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空气源热泵冷热水机组PPT课件

发布时间:2025-03-28 00:48:58 作者: 产品中心

  我国现行的带有热泵的单元式空气调节机、房间空气调节器 标准如下: (1)GB/T7725-1996 房间空气调节器; (2)GB4706.32-1996 家用和类似用途电器的安全 热泵、空调 器和除湿机的特别的条件; (3)ZBJ73026-1989 单元式空气调节机型式和基本信息参数 (4)ZBJ73046-1990 单元式空气调节机技术条件 (5)ZBJ73022-1989 单元式空气调节机试验方法

  热泵机组的运行参数如蒸发温度(压力)、蒸发器翅片管温度、 供热量、风机电流、蒸发器两侧压差等随蒸发器表面结霜均有一定的 变化规律,在结霜初期以上各量的变化不十分显著,当霜层达一定厚 度后,各参数的变化变得明显起来。在结霜初期以上参量变化不大的 原因是由于蒸发器表面结霜,加大了蒸发器表面换热面积及换热表面 粗糙度,气流与蒸发器间的换热没有减弱,另外,结霜产生的热交换 也加大了蒸发器与气流的换热量,但随着霜层增厚,霜层导热热阻逐 渐起了主导作用,特别是霜层增加了气流流动阻力,使空气流量下降, 热泵机组的运行参数的变化就反映出来了。因此,可根据热泵机组运 行参数对结霜的响应,结合热泵机组的工作环境条件(大气温度、湿 度)采用模糊控制算法,给出除霜循环的触发信号,在进行除霜循环 期间,通过对除霜过程中热泵机组的状态(蒸发器翅片管的温升、进 出水温等的变化)的监测,对上一次的控制量进行校正,这样可使除 霜控制自动适应环境参数的变化,提高除霜控制水平,在除霜控制过

  2.模块化设计理念、标准化管理模式、国际化采购途径、规模 化生产能力,保证机组优异的可靠性,并控制设计制造成本, 降低用户的初投资;

  空气源热泵冷(热)水机组均采用模块化结构,涡旋式机组由2 种基本模块(LS(R)F70、LS(R)F140)任意组合而成,螺杆 式机组由10种基本模块(从LSBLG(R)F125~LSBLG(R)F390) 任意组合而成。所有模块单元在电脑控制器的集中控制下, 按照负荷情况,调整模块运行数量,使机组制冷量和实际需 求相一致,达到最好的节能效果。

  对于带有热泵装置的冷水机组标准,我国已发布了以下两项标 准: (1)JB/T7227-1994 复合热源热泵型螺杆式冷水机组标准。

  1.选用世界名牌柔性涡旋压缩机及半封闭双螺杆压缩机,COP值比 目前市场上最先进的活塞式压缩机还高12%;

  热泵机组盘管上出现结霜,会影响机组的正常有效的供热,故必 须定时化霜。目前大部分机组采用四通阀换向,进入制冷工况,并且室 外轴流风机停转,使压缩机排气立即进入翅片管换热器以除去翅片表面 的霜。目前用于风冷热泵及其它低温制冷设备的除霜控制常用的有以下 两种:

  (1)时间一温度(压力)法:随着霜层的形成及增加,机组工作 的蒸发温度(压力)会相应下降,蒸发器翅片管的温度也会下降,因此, 设定一个蒸发温度(压力)或蒸发器翅片管的温度值及一个与上次除霜 的时间间隔值,当传感器感受的温度(压力)及机组制热上班时间均达 到设定值时,开始做除霜循环。机组的除霜结束条件可根据温度、时 间或压力。通过感受翅片管的温度达到某一值(一般设定为12~15℃) 或融霜时间达到某一设定值(该值依据使用区域而设)或排气压力达到 某一设定值,融霜即告结束,机组又恢复制热运行。

  1、热泵机组夏季供冷,冬季供热,且置于建筑物屋面,不需要设 专门的冷冻机房、锅炉房,也省去了烟囱和冷却水管道所占有的建 筑空间。

  对于寸土寸金的城市繁华地段的建筑,或无条件设锅炉房的 建筑,空气源热泵冷热水机组无疑是一个较为贴切的选择。

  2、省去了冷却水系统和冷却塔、冷却水泵、管网及其水处理设备, 无冷却水损耗,节省了这部分投资和运行费用。

  (4)高精度SKF、FAG零间隙轴承、低铁损矽钢片与高效率槽型设计之专用耐 氟耐油马达、轴向连续性输气加专利型排气腔设计,降低了振动和噪音

  (5)螺杆压缩机采用双重液体喷射保护,分别控制排气温度和电机线圈温度 ,有效保护压缩机在各种工况下正常运行。

  (6)螺杆压缩机内保配有先进的保护模块,分别对排气温度,电机线圈温度 、油位、油压差等进行实时监控保护,确保机组正常运行。

  4、对使用时间集中在白天而夜间使用少的用户、设备机房占 地紧张的用户宜第一先考虑热泵机组方案;

  5、关于冬季水温的设定,目前各厂家产品在冬季标准工况 下,其能效比约为3,但在环境和温度为-5℃,热水参数仍然为 40/45℃时,其能效比下降为2.4左右,如果环境和温度仍然为5℃,而水温设定在45/50℃时,其能效比就下降为2.2左右,因 此水温设定以40/45℃为宜,这就要求合理地设计水系统,对有 辅助热源的,应将提高水温的功能分配给辅助热源,对没有辅助 热源的系统,应考虑空调末端设备的热量出力修正;

  热泵应用的重要方向是解决长江流域建筑物中央空调的冷热 源问题。我国部分地区的气候特点是夏热冬冷。上海、浙江、 江西、湖南、湖北全境,江苏、安徽、四川大部,陕西、河南 南部,贵州东部,福建、广东、广西北部,甘肃南部的部分地 区均属于夏热冬冷的气候。在这些地区很适宜应用空气源热泵 冷热水机组,解决建筑物中央空调冷热源的问题。同时,再考 虑到热泵的地球环保效益,使空气源热泵冷热水机组在这些地 区的大、中、小城市中获得广泛的应用。目前,空气源热泵冷 热水机组的地区应用场景范围仍有继续向北移动的趋势。

  (2)时间一温差法:在机组进入制热工况后,翅片管内的制冷剂 和室外空气之间将保持适当的温差,随着霜层的形成及增加,该温差将 增大,当其达到机组设定值,且距上一次的除霜间隔时间也达到设定值 时,开始做除霜循环。机组的除霜结束条件与方法(1)相同。

  (1)世界名牌风冷热泵机组专用螺杆压缩机采用第三代线型及精确的转子加 工技术,大幅度减少泄漏和损失。喷油润滑密封使转子在啮合时不非间接接触而几乎 无磨损。

  (2)螺杆压缩机采用半封闭紧凑型结构,把电机、螺杆及油分置于一体,电 机直接驱动螺杆避免联轴器造成的密封问题。

  (3)螺杆压缩机电机采用回气冷却,使电机在较适宜的温度下运行,从而提 升机组适应恶劣工况的能力,延长电机使用寿命。

  近年来空气源热泵式冷热水机组大范围的应用于办公楼、宾馆、 医院、娱乐业、厂房、住宅等各行各业不同规模工程中,而且市场 占有率一直较高,究其原因,皆因其有如下特点:

  1、冬季室外供暖计算温度不高于-10℃的地区谨慎使用,此时机 组的能效比为2.0左右,使用的经济性较差;

  2、冬季室外空气相对湿度平均值高于70%的地区谨慎使用, 湿度过高时空气换热器结霜严重,一般除霜耗能10%以内是必须 的,过高则不经济。除霜时机组是在做无效运行,除霜不净,空 气热交换器不能有效工作,因此除霜时间,要根据当地气温、湿 度的详细情况来设定。

  3、对夏季负荷高于冬季负荷1.5倍左右的用户更为适宜。 空气源热泵型冷热水机组的冬季标准工况为环境和温度7℃,水温 为40/45℃,此时其制热能力高于夏季制冷能力约1.1倍,而在非 标准工况下使用,比如环境和温度为-10℃时,其制热能力约为标 准工况下的65%,冬季机组的出力相当于夏季制冷能力的68%,即 夏 季 负 荷 是 冬 季 负 荷 的 1 . 5 倍第1时0页,/共热27泵页 机 组 的 利 用 率 是 最 高 的 ;

  空气源热泵冷热水机组的制热特性更复杂,当盘管表面温 度低于空气露点温度时,空气会结露,此时盘管表面发生了相变换 热,有利于提高热泵机组的制热能力,但当盘管表面温度不高于空气 冰点温度(0℃以下)时,如果空气中的相对湿度同时达到某一程度, 盘管表面就会结霜,如不及时化霜,霜层会越结越厚,影响空气实 际流通量,并阻碍了盘管上的热交换,重者会结冰,压缩机出现低 压保护停机。对应不同迎面风速和天气特征情况,热泵机组室外侧空气 盘管上湿空气存在着三种状态,即结霜区,凝露区,干冷区(不结霜 也不凝露)。结霜区与凝露区之间的曲线为转变曲线,它与焓湿图上 的等湿球温度线接近。迎面风速越高,结霜区域越小。当环境干球 温度为0℃时,迎面风速为2.5m/s、相对湿度为73%时,即开始结霜; 而将迎面风速提高至4m/s, 则相对湿度达82%时,才开始结霜,所 以提高风速可减缓结霜。正常的情况下,室外空气干球温度在- 5℃ tw 5℃,相对湿度φ85%时结霜最为严重,当tw-5℃时,结霜 速 率 减 慢 , 这 主 要 是 由 于 湿 空第6气页中/共绝27页对 含 湿 量 减 少 的 缘 故 。

  对于暖道专业来说,锅炉房最大有可能存在安全风险隐患,另外,冷 却水污染形成的军团菌感染的病例已有不少报导,从安全卫生的角 度,空气源热泵有着非常明显优势。

  4、系统设备少而集中,操作、维护管理简单方便。一些小型 系统能做到通过室内风机盘管的启停控制热泵机组的开关。中、 大型设备可采用可编程控制器实现智能化自动控制。

  4、空气源热泵的性能随室外气候平均状态随时间的变化明显。室外空气温度高, 要求供冷能力大及室外空气温度低,要求供热能力大时,其实际供 冷、热能力却相反。

  在额定工况下,气温35℃,出水7℃,空气源热泵夏季制冷性 能系数COP值在3左右,冬季(空气7℃,出水45℃)如不计化霜 损失,制热系数COPH值也在3左右或以上。但空气源热泵冷热水 机组供冷能力随室外温度的升高而降低,机组消耗功率随室外环境 温度的升高而增加。当室外空气温度增至40℃时,制冷量一般要下 降5—7%左右。空气源冷热水机组正常制冷的上限温度一般在4350℃。需要指出的是,跟冷却塔不一样,制冷工况下相对湿度对空 气源热泵没有不利影响,相反,相对湿度大,对冷却有利。对于象 南京这样夏季相对湿度较高的地区,实际上风冷与水冷在冷却效果 的差异上,比人们想象的要小。

  5、单机容量从小到大, 规格齐全,工程适应能力强, 利于系 统细化划分,可分层、分块、分用户单元独立设置系统等。

  6、COP值较高。对于南京这样冬冷夏热城市的一般建筑而 言,热泵系统的全年能耗低于水冷机组加锅炉的空调系统。

  1、造价较高。作为空调系统的冷热源方面的设备投资,空气 源热泵冷热水机组造价较高,比水冷式机组加锅炉的方案的系统综 合造价贵20—30%,如只算冷热源设备,热泵的价格约为水冷机 锅炉的1.5-1.7倍。

  空调系统如采用水冷式冷水机组,自来水的损失不仅有蒸发 损失、漂水损失、还有排污损失、冬季防冻排水损失,夏季启用时 的 系 统 冲 洗 损 失 , 化 学 清 洗 稀第2释页损/共失27页等 等 , 所 有 这 些 损 失 总 和 约 折

  3、 由于无锅炉、无相应的燃料供应系统,无烟气,无冷却水, 系统安全、卫生、简洁。

  2、空气源热泵冷热水机组常年暴露在室外,运行条件比水冷 式冷水机组差,其寿命也相应要比水冷式冷水机组短。

  3、热泵机组的噪音较大,对环境及相邻房间有一定影响。 热泵通常直接置于裙楼或顶层屋面,隔振隔音的效果,直接

  影响到相邻房间及周围一些房间的使用。合理的位置设置与隔振隔 音措施的到位,热泵噪音的影响可以基本消除。

  尽管江南地区一般工程冷负荷大于热负荷,但空调设计人员 应计算出工程夏季冷负荷及冬季热负荷,按机组制冷量≥空调 冷负荷来选择热泵机组型号,然后看以下不等式是否成立:热 泵机组在冬季室外空调计算温度(如:无锡地区为-5℃)下的 制热量≥工程冬季热负荷。①若该不等式成立,则热泵机组选 型适宜。② 若该不等式不成立,则应在空调水管上设辅助加 热装置或增大热泵机组容量。江南地区一般工程以上不等式是 成立的。