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水源熱泵與空氣源熱泵比較
一、定義:
在我國主要利用三種熱泵技術(shù),分別是水源熱泵,地源熱泵,以及空氣源 熱泵。 熱泵即可制冷,又可制熱。制冷時(shí),其工作原理跟一般的冷氣機(jī)沒有區(qū)別;制熱時(shí),利用制冷循環(huán)系統(tǒng)的熱端,將冷凝器排出的熱量送入室內(nèi)采暖, 或加熱生活用水。這時(shí),熱泵的運(yùn)行過程看起來就像是把低溫端的熱量,*地抽送到高溫端一樣,所以形象地稱之為熱泵。如果熱泵的冷端(蒸發(fā)器)直接置于室外的空氣之中,稱之為空氣源熱泵;如果其冷端(蒸發(fā)器)通過管道埋植于水中,則稱之為水源熱泵。
二、水源熱泵的優(yōu)點(diǎn) :
(一)水源熱泵技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù)
(二)水源熱泵屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)
(三)水源熱泵環(huán)境效益顯著
(四)水源熱泵一機(jī)多用,應(yīng)用范圍廣
(五)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)wei護(hù)費(fèi)用低
(六)水源熱泵節(jié)能。水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比 (COP值)zui高的制冷、制熱方式,理論計(jì)算可達(dá)到7(空氣源熱泵理論值為2--6),實(shí)際運(yùn)行4~6。
三、水源熱泵的應(yīng)用限制
1:會(huì)受到制約。
2、可利用的水源條件限制,對開式系統(tǒng),地源要求必須滿足一 定的溫度、水量和清潔度。
3、水層的地理結(jié)構(gòu)的限制,對于從地下抽水回灌的使用,必須考慮到使用地的地質(zhì)的結(jié)構(gòu),保證用后尾水的回灌可以實(shí)現(xiàn)。
4、投資的經(jīng)濟(jì)性,由于受到不同地區(qū)、不同用戶及國家能源政策、燃料價(jià)格的影 響,雖然總體來說,水源熱泵的運(yùn)行效率較高、費(fèi)用較低,但與傳統(tǒng)的空調(diào)制 冷取暖方式相比,在不同地區(qū)不同需求的條件下,水源熱泵的投資經(jīng)濟(jì)性會(huì)有 所不同。
四、水源熱泵目前的市場狀況:
水源熱泵目前主要應(yīng)用在北方冬季寒冷的地區(qū),而在廣闊的南方很少見到身影。 主要原因:南方主要以空氣源熱泵為主,冬天對空調(diào)制熱的依賴不如北方明顯,主要用來洗澡,所以空氣源熱泵基本能滿足需要,并且工程相對簡單,
造價(jià)成本要低。所以這類產(chǎn)品有較大的局限性,所以必須要走產(chǎn)品的差異化道 路,來做好產(chǎn)品的推廣!
五、空氣源熱泵的優(yōu)點(diǎn)
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)一:
適用范圍廣,適用溫度范圍在-7℃至40℃,并且一年 四季全天候使用??蛇B續(xù)加熱,適合各類團(tuán)體熱水工程使用,可實(shí)現(xiàn)無人值守, 全自動(dòng)運(yùn)行。
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)二
運(yùn)行成本低,節(jié)能效果突出,期短,空氣源熱 泵可節(jié)省70%的能源;與燃?xì)?、電和電輔助加熱的太陽能熱水器相比,是燃?xì)鉄崴鞯?/3左右、電熱水器的1/4左右。
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)三:
環(huán)保型產(chǎn)品,無任何污染,無任何燃燒外排物,不會(huì) 對人體造成損害,具有良好的社會(huì)效益。
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)四:
方便??諝饽軣岜谜嫉乜臻g很小,外形與空調(diào)室外機(jī) 相似 , 可直接接保溫水箱或與供暖管網(wǎng)連接,適合于大中城市的高層建筑。
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)五:
安全性能好,家用*空調(diào)無任何漏電、漏氣等安全 隱患。
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)六:
多組組合安裝建立*熱水系統(tǒng),可把多組相同型號 的熱泵機(jī)組并聯(lián)使用,確保整組熱水器一體工作,滿足熱水用量高峰要求,為 大量用熱水提供了保證。
空氣源熱泵優(yōu)點(diǎn)七:
使用壽命長、wei護(hù)費(fèi)用低,使用壽命長達(dá)15年以上,設(shè)備性能穩(wěn)定。
運(yùn)行安全,自動(dòng)化程度高,該空氣能熱水器采用間接加熱方式,運(yùn)行安全靠;自動(dòng)化程度高。
六、空氣源熱泵缺點(diǎn):
首先,外觀問題??梢哉f,空氣源熱泵熱水器目前主要的弊病之一是體積 碩大,不適應(yīng)國情。
其次,結(jié)霜問題。區(qū)域性特征明顯,對外界環(huán)境溫度依賴過大,其正常工 作環(huán)境溫度在-5℃至40℃之間,故基本適用于中南部使用。
再次,
壓縮機(jī)易燒壞。目前市面上的熱泵熱水器普遍采用循環(huán)式加熱系統(tǒng), 該系統(tǒng)在高溫高壓工況下運(yùn)行,容易使壓縮機(jī)老化、碳化,加之系統(tǒng)潤滑效果不好,導(dǎo)致壓縮機(jī)易被燒壞。
zui后,由于空氣能是分散能源,制熱速度慢,熱效率不是很高。
七、水源熱泵同空氣源熱泵相比,有許多優(yōu)點(diǎn):
(1) 全年溫度波動(dòng)小。冬季溫度比空氣溫度高,夏季比空氣溫度低,因此水 源熱泵的制熱、制冷系數(shù)要高于空氣源熱泵,一般可高于 40%,因此可節(jié)能和節(jié)省費(fèi)用40%左右。
(2) 冬季運(yùn)行不需要除霜,減少了結(jié)霜和除霜的損失。
(3) 水源有較好的蓄能作用空氣源熱泵的工藝流程:
礦井風(fēng)口處設(shè)置噴淋室,讓風(fēng)從下向上吹,加熱噴淋室四周噴出水霧,下 置集水池,水泵從集水池里抽取熱水供給熱泵機(jī)組,再由熱泵機(jī)組提高水的溫度,然后通過循環(huán)水泵供給用戶冬季采暖。
一、淺層地?zé)崮茉?nbsp; 在太陽的輻射照耀下,地球成為太陽能的巨型“存貯器”,在地殼淺層的水體和巖土體中貯存了大量清潔的可再生能源,稱為淺層地?zé)崮?,簡稱地源。
二、熱泵技術(shù) 是近代科學(xué)發(fā)明的一種節(jié)能技術(shù)。向熱泵機(jī)組輸入一定電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)作功,使機(jī)組中的工質(zhì)(如R22、R134a)反復(fù)發(fā)生蒸發(fā)吸熱和冷凝放熱的物理相變過程,就能實(shí)現(xiàn)空間上的熱量交換和傳遞轉(zhuǎn)移。
三、地源熱泵*空調(diào)系統(tǒng) 是以巖土體、地下水或地表水為低溫?zé)嵩?,由水源熱泵機(jī)組、地?zé)崮芙粨Q系統(tǒng)、建筑物內(nèi)系統(tǒng)組成的供熱空調(diào)系統(tǒng)。其工作原理是:冬季,熱泵機(jī)組從地源淺層水體或巖土體)中吸收熱量,向建筑物供暖;夏季,熱泵機(jī)組從室內(nèi)吸收熱量并轉(zhuǎn)移釋放到地源中,實(shí)現(xiàn)建筑物空調(diào)制冷。根據(jù)地?zé)峤粨Q系統(tǒng)形式的不同,地源熱泵系統(tǒng)分為地下水地源熱泵系統(tǒng)和地表水地源熱泵系統(tǒng)和地埋管地源熱泵系統(tǒng)。
應(yīng)用條件
一、地下水地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用條件:
1、建筑項(xiàng)目附近地下水資源豐富,并便于實(shí)施供回水工程。
2、地方政策允許利用地下水。
3、地下水溫適度,水質(zhì)適宜,供水穩(wěn)定,回灌順暢。
二、地表水地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用條件:
1、建筑項(xiàng)目附近有豐富的地表水(例如:江水、河水、湖水、海水、水庫水、污水、中水、地?zé)嵛菜?、工業(yè)廢水等等)。
2、水量充足,水溫適度,水質(zhì)經(jīng)簡單處理能達(dá)到使用要求。
三、土壤源熱泵系統(tǒng)(地埋管)應(yīng)用條件:
1、建筑物附近缺乏水資源或因各種因素限制,無法利用水資源。
2、建筑物附近有足夠場地敷設(shè)“地埋管”(例如:辦公樓前后場地、別墅花園,學(xué)校運(yùn)動(dòng)場等等)。 設(shè)計(jì)理念 “在滿足人們冷熱基本需求的前提下,zui大限度地實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約,同時(shí)創(chuàng)造優(yōu)良的室內(nèi)空氣品質(zhì)”這是清華同方對空調(diào)產(chǎn)品的詮釋。 “環(huán)保、節(jié)能、節(jié)水、滿足用戶需要”是研發(fā)設(shè)計(jì)的主題理念。
一、環(huán)保 水源熱泵利用地表土壤和水體所儲藏的太陽能資源作為冷熱源,無燃燒,無排煙,無廢棄物,無污染,是一種清潔環(huán)保的利用可再生資源的一種技術(shù)
二、節(jié)能 設(shè)計(jì)先進(jìn),能效高,制熱時(shí)在4.0以上,制冷時(shí)在5.0以上,zui高可達(dá)7.1。
三、節(jié)水 換熱器采用“大溫差,小流量”設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì),機(jī)組用水量比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)省40%。
四、節(jié)資 通過一套系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)供冷和供熱需求,一次性投資只是傳統(tǒng)制冷制熱投資的1/2-2/3;運(yùn)行費(fèi)用只有傳統(tǒng)方式的1/2-2/3。
五、可靠 采用分系統(tǒng)*獨(dú)立的模塊化設(shè)計(jì),部件數(shù)量少,品質(zhì)精良,設(shè)置多種安全保護(hù)功能。充分考慮多系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一控制,可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程操作,使機(jī)組更具人性化和智能化。
空氣源熱泵技術(shù)
1.空氣源熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)??諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫?zé)嵩?,?jīng)系統(tǒng)集熱整合后成為高溫?zé)嵩矗脕砣?供)暖或供應(yīng)熱水,整個(gè)系統(tǒng)集熱效率甚高。
2. 熱泵有四大優(yōu)點(diǎn),*是節(jié)能,有利于能源的綜合利用,第二點(diǎn)是有利于環(huán)境保護(hù),第三點(diǎn)是冷熱結(jié)合,設(shè)備應(yīng)用率高,節(jié)省出投資,第四因?yàn)樗请婒?qū)動(dòng),所以它調(diào)控比較方便,因此熱泵備受大家的關(guān)心。
3.熱泵技術(shù)就二十一世紀(jì)的一個(gè)能源技術(shù),能通過熱泵的形式,可以提高能效的利用,能效的利用有兩個(gè)含義,從環(huán)境角度來講,可以減少溫室氣體的排放,減少對環(huán)境的有害的因素,從另外一個(gè)方面來說,就是解決電力高空負(fù)荷的一項(xiàng)技術(shù)。
4.熱泵用逆卡諾原理,以極少的電能,吸收空氣中大量的低溫?zé)崮埽ㄟ^壓縮機(jī)的壓縮變?yōu)楦邷責(zé)崮?,傳輸至水箱,加熱熱水,所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、環(huán)保性強(qiáng),*的供應(yīng)熱水。作為熱水系統(tǒng)它具有無以比擬的優(yōu)點(diǎn)。
5.熱泵熱水機(jī)組遵循能量守恒定律和熱力學(xué)第2定律,運(yùn)用熱泵的原理,只需要消耗一小部分的機(jī)械功(電能),將處于低溫環(huán)境(大氣或地下水等)下的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中,去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬,水是不能自發(fā)地從低處流向高處,要將低處的水輸送到高處,必須用一臺水泵,消耗一部分電力,才能將水送到高處的水箱中。同樣,根據(jù)熱力學(xué)第二定律,熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉(zhuǎn)移(傳送),而要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的,必須要有一臺機(jī)器,消耗一部分機(jī)械功(例如電能),才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機(jī)器就稱之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出,連同本身所用的電能轉(zhuǎn)變成的熱能,一起送到高溫環(huán)境中去應(yīng)用
地(水)源熱泵機(jī)組的工作原理
是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進(jìn)行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源,冬季把地能中的熱量“取”出來,供給室內(nèi)采暖,此時(shí)地能為“熱源”;夏季把室內(nèi)熱量取出來,釋放到地下水、土壤或地表水中,此時(shí)地能為“冷源”。具有節(jié)能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全可靠、可自動(dòng)運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)。
地源熱泵同空氣源熱泵相比,有什么優(yōu)點(diǎn)
地源熱泵同空氣源熱泵相比,有許多優(yōu)點(diǎn):
(1)全年溫度波動(dòng)小。冬季溫度比空氣溫度高,夏季比空氣溫度低,因此地源熱泵的制熱、制冷系數(shù)要高于空氣源熱泵,一般可高于40%,因此可節(jié)能和節(jié)省費(fèi)用40%左右。
(2)冬季運(yùn)行不需要除霜,減少了結(jié)霜和除霜的損失。
(3)地源有較好的蓄能作用。
地源熱泵系統(tǒng)的分類及其各自的優(yōu)缺點(diǎn)源熱泵和水源熱泵的冷熱源區(qū)別:
水源熱泵和地源熱泵都是從地位熱源的選取來定義的,水源熱泵通常指地位熱源來源于地表水、地下水、海水、污水;地源熱泵有時(shí)也被稱為土壤源熱泵,但是地下水作為低位熱源的也可稱為地源熱泵。此外,水環(huán)熱泵也可稱為水源熱泵。定義的角度不一樣,叫法也就不一樣。采用冷卻塔散熱的系統(tǒng)不能稱為水源熱泵,直埋地下的如果采用的是打井的方式,利用井水應(yīng)該成為水源熱泵,否則為土壤源熱泵。
地源熱泵和水源熱泵的叫法區(qū)別:
水源熱泵和地源熱泵以前確實(shí)叫法很亂,已經(jīng)出臺的地源熱泵相關(guān)規(guī)范,其中對叫法范圍作了明確說明:
地源熱泵指所有使用大地作為冷熱源的熱泵全部稱為地源熱泵,包括土壤熱泵(即地耦合熱泵),地下水熱泵,地表水熱泵(包括江河湖海的水)等,這是為區(qū)別水環(huán)熱泵而說的。
水源熱泵則是總稱,包括所有以水作為冷熱源的熱泵,當(dāng)然也包括土壤熱泵和水環(huán)熱泵了,這是為區(qū)別空氣源熱泵(風(fēng)冷熱泵)而說的。
所以以大分類來說,水源熱泵包括地源熱泵和水環(huán)熱泵還有一些特殊的利用低位熱水能量的熱泵(比如利用工業(yè)廢水或發(fā)電廠冷卻循環(huán)水梯級利用等)。
總之,簡單的說地源熱泵是泛指土壤源熱泵、地表水、地下水、海水、污水源熱泵。但現(xiàn)在人們習(xí)慣上把土壤源熱泵叫地源熱泵,把地表水、地下水、海水、污水源熱泵叫水源熱泵。 地源熱泵包含了抽地下水方式、埋管方式、抽取湖水或江河水方式等,抽取湖水或江河水方式造價(jià)zui低,埋管方式zui貴,但。
只要有足夠的場可地埋設(shè)管道(地下冷熱交換裝置)或政府允許抽取地下水的就應(yīng)該優(yōu)先考慮選擇地源熱泵*空調(diào)。地源熱泵*空調(diào)如此節(jié)能是應(yīng)為地源熱泵技術(shù)借助了地下的能量,地下的能量還是來至于太陽能,“我們的腳下就有石油”這句話說的太好了,也很形象。
空氣源熱泵
1.1 空氣源熱泵的原理及特點(diǎn) 空氣源熱泵又稱熱泵熱水器,就是一種能全天24小時(shí)大水量、高水壓、恒溫提供不同熱水需求,同時(shí)又能消耗zui少的能源完成上述要求的熱水器。并在制取生活熱水的同時(shí),能夠像空調(diào)一樣釋放冷氣,滿足制冷需求,同時(shí)可以在陽臺、儲物間、車庫等局部空間達(dá)到除濕的作用防止物品發(fā)霉變質(zhì)或者快速晾干衣物。
1.1.1發(fā)展歷史 *代 大功率燃?xì)鉄崴鳎?nbsp;
1、出水溫度和水壓受氣候條件影響大,不穩(wěn)定不易調(diào)節(jié)水溫。
2、燃燒能耗高并伴隨排放大量有毒廢氣,使用年限低。
第二代 大功率電熱水器:
1、主要是能耗較高,容易漏電傷人,儲水量不足。
2、水溫過高導(dǎo)致內(nèi)膽結(jié)垢嚴(yán)重使用壽命短。
第三代 太陽能熱水器:
1、理論上zui為節(jié)能,但是考慮到實(shí)際情況現(xiàn)實(shí)環(huán)境中會(huì)經(jīng)常下雨陰天及北方冬季等需要外加電輔助,就相當(dāng)一個(gè)電熱水器安全隱患大。
2、由于一般太陽能為開式系統(tǒng)熱水的水壓,*由高差決定,舒適性差。
3、一般太陽能所使用的真空管極易破碎,wei修麻煩,使用年限較低。 第四代:空氣源熱泵 是將空氣中的能量吸收,變成熱量轉(zhuǎn)移到水箱中,把水加熱起來,同時(shí)把失去大量能量的
低溫空氣釋放出來,用于制冷??諝庠谑ツ芰拷档蜏囟鹊耐瑫r(shí),大量的水蒸氣被冷凝,因而釋放的冷氣濕度大大降低,相當(dāng)于具有除濕的效果。因此該系統(tǒng)集節(jié)能*熱水、制冷、局部除濕功能于一體,大大挺高的產(chǎn)品的性價(jià)比和使用性能。為更多家庭享受高品質(zhì)生活提供了條件工作原理 熱泵是通過做功使熱量從溫度低的介質(zhì)流向溫度高的介質(zhì)的裝置。建筑的空調(diào)系統(tǒng)一般應(yīng)滿足冬季的供熱和夏季制冷兩種相反的要求,傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)通常需分別設(shè)置冷源(制冷機(jī))和熱源(鍋爐)。建筑空調(diào)系統(tǒng)由于必須有冷源(制冷機(jī)),如果讓它在冬季以熱泵的模式運(yùn)行,則可以省去鍋爐和鍋爐房,不但節(jié)省了初投資,而且全年僅采用電力這種清潔能源,大大減輕了供暖造成的大氣污染問題。熱泵利用的低溫?zé)嵩赐ǔJ黔h(huán)境(大氣、地表水和大地)或各種廢熱由熱泵從這些熱源吸收的熱量屬于可再生能源。 空氣源熱泵是將空氣中的能量吸收,變成熱量轉(zhuǎn)移到水箱中,把水加熱起來,同時(shí)把失去大量能量的低溫空氣釋放出來,用于制冷??諝庠谑ツ芰拷档蜏囟鹊耐瑫r(shí),大量的水蒸氣被冷凝,因而釋放的冷氣濕度大大降低,相當(dāng)于具有除濕的效果。因此該系統(tǒng)集節(jié)能*熱水、制冷、局部除濕功能于一體,大大挺高的產(chǎn)品的性價(jià)比和使用性能。為更多家庭享受高品質(zhì)生活提供了條件
1.1.3供冷/熱系統(tǒng)流程圖 空氣源熱泵通常由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥4部分構(gòu)成,傳熱工質(zhì)在機(jī)組內(nèi)封閉運(yùn)行,空氣源熱泵熱水機(jī)組目前常用的傳熱工質(zhì)有R22和R134a,并通過冷凝器和蒸發(fā)器與外部發(fā)生熱交換。
1.冬天供熱 在制熱時(shí),液態(tài)制冷劑在空氣換熱器中汽化,吸收空氣中的熱量,低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后變?yōu)楦邷馗邏簹怏w送至水換熱器。由于制冷劑的溫度高于水的溫度。制冷劑從氣態(tài)冷卻為液態(tài),液體制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流后,在壓力作用下進(jìn)入空氣換熱器,低壓氣體制冷劑再次汽化,完成一次循環(huán)。在這個(gè)循環(huán)中,隨著制冷劑狀態(tài)的變動(dòng),實(shí)現(xiàn)了熱量從空氣側(cè)向水側(cè)的轉(zhuǎn)移夏季制冷 在制冷時(shí),液態(tài)制冷劑在水換熱器中汽化,使水溫降低。低溫低壓的氣態(tài)制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮,變?yōu)楦邷馗邏簹怏w,進(jìn)入空氣換熱器,由于制冷劑溫度高于空氣溫度,制冷劑向空氣傳熱,制冷劑經(jīng)氣體冷凝為高壓液體,高壓液態(tài)制冷劑經(jīng)膨脹閥節(jié)流后進(jìn)入水換熱器,低壓液體制冷劑再次汽化,完成一個(gè)循環(huán)。在這個(gè)循環(huán)過程中,隨著制冷劑狀態(tài)的變動(dòng),實(shí)現(xiàn)了熱量從水側(cè)向空氣側(cè)的轉(zhuǎn)移.
優(yōu)點(diǎn): 1)設(shè)計(jì)先進(jìn) 通過計(jì)算機(jī)仿真測試實(shí)驗(yàn)室 ,模擬各種惡劣環(huán)境的運(yùn)行,調(diào)試評估出機(jī)組系統(tǒng)的*化配置方案及機(jī)組zui合理的 COP 值。運(yùn)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)風(fēng)道系統(tǒng) ,有效減少高頻噪音。
2)智能控制 強(qiáng)大的微電腦控制功能 ,*解決系統(tǒng)運(yùn)行的安全問題 ,能夠智能化的向終端用戶提供連續(xù)、穩(wěn)定的衛(wèi)生熱水。
3)配置 電子膨脹閥本身具有很大的調(diào)節(jié)能力 ,從而更保證了更強(qiáng)的節(jié)流能力 ;管翅片熱交換器采用內(nèi)螺紋銅管,翅片采用親水鋁箔 ,具有的熱交換性能 ,從而增大其換熱量 ;機(jī)組冷凝器采用進(jìn)口的螺旋銅管制作 ,換熱能力充足 ,能效比更高 ;擁有的融霜控制技術(shù),保證機(jī)組具有良好的制熱性能 ,除霜更快更* ;確保機(jī)組能夠穩(wěn)定運(yùn)行。
4)節(jié)能 空氣源熱泵是通過大量獲取空氣中免費(fèi)熱能,消耗的電能僅僅是壓縮機(jī)用來搬運(yùn)空氣能源所用的能量,因此熱效率高達(dá)380%—600%,制造相同的熱水量,空氣源熱泵的使用成本只有電熱水器的1/4,燃?xì)鉄崴鞯?/3,太陽能熱水器的1/2。高熱效率是空氣源熱泵zui大的特點(diǎn)和優(yōu)勢,在能源問題成為世界問題時(shí),這是空氣源熱泵成為“第四代熱水器”的zui重要的法寶之一。
5)綠色環(huán)保、安全可靠 空氣源熱泵*的使用原理,實(shí)現(xiàn)其在工作過程中*水電分離,從根本上杜絕漏電事故;并且由于其在使用過程中無需任何燃料輸送管道,沒有燃料泄露等引起火災(zāi)、爆炸、中毒等危險(xiǎn);同時(shí),空氣源熱泵在工作過程中沒有任何有體、溫室氣體和酸雨氣體排放,也沒有費(fèi)熱污染。這些也成為空氣源快速發(fā)展鋪墊了寬闊的道路。
6)全天候方便使用 空氣源熱泵由于體積相對較小,可以安裝在浴室、陽臺和外墻等處,實(shí)現(xiàn)使用的無限制性;并且空氣源熱泵由微電腦控制自動(dòng)運(yùn)行,無需專人職守,保證全天候熱水供應(yīng),同時(shí)結(jié)合其定時(shí)開關(guān)功能實(shí)現(xiàn)低谷用電,實(shí)現(xiàn)更節(jié)約的使用效果。
6)保護(hù) 機(jī)組有的保護(hù)系統(tǒng)、各種參數(shù)查詢、故障查詢、系統(tǒng)參數(shù)查詢等功能 ,動(dòng)行安全可靠、方便,真正做到無需人員值守,節(jié)省開支??諝庠礋岜孟到y(tǒng)的設(shè)計(jì) 由于空氣源熱泵冷熱水機(jī)組具有夏季制冷、 冬季可利用室外空氣做低位熱源制熱、 節(jié)約能源、 無需安裝冷卻塔等優(yōu)點(diǎn), 目前已得到廣泛應(yīng)用。但是空氣源熱泵冷熱水機(jī)組在冬季運(yùn)行時(shí)工況較為惡劣,要確保系統(tǒng)安全、 穩(wěn)定地工作,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需全面考慮可能會(huì)遇到的問題。
1.2.1設(shè)計(jì)問題的提出:
1):壓縮機(jī)的工作特點(diǎn)
(1)低溫環(huán)境下熱泵循環(huán)時(shí)壓縮比過大 冷熱水機(jī)組既要供冷又要供熱, 但二者的運(yùn)行工況截然不同,制冷工況時(shí),室外環(huán)境一般為 2 0 ~4 3 ℃,壓縮比在2 .8 ~4.2之間,壓縮機(jī)處于較好的工作狀態(tài),當(dāng)進(jìn)入熱泵循環(huán)時(shí),室外溫度可低至0 ℃以下,此時(shí)熱泵系統(tǒng)相當(dāng)于一套低溫制冷系統(tǒng)相應(yīng)壓縮比便高達(dá)5以上,由于壓縮比過大,使得壓縮機(jī)處于大負(fù)荷工作狀態(tài),容易引起軸承燒壞等故障,同時(shí),高的壓縮比又易造成排氣溫度的升高進(jìn)而影響潤滑油的潤滑效果。
(2)壓縮機(jī)易缺油,液擊 1>低溫環(huán)境下熱泵循環(huán)時(shí)的缺油,液擊 潤滑油在壓縮機(jī)中起到冷卻、 潤滑的作用, 足夠的潤滑油是壓縮機(jī)正常工作的重要保證,而壓縮機(jī)工作時(shí)排氣不可避免地會(huì)帶出部分潤滑油, 這部分潤滑油必須能順利地重新流回壓縮機(jī),否則,將造成壓縮機(jī)缺油, 影響其正常工作。
目前,空氣源熱泵冷熱水機(jī)組中常用的制冷劑是 R 2 2和R 1 3 4 a ,這些制冷劑在液態(tài)時(shí)能與潤滑油*混溶或有較大溶解度, 而在氣態(tài)時(shí)與潤滑油是不會(huì)混溶的,因此, 在制冷劑呈液態(tài)時(shí), 潤滑油與之混合一起流動(dòng), 回油不成問題;當(dāng)它們進(jìn)入蒸發(fā)器后,制冷劑不斷吸熱蒸發(fā),與潤滑油分離開來, 這時(shí)制冷劑必須要有足夠高的流速才能把潤滑油夾帶回來,否則, 潤滑油將逐漸積累在蒸發(fā)器管路底部,降低蒸發(fā)器的傳熱效率并zui終導(dǎo)致壓縮機(jī)缺油。由于熱泵機(jī)組吸氣管是按制冷工況下的zui小回氣速度設(shè)計(jì)的, 制冷時(shí)回氣速度不成問題,而制熱工況下制冷劑流量僅為制冷工況下的一半甚至更少, 這就使回氣速度大為降低,增加了回油難度,同時(shí),在低溫環(huán)境下,潤滑油黏度的增加也加大了回油難度。 液擊對壓縮機(jī)也是較大的威脅,它是由于回液過多引起的。
回液過多的原因主要有:
1 )制熱工況下, 制冷劑蒸發(fā)量較少, 特別是潤滑油在蒸發(fā)器中越積越多時(shí),蒸發(fā)受阻, 未蒸發(fā)的制冷劑液體進(jìn)入壓縮機(jī)引起液擊的可能性大大增加。
2 )在制熱工況下, 為防止壓縮機(jī)排氣溫度過高,常采用控制適量回液的方法,如果回液量的控制沒把握好。也可能造成回液過多。
2 >熱泵機(jī)組逆循環(huán)除霜時(shí)的缺油和液擊 熱泵機(jī)組在冬季運(yùn)行時(shí),常會(huì)面臨空氣側(cè)換熱器表面結(jié)霜的問題,這將影響換熱器的換熱效果,使蒸發(fā)壓力降低,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使機(jī)組停止運(yùn)行,因此必須對空氣側(cè)換熱器進(jìn)行定期除霜。目前,熱泵機(jī)組的除霜大多采用逆循環(huán)除霜的方法,即四通換向閥換向,使機(jī)組由制熱循環(huán)轉(zhuǎn)為制冷循環(huán),高溫排氣進(jìn)入空氣側(cè)換熱器化霜,如圖1所示,從圖中可看出,四通閥換向瞬間,系統(tǒng)的吸氣壓力和排氣壓力變化劇烈, 對壓縮機(jī)的沖擊較大;壓縮機(jī)相當(dāng)于從制熱時(shí)的冷凝器中吸氣,這就使大量的制冷劑液體返回壓縮機(jī),造成壓縮機(jī)的液擊。另外,在除霜過程中,制冷劑循環(huán)量較小,回氣速度較低,也造成了回油困難。2)系統(tǒng)的工作要求 (1)節(jié)流元件方面 常見的節(jié)流元件有毛細(xì)管和膨脹閥。毛細(xì)管具有穩(wěn)定節(jié)流的特性,但它的流量調(diào)節(jié)能力差, 只適用于負(fù)荷穩(wěn)定的場合。普通熱力膨脹閥對流量的控制依賴于過熱度,也就是說只有制冷劑在蒸發(fā)器出口存在過熱時(shí),熱力膨脹閥才打開、供液,在熱泵工況下,這將產(chǎn)生相當(dāng)高的排氣溫度,而且,如想通過適當(dāng)回液的方法來降低排氣溫度, 這種熱力膨脹閥顯然不適用。
(2)系統(tǒng)控制方面要使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定地工作,在系統(tǒng)控制方面也應(yīng)有所考慮。例如, 無論在制冷還是制熱工況下, 只要壓縮機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn), 總存在制冷劑在壓縮機(jī)曲軸箱中的積累問題, 原因之一是停機(jī)時(shí)高低壓壓差的作用,原因之二是潤滑油對制冷劑的化學(xué)吸引作用, 尤其在壓縮機(jī)溫度比蒸發(fā)器溫度低的時(shí)候。制冷劑在曲軸箱中的過分積累, 將在壓縮機(jī)再次啟動(dòng)時(shí)造成液擊, 因此,有必要在系統(tǒng)控制中考慮如何阻止制冷劑在壓縮機(jī)中的積累。
1.2.2設(shè)計(jì)問題的解決辦法:
1)壓縮機(jī)的選擇 熱泵機(jī)組的壓縮機(jī)應(yīng)滿足下列要求:
( 1 )空氣源熱泵冷熱水機(jī)組的蒸發(fā)溫度在-3 5 ℃~+1 5 ℃范圍內(nèi)變化, 制熱工況下冷凝溫度高達(dá) 6 5 ℃, 壓縮比為9 。要求壓縮機(jī)在上述工況下仍有令人滿意的效率, 而且不應(yīng)有過高的排氣溫度。
( 2 )吸入含油濕蒸氣狀制冷劑或吸入含油過熱蒸氣狀制冷劑時(shí), 壓縮機(jī)均能穩(wěn)定工作,即不受吸氣質(zhì)量的影響。
( 3 ) 壓縮機(jī)應(yīng)能承受短期內(nèi)工作壓力的迅速變化, 并能確?;赜碗S制冷劑可靠地回到壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)。壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)必須設(shè)有浸沒式加熱裝置( 如壓縮機(jī)無加熱裝置, 應(yīng)在壓縮機(jī)底部纏繞加熱絲) , 確保油氣分離, 并使壓縮機(jī)內(nèi)潤滑油溫度高于系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度,以杜絕制冷劑向曲軸箱內(nèi)遷移。但應(yīng)嚴(yán)格控制加熱裝置的輸入功率, 以防止?jié)櫥瓦^熱和炭化。 為此, 建議對大型的空氣源熱泵冷熱水機(jī)組, 應(yīng)螺桿式壓縮機(jī), 它對濕壓縮不敏感,輸氣量調(diào)節(jié)良好,能很好地適應(yīng)負(fù)荷的變化。對小型的空氣源熱泵冷熱水機(jī)組及模塊化機(jī)組, 應(yīng)選用渦旋式壓縮機(jī)。它利用渦旋子與渦旋定子的嚙合形成多個(gè)壓縮室,隨著渦旋轉(zhuǎn)子的平動(dòng)回轉(zhuǎn),各壓縮室的容積不斷變化,以此達(dá)到壓縮氣體的目的,具有效率高、 噪音低、運(yùn)行平穩(wěn)、抗液擊能力強(qiáng)的特點(diǎn),有著其它壓縮機(jī)不可比擬的*性。
2)系統(tǒng)的配置
( 1 )為解決熱泵工況及除霜時(shí)回氣速度低造成回油困難的問題, 吸氣管道可設(shè)計(jì)成雙吸氣管路,即制冷時(shí), 機(jī)組走雙路以保證回氣順暢, 制熱及除霜時(shí), 機(jī)組走單路以提高制冷劑的回氣速度。
( 2 )由于制冷工況和制熱工況的制冷劑循環(huán)量不同,為了起調(diào)節(jié)作用,以適應(yīng)工況變化的需要,同時(shí)為了在除霜開始和結(jié)束時(shí)控制液態(tài)制冷劑回到壓縮機(jī)的速度,系統(tǒng)應(yīng)配置高壓貯液器和吸氣氣液分離器, 并在氣液分離器與壓縮機(jī)之間加設(shè)油平衡連接管,確保積累在分離器中的油能返回壓縮機(jī)。
( 3 )在節(jié)流元件的選擇上, 應(yīng)選用以步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行器的電子膨脹閥,使系統(tǒng)能控制制冷劑流量,以便更好地適應(yīng)工況變化, 并能使回氣過熱度降到接近零度,從而提高蒸發(fā)器的傳熱效率,并使壓縮機(jī)排氣溫度不致于過高。
( 4 )在系統(tǒng)控制上,為防止停機(jī)時(shí),制冷劑向壓縮機(jī)曲軸箱的遷移,在系統(tǒng)控制上應(yīng)設(shè)置抽空循環(huán),即機(jī)組需長期停機(jī)時(shí),在壓縮機(jī)停機(jī)前,先關(guān)閉供液管上的電磁閥,低壓側(cè)的制冷劑被泵入冷凝器和貯液器內(nèi),直到吸氣壓力降到壓縮機(jī)的吸氣設(shè)定值時(shí),壓縮機(jī)在低壓控制器的控制下停機(jī),這樣,在壓縮機(jī)不工作時(shí),制冷劑被隔離開,防止了它向壓縮機(jī)曲軸箱的遷移。熱泵機(jī)組的選定 空氣源熱泵機(jī)組,關(guān)鍵在于熱泵。要靠熱泵把存在于空氣中的低品位熱能搬運(yùn)到水中去來把水加熱,施工要求:
1)要求壓縮機(jī)能承受高溫高壓;
2)要求有較大換熱表面積的蒸發(fā)器, 與空氣接觸的表面積越大,在同等條件下能搬運(yùn)到的熱能就越多,能效就會(huì)越高越節(jié)能:
3)高性能的搬熱的工質(zhì)( 也稱冷媒) , 要能在嚴(yán)寒的冬季把寒冷的空氣中低品位的熱能采集提高搬運(yùn)到水中去, 要求工質(zhì)的兩態(tài)( 液態(tài)與氣態(tài)) 轉(zhuǎn)換溫度點(diǎn)要低于 一2 5, 同時(shí)要能產(chǎn)生6 0℃的熱水又要求工質(zhì)的臨界壓力要低,否則壓力太高對壓縮機(jī)不利或使壓縮機(jī)進(jìn)入高壓保護(hù)而制不了高溫?zé)崴?nbsp;
1.3.2方案論證與實(shí)施。
( 1 ) 系統(tǒng)方案的論證。
空氣源熱泵機(jī)組必須由主機(jī)和水箱,循環(huán)泵組成, 通過循環(huán)把主機(jī)產(chǎn)熱帶入水箱, 對水箱的水逐漸升溫加熱,水系統(tǒng)的工作情況直接影響到整體效果,所以我們稱之謂空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。常用的系統(tǒng)有直接大循環(huán)式和定溫放水式兩種不同形式。直接大循環(huán)又有一次加水加熱放水和不間斷使用補(bǔ)水兩種。定溫放水由加熱水箱和儲熱水箱組成,加熱水箱有不承壓定溫*放水和承壓不間斷自動(dòng)補(bǔ)水頂水放水式兩種。這些系統(tǒng)各有優(yōu)缺點(diǎn),通過分析了2 T熱泵熱水小系統(tǒng)的特性,發(fā)現(xiàn)在加熱的過程中,水溫越低能效比COP值越高,隨著水溫的升高 C OP值在降低,相同外部工況下同等的水從20℃ 加熱到5 0 ℃時(shí)段與5 0 ℃升高到 6 0 ℃時(shí)段所耗用的能量接近。zui后選用加熱水箱定溫全放水方式,控制系統(tǒng)雖然較復(fù)雜,但每加熱一箱水都是從冷水初始溫度到設(shè)定溫度全過程加熱充分發(fā)揮熱泵輸入功率隨溫升變化的特點(diǎn) C OP值較高,節(jié)能效果明顯。加之冬季機(jī)組間斷工作不易結(jié)霜。
( 2 ) 系統(tǒng)的構(gòu)成。
設(shè)定目標(biāo)日用熱水量為4 5 T, 放1 0 %的容積余量,我們的空氣源熱泵熱水系統(tǒng)的日產(chǎn)熱水能力需達(dá)到 5 0 T。
①選用熱泵工程機(jī)組 ,使其日產(chǎn)熱水量為 5 0 T,根據(jù)四季環(huán)境溫度和入水溫度,確定當(dāng)?shù)氐钠骄h(huán)境溫度。例如:假定平均環(huán)境溫度為2 5 ℃,入水溫度為 2 0 ℃。l 0匹機(jī)每小時(shí)產(chǎn) 6 0 ℃熱水 7 5 0 L,用 8臺 1 0匹機(jī)工作 8 .5小時(shí)可產(chǎn) 6 0 ℃ 熱水 5 0 T。冬季氣溫比較低,假定入水溫度為 0 ℃,此時(shí) 1 0匹工機(jī)每小時(shí)產(chǎn) 6 O ℃熱水4 0 0 L , zui惡劣的情況下用 8臺 1 0匹機(jī)工作 1 6小時(shí)可產(chǎn) 6 O ℃熱水 50T。
②選用一只儲熱水箱。5 0 T容量,內(nèi)層不銹鋼板,底板厚度 2 .0 mm,側(cè)板厚度 1 5 m m一2 .0 mm,沖壓加強(qiáng)成型,內(nèi)徑 7 m長 (分成 5 m與2 m) ×3 m 寬 ×2 .5 m高,外層材料玻璃鋼板或不銹鋼板沖壓加強(qiáng)成型,兩層中間 1 0 c m厚的P E橡塑保溫, 整體底部 8 根 ×4 根 2 0號槽鋼,在保溫層中另加8號槽鋼框架。水箱側(cè)面各帶液位顯示,水箱頂部分別各內(nèi)置1套不銹鋼蒸氣管消音裝置,以便備份蒸氣鍋爐啟動(dòng)時(shí)使用。
③選用兩只加熱水箱-均為 2 T容量,內(nèi)外均為不銹鋼,中間 5 0 m m西班牙聚氨脂填充保溫。
④選用熱水循環(huán)泵,電磁閥 ,系統(tǒng)總電控柜與熱泵熱水機(jī)組匹配??諝庠礋岜脽崴骱蛡鹘y(tǒng)熱水器不一樣,傳統(tǒng)電熱水器對安裝要求不高,但空氣源熱泵熱水器安裝要求較高,在安裝過程中還要注意一些問題。空氣源熱泵熱水器對安裝要求 可安裝于衛(wèi)生間、廚房、封閉式陽臺、車庫、樓梯轉(zhuǎn)角、儲藏室、閣樓、地下室甚至客廳等任何位置,尤其是廚房,因?yàn)闊垥r(shí)廚房空氣不好,悶熱潮濕,空氣源熱泵熱水器裝設(shè)在廚房,將會(huì)極大改善廚房空氣質(zhì)量,降低廚房溫度??諝庠礋岜脽崴麝柵_安裝 小居室住戶如果裝設(shè)在敞開式未封閉陽臺冷風(fēng)外泄,就享受不到其他功能,但僅熱水功能就比燃?xì)鉄崴鳌㈦姛崴?、太陽能熱水器更省電、省費(fèi)用和安全、便捷,為求效果,我們建議如住房較小,需安裝在陽臺的用戶將陽臺用鋁合金封閉后進(jìn)行空氣(熱泵)熱水器安裝,讓空氣和室內(nèi)產(chǎn)生對流即可享受其他功能,更可以隔離室外的噪音和灰塵
空氣源熱泵熱水器安裝注意事項(xiàng):
盡可能靠近墻面,以便于安裝;接近水源和用水位置,以減少管路長度,分體式安裝利于冬天將冷風(fēng)排出室外(如有需要),減少熱損;靠近室外墻地點(diǎn),便于開鑿小洞,以利于冬天將冷風(fēng)排出室外。另外,有地面排水口,以便于將冷凝水排出。 空氣能熱泵通常安裝在廚房陽臺,出風(fēng)口通過風(fēng)管與廚房鏈接,使得吹出的冷風(fēng)能直接進(jìn)入廚房,達(dá)到制冷的效果。安裝時(shí)只需將冷熱水口與房屋預(yù)留的冷熱水鏈接,通上即可使用,安裝非常簡便。
操作:
空氣能熱泵多采用微電腦智能控制器,內(nèi)有時(shí)間設(shè)定,定時(shí)開關(guān)機(jī)功能,水溫設(shè)定,通風(fēng)設(shè)定,過熱保護(hù)等多種智能控制功能。不過大部分功能已由廠家在出廠時(shí)就設(shè)定好了,直接使用默認(rèn)值就行了,基本上只需要設(shè)定你需要的溫度(通常設(shè)定在45-60度)就可以使用了。
1.3.3施工過程中的注意事項(xiàng)
1. 暖通設(shè)計(jì)人員應(yīng)針對設(shè)計(jì)工程的具體情況進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)性能比較,經(jīng)方案優(yōu)化后確定是否采用熱泵系統(tǒng),有蒸汽或客房、病房的大樓宜優(yōu)先采用單冷主機(jī)加熱交換系統(tǒng);
2. 暖通設(shè)計(jì)人員一定要準(zhǔn)確計(jì)算工程冷熱負(fù)荷,確保熱泵機(jī)組滿足工程夏冬季負(fù)荷需要;
3. 螺桿式熱泵機(jī)組無論是COP值還是wei護(hù)費(fèi)用、振動(dòng)頻率、噪音等性能均優(yōu)于活塞式熱泵機(jī)組;
4. 中小型工程采用的小型多臺熱泵機(jī)組配一臺水泵或機(jī)組水泵數(shù)一一對應(yīng)配置均可,但水泵數(shù)量不超過三臺;
5. 應(yīng)重視熱泵機(jī)組運(yùn)行環(huán)境,在滿足熱泵機(jī)組運(yùn)行環(huán)境的前提下才能答應(yīng)建筑師們對建筑的美觀要求。
1.3.4空氣源熱泵機(jī)組的案例解析 案例Ⅰ:A工程為歷史悠久且具有地方特色的對外營業(yè)飯店,設(shè)在屋面上的六臺*空調(diào)熱泵機(jī)組型號為YCA90H(制冷量:81kW),水泵型號為SB-X80-65-155K(90t/h;31m;11kW)。 系統(tǒng)運(yùn)行后,發(fā)現(xiàn)部分熱泵機(jī)組啟動(dòng)不了。wei護(hù)人員先對冷凍水泵檢查,發(fā)現(xiàn)水泵運(yùn)行電流為額定電流的一半,水泵廠承認(rèn)質(zhì)量有問題,換葉輪后其參數(shù)基本接近于設(shè)計(jì)值。系統(tǒng)再次運(yùn)行后,個(gè)別熱泵機(jī)組啟動(dòng)不了的問題依然存在,這說明該問題的根源不是水泵。這時(shí)有的設(shè)計(jì)人員開始懷疑一泵拖六臺熱泵機(jī)組及冷凍水管采用異程布置的方案有問題,認(rèn)為采用泵、熱泵機(jī)組一一對應(yīng)方案較可靠。wei護(hù)人員始終認(rèn)為上面兩種方案都可行。但問題在哪里? 后經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)個(gè)別熱泵機(jī)組出水管上水流開關(guān)的調(diào)整螺絲甚至調(diào)至下限,仍也啟動(dòng)不了,要用起子硬壓平衡板機(jī)組才能。經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)研究水流開關(guān)的構(gòu)造后,終于發(fā)現(xiàn)在水流開關(guān)平衡板的另一端有一個(gè)很不起眼的小螺絲,它與前面講到的調(diào)整螺絲作用力相反,它們一起調(diào)整使平衡板調(diào)至適當(dāng)位置,水流開關(guān)才能正常工作。故障排除后,系統(tǒng)運(yùn)行正常至今。 案例Ⅱ:B工程熱泵機(jī)組型號同A工程,為五臺,它采用一臺熱泵機(jī)組串聯(lián)一臺水泵然后再五套并聯(lián)的形式,系統(tǒng)運(yùn)行基本正常,只是五路并聯(lián)熱泵機(jī)組、水泵出現(xiàn)水流量較大,使熱泵機(jī)組出水溫度在10℃以上。 案例Ⅲ:C工程為十八層高層建筑,面積近20000M2,屋頂設(shè)三臺698KW活塞式熱泵機(jī)組。屋頂四周為高2.8M鋼筋混凝土女兒墻,同時(shí)屋頂設(shè)有正方梯形形狀的鋼架玻璃幕墻,幕墻外圈底邊比屋面高1.80M,內(nèi)圈頂面鏤空,但面積較小。wei護(hù)人員發(fā)現(xiàn)這些情況后認(rèn)為:熱泵機(jī)組悶在玻璃罩內(nèi),必將影響機(jī)組夏天冷凝器散熱效果及冬天蒸發(fā)器散冷效果,機(jī)組一段時(shí)間后將會(huì)使熱泵機(jī)組冷凝器的高壓保護(hù)(夏季)及蒸發(fā)器的低壓保護(hù)(冬季)動(dòng)作而停機(jī)。因此建議把梯形玻璃幕墻罩取消掉,但業(yè)主怕影響立面效果而不同意取消,在此情況下只能把幕墻外圈底邊抬至屋面上2.8M,把幕墻內(nèi)圈頂面適當(dāng)擴(kuò)大鏤空面積。
案例Ⅳ:無*偶,D工程(二十一層)初步設(shè)計(jì)時(shí)二臺698kW活塞式熱泵機(jī)組設(shè)在主樓屋頂,高大船形玻璃幕墻把熱泵機(jī)組包得嚴(yán)嚴(yán)實(shí)實(shí),在精美造形幕墻頂部只有較少的透氣處。設(shè)計(jì)人員得知C工程出現(xiàn)的情況后,立即將熱泵機(jī)組改放至寬敞的裙房屋頂。適用性分析 空氣源熱泵技術(shù)目前主要應(yīng)用在熱水器和空調(diào)上,從功能利用來講,其可用于制冷,地板采暖以及*熱水 空氣源熱泵空調(diào)適合大于150平米的公寓,一套系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)*空調(diào),地板采暖, *生活熱水三項(xiàng)功能,相比常規(guī)的*空調(diào),節(jié)能 20%-30%以上。由于其運(yùn)行使用電能,因此運(yùn)行中沒有任何污染及廢棄物 ??梢詫?shí)現(xiàn)制冷,地板采暖和供應(yīng)生活熱水為一體,實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。與其他的電熱器相比,具有的優(yōu)勢。
*,利用熱回收技術(shù),實(shí)現(xiàn)制冷的同時(shí),免費(fèi)享受生活用熱水,熱水溫度可達(dá)到55-60 的高溫;
第二,在空調(diào)和地板采暖不用的情況下,可單獨(dú)生產(chǎn)生活用熱水,熱水溫度可達(dá)到55-60 的高溫;
第三,在提供地板采暖的同時(shí)也可生產(chǎn)生活用熱水,熱水溫度可達(dá)到55-60 的高溫
第四,可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)利用低谷電力加熱生活熱水,費(fèi)用更省;
第五,可以選裝*循環(huán)熱水,熱水即開即用;
第六,在生活熱水水箱里內(nèi)置電加熱裝置,可使生活用水系統(tǒng)水溫更穩(wěn)定 雖然空氣源熱泵在我國得到了大范圍的推廣,然而十幾年的運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn)其適用運(yùn)行效果并不理想。其主要原因是空氣源熱泵室外換熱器結(jié)霜、除霜問題導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行不穩(wěn)定和可靠性1 . 出水溫度和制冷劑 從空氣源熱泵的原理可知,空氣源熱泵熱水器可以提高生活用水的溫度,而一般與人體皮膚直接接觸的zui適宜熱水溫度在4 0 ~4 5 ℃之間,因而熱泵熱水器要能滿足洗浴等一般生活熱水需求,必須至少能把出水溫度升高到 5 0 ℃以上,另外考慮到一些應(yīng)用場合會(huì)要求超過 5 0 ℃的生活熱水,zui合適的空氣源熱泵熱水器是要能產(chǎn)生 6 0 ℃以上的出水溫度而這一點(diǎn)主要受到制冷劑參數(shù)和壓縮機(jī)性能及供應(yīng)的限制,R 2 2 、R 1 3 4 a 、R 4 1 0 a 和 C02是目前熱泵熱水器zui常用的幾種制冷劑。
從國內(nèi)外的熱泵熱水器發(fā)展現(xiàn)狀來看,應(yīng)該說 R 1 3 4 a的應(yīng)用逐漸己替代了R 2 2,除了環(huán)保要求的原因外,R 1 3 4 a能產(chǎn)生較高的出水溫度及壓力較低應(yīng)是主要因素。R 4 1 0 a和 C 0 z 因壓力較高應(yīng)用相對較少。
2 . 用水方式和產(chǎn)品類型 生活熱水主要有兩種典型的用水方式,一種是連續(xù)長時(shí)間大量用水如淋浴,另一種是短時(shí)間少量頻繁多次用水如洗手。目前市場上主要有兩種類型的熱水器:快速熱水器和容積式熱水器??焖贌崴魇侵咐渌趶牧鬟M(jìn)熱水器到流出熱水器的極短時(shí)間內(nèi)就被加熱到所需熱水溫度,zui常用的就是燃?xì)饪焖贌崴鳎灿须娍焖贌崴?,其?yōu)點(diǎn)是即開即用、無儲水熱損失、體積小、占地面積小、安裝方便、價(jià)格較低。缺點(diǎn)是不太合適第二種用水方式,一般也不能供多個(gè)用水點(diǎn)同時(shí)用水,有zui低供水壓力限制要求,另外對能源輸入能力也有較高的要求,比如若使用電快速熱水器則配電能力至少也要6~8 K W以上 。
容積式熱水器則使用一個(gè)大容積的承壓水箱把熱水器產(chǎn)生的熱水先儲存起來,等需要時(shí)再放出來使用,zui常用的就是容積式電熱水器,也有燃?xì)馊莘e式熱水器,其優(yōu)點(diǎn)是適用于任何一種形式的用水方式,可作為熱水供應(yīng)中心來滿足多點(diǎn)同時(shí)用水的需求,水溫穩(wěn)定,無水壓限制,所需的能源輸入能力也較小,一般小于同樣用途的快速熱水器,以家用容積式電熱水器為例,配電功率只需 1 K W以上就可滿足使用。 缺點(diǎn)是要提前啟動(dòng)熱水器來加熱水箱中的水,有保溫?zé)釗p失,水箱占用空間大,運(yùn)輸安裝不方便,價(jià)格也較貴。
空氣源熱泵熱水器由于需要壓縮機(jī)工作時(shí)才能產(chǎn)生熱水,而壓縮機(jī)又不能像燃?xì)馊紵骰螂娂訜峁芤粯宇l繁起停,因而熱泵熱水器只能采用容積式的結(jié)構(gòu)形式來既滿足頻繁用水的要3 .
蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式
空氣源熱泵熱水器的蒸發(fā)器主要有三種形式:強(qiáng)制空氣對流換熱翅片式盤管 ( 與空調(diào)換熱盤管類似) ,自然空氣對流換熱平板 ( 與冰箱散熱板類似 ) ,太陽能加熱平板 ( 與平板式太陽能吸熱板類似) 。后兩種蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)因加工工藝復(fù)雜,吸熱能力小 ( 只適用于家用小型機(jī)) ,安裝不方便,除霜困難,因而很少采用。而翅片式盤管加工工藝成熟,工作可靠,能適應(yīng)各種大小換熱量的要求,故應(yīng)用zui廣泛。
4 .冷凝器常用結(jié)構(gòu)形式和布置方式
( 1 )冷凝器與水箱分開布置,水泵帶動(dòng)水箱中的水經(jīng)過冷凝器并升溫,冷凝器可采用套管式、板式或殼管式等。
優(yōu)點(diǎn)一 空氣源熱泵*同水箱分離,水箱和冷凝器可單獨(dú)更換;水箱內(nèi)無結(jié)垢問題,只要不漏水即可長期使用;水箱可使用種普通保溫?zé)崴?,不需專門定制;容易實(shí)現(xiàn)根據(jù)水溫對冷凝壓力的控制;能用于各種加熱能力的熱泵熱水器。 缺點(diǎn)一 需要水泵;冷凝器結(jié)垢會(huì)比較快且除垢困難;水泵一旦循環(huán)會(huì)導(dǎo)致水箱內(nèi)的冷熱水混合加劇而破壞水溫分層,導(dǎo)致水箱項(xiàng)部的水溫下降,使得水箱頂部的出口供水水溫降低,也就降低了水箱的熱水產(chǎn)率。
( 2 )冷凝器與水箱一體布置,采用浸泡式盤管等形式的凝器直接加熱水箱內(nèi)的水。 優(yōu)點(diǎn)一 不需水泵;水箱內(nèi)傳熱均勻:壓縮機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)不破壞水溫分層,不影響熱水產(chǎn)率,且優(yōu)先加熱水箱項(xiàng)部的出口水溫。
缺點(diǎn)一 水箱和冷凝器一體,一旦任一部件損壞必須一同更換;整個(gè)水箱部件需定制;只適合用于小加熱量的熱水器:冬天冷水溫度較低且剛啟動(dòng)時(shí)較難控制冷凝壓力。
5 . 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式
( 1 )整體式結(jié)構(gòu),水箱、壓縮機(jī)、冷凝器 ( 包括水泵) 、 蒸發(fā)器 ( 包括風(fēng)機(jī))和冷媒系統(tǒng)、電控等所有部件都集合在一起成為一個(gè)整體。
優(yōu)點(diǎn) 一整裝出廠容易保證產(chǎn)品質(zhì)量,且現(xiàn)場安裝工作量小,對安裝工人的技術(shù)要求相對較低,只涉及到水路和電路連接;熱水器既可室內(nèi)安裝也可室外安裝,若安裝在室內(nèi)在夏天還可用來降低其周圍環(huán)境溫度和濕度。
缺點(diǎn) 一考慮到水箱尺寸不能太大,只適合加熱量小和水箱容積小的家用或輕型商用熱水器采用;若安裝在室內(nèi)而冬天又需要采暖的話,蒸發(fā)器排出的冷氣就會(huì)成為負(fù)荷而起不到節(jié)能效果;安裝在室內(nèi)時(shí)會(huì)有壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)運(yùn)行的噪音,且對安裝空間有zui小尺寸限制,不能安裝在壁柜等狹窄空間內(nèi)。
因家用或輕型商用熱泵熱水器的壓縮機(jī)和蒸發(fā)器等部件尺寸比較小,一般就直接把這些部件布置在水箱頂部,并設(shè)計(jì)成圓筒狀以減小占地面積。
( 2 )半分體式結(jié)構(gòu),將壓縮機(jī)、蒸發(fā)器及其風(fēng)機(jī)系統(tǒng)和相關(guān)冷媒系統(tǒng)、電控組成一個(gè)獨(dú)立的部件,水箱和冷凝器 ( 包括水泵)等其它部件則集合在一起成為一個(gè)另一部件。 優(yōu)點(diǎn) 一現(xiàn)場安裝方式布置靈活,水箱部件和蒸發(fā)器部件即可同時(shí)安裝在室內(nèi),也可同時(shí)安裝在室外,或一個(gè)部件安裝在室內(nèi)另一個(gè)部件安裝在室外:水箱部件對室內(nèi)安裝空間也沒有特別要求,可安裝在壁柜等狹窄空間內(nèi)以配合裝修,而蒸發(fā)器部件則可安裝在室外以*避免機(jī)組運(yùn)行噪音對室內(nèi)的影響。
缺點(diǎn) 一 現(xiàn)場安裝調(diào)試較復(fù)雜,除水路和電路連接外,還涉及到冷媒管路連接;考慮到水箱尺寸不能太大,只適合加熱量小和水箱容積較小的家用或輕型商用熱水器采用;若壓縮機(jī)蒸發(fā)器部件放在室內(nèi)時(shí)噪音會(huì)較大。
( 3 )分體式結(jié)構(gòu),除水箱外,將壓縮機(jī)、冷凝器 ( 包括水泵) 、蒸發(fā)器 ( 包括風(fēng)機(jī))和冷媒系統(tǒng)、電控等其它所有部件集合在一起成為一個(gè)整體,大多數(shù)情況下熱泵熱水器廠家 并不提供標(biāo)準(zhǔn)配置水箱,而是根據(jù)不同客戶的工程實(shí)際情況另行購買水箱。 優(yōu)點(diǎn)一 現(xiàn)場安裝方式布置靈活,水箱和熱泵本體即可同時(shí)安裝在室內(nèi),也可同時(shí)安裝在室外,或一個(gè)部件安裝在室內(nèi)另一個(gè)部件安裝在室外;現(xiàn)場安裝相對較簡單,只涉及到水管路和電路連接;水箱與熱泵本體之間的安裝距離沒有限制:水箱容積可靈活配備來滿足不同熱水需求,比如一臺小型熱泵熱水器也可能通過配一個(gè)大水箱來滿足短時(shí)間超過其能力十幾倍的大量熱水需求:熱泵本體也可根據(jù)需要安裝在常年需要制冷的房間內(nèi)來利用制熱水時(shí)的免費(fèi)冷量,而此時(shí)仍可將大尺寸的水箱放在室外以免占用室內(nèi)空間;適合各種大小加熱能力的熱泵熱水器采用,大型熱泵熱水器一般采用此種形式。
缺點(diǎn)一 每個(gè)工程項(xiàng)目都需要專門訂購水箱;熱水器若室內(nèi)安裝時(shí),噪音會(huì)比較大;除了冷熱水進(jìn)出水路外,還需要安裝熱水循環(huán)管路。通常室外安裝的產(chǎn)品形式如下圖所示 ( 蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)一般采用軸流風(fēng)扇) ,國內(nèi)商用熱泵熱水器大多采用此種結(jié)構(gòu)形式。
1.4.3影響空氣源熱泵系統(tǒng)性能的分析 1)環(huán)境溫度對系統(tǒng)性能的影響 環(huán)境溫度變化對系統(tǒng)制熱量和 C O P的影響 系統(tǒng)的制熱量隨著外溫的下降而迅速下降,而需熱量卻隨著外溫的下降而迅速上升,當(dāng)外界溫度很低時(shí),系統(tǒng)的制熱量將小到無法滿足這些地區(qū)的冬季采暖需求;,隨著室外環(huán)境溫
度的降低,系統(tǒng)的供熱量有明顯的衰減,機(jī)組 C O P急劇下降、壓縮機(jī)的排氣溫度和壓力不斷升高,長期運(yùn)行將對機(jī)組構(gòu)成安全隱患。下圖表示制熱量相對值隨環(huán)境溫度的變化,從圖中可看出在輸人功率一定的條件下, 機(jī)組制熱能力隨環(huán)境溫度的降低而降低,當(dāng)環(huán)境溫度為一l 0 ℃時(shí),機(jī)組制熱量只有環(huán)境溫度為 2 1 ℃時(shí)的 2 8 %。
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