场所，把室内热量以及压缩机耗能通过埋地盘管排入大地中，再通过土壤的导热和土壤中水分的迁移把热量扩散出去(图7-7(a)。冬季供热时，大地作为热泵机组的低温热源，通过埋地盘管获取土壤中热量为室内供热(图7-7(b)。两个换热器都既可作冷凝器又可作蒸发器，只是因季节不同而功能不同。它们之间功能的转换由四通阀门(换向阀)控制。可以看到，在地源热泵系统中，由于冬
47、季从大地中取出的热量可在夏季得到补偿，因而可使大地热量基本平衡。,7.3.1地源热泵原理,7.3.2地源热泵系统分类,1.地埋管换热系统2.地下水换热系统3.地表水换热系统的分类,1.地埋管换热系统,地埋管换热系统为传热介质通过竖直或水平地埋管换热器与岩石土体进行热交换的地热能交换系统，又称为土壤热交换系统。埋管方式可分为：水平式土壤换热器，垂直U型式土壤换热器，垂直套管式土壤换热器，热井式土壤换热器，直接膨胀式土壤换热器。,(1)水平式土壤换热器,水平地埋管普遍使用在单相运行状态的空调系统中，一般的设计埋管深度在24m之间，在只用于采暖时，土壤在整个冬天处于放热状态，沟的深度一定要深，管间距
48、要大。,(2)垂直U型式土壤换热器,垂直埋管技术是国际土壤源热泵组织所推荐的，特别适合于场地比较紧张的城市地区。工程上最多的是双U型管换热器。垂直U型式土壤换热器是钻孔将U型管深埋在地下，因此与水平土壤换热器的比较具有使用地面面积小、运行稳定、效率高等优点。,(3)垂直套管式土壤换热器,换热器有内套管和外套管的闭路循环系统，水从外套管的上部流入管内，循环时，水沿外套管自上至下的流动，从外套管的底部经内套管上流到顶部出套管。套管式土壤换热器适合在地下岩石深度较浅，钻深孔困难的地表层使用。通过竖埋单管试验，套管式换热器较U型管效率高2025%。竖埋套管式的孔距在35m，孔径在150200mm，外套
49、管直径63120mm，内套管直径2532mm。,(4)热井式土壤换热器,热井式土壤换热器是套管式换热器的改进，在地下为硬质岩石地质，可采用这种换热器。在安装时，地表渗水层以上用直径和孔径一致的钢管做护井套，护套管与岩石层紧密连接，防止地下水的渗入；渗水层以下为自然空洞，不加任何固井措施，热井中安装一个内管到井底。内管的下部四周钻孔，其中上部分通过钢套直接与土壤换热，下部分循环水直接接触岩石进行热交换。换热后的流体在井的下部通过内管下部的小孔进入内管，再由内管中的抽水泵汲取水作为热泵机组的冷热源，此系统为全封闭系统。,(5)直接膨胀式土壤换热器,此系统冷、热源不采用载冷剂来传递热量，而是将热泵机
50、组的一个换热器（蒸发器、冷凝器）埋入地下土壤中，制冷剂通过此换热器直接换热。,2.地下水换热系统,地下水换热系统为与地下水进行热交换的地热能交换系统，分为直接地下水换热系统和间接地下水换热系统。直接地下水换热系统为由抽水井取出的地下水，经处理后直接流经水源热泵机组热交换器后返回地下同一含水层的地下水换热系统。间接地下水换热系统则是由抽水井取出的地下水经中间换热器交换后返回地下同一含水层的地下水换热系统。,3.地表水换热系统的分类,与地下水进行热交换的地热能交换系统，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中地表水在循环水泵的驱动下，经处理直接流经水源热泵机组或通过中间换热
