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风冷热泵机组的道理、选型、设想

  • 分类:专业技术
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  • 来源:
  • 公布时候:2021-03-19 16:50
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风冷热泵机组的道理、选型、设想

【提要描述】

  • 分类:专业技术
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  • 公布时候:2021-03-19 16:50
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概况

 

一、风冷热泵机组是甚么?

 

风冷热泵机组是由紧缩机——换热器——节流器——吸热器——紧缩机等装配构成的一个循环体系。风冷热泵的基来源根底理是基于紧缩式制冷循环,操纵冷媒作为载体,经由过程风机的强迫换热,从年夜气中接收热量或排放热量,以到达制冷或制热的需求。

 

风冷热泵机组是中心空调机组的一部分,它首要辨别于风冷冷水机组,风冷热泵在机组外部起码增加了一个四通换向阀,作为制冷或制热的服从切换,除具有风冷冷水机组制取冷水的服从外,风冷热泵机组还能切换到制热工况制取热水,经由过程强迫换热,来满足室内温度的需求。

 

和年夜型中心空调采取水冷热泵机组不合,风冷热泵首要用于家用中心空调范畴和一些轻型产业、商用范畴。

 

 

2、风冷热泵事情道理

 

风冷热泵机组是空调体系中的主机,因为采取风冷冷凝器不需求冷却塔,而蒸发器是水冷的,夏天制冷时供应冷水,夏季制热时供应热水,风机盘管是空调体系的末端装配,装在室内如同把水从低处晋升到高处而采取水泵那样,采取热泵可以把热量从低温抽吸到低温。所以热泵本色上是一种热量晋升装配,热泵的感化是从四周环境中接收热量,并把它通报给被加热的工具(温度较高的物体),其事情道理与制冷机不异,都是遵循逆卡诺循环事情的、风冷热泵相对氛围源热泵来讲它的才气要低一点,收支水温差是5℃摆布(年夜部分公司的设置参数),而氛围源的收支水温差能到达40℃。

风冷热泵机组与风机盘管共同利用,前者供应冷水或热水,后者将冷水或热水经由过程热互换,吸出凉风或热风。我们可以形象的把风冷热泵机组比作是中心空调的年夜脑,如果年夜脑不事情了,那中心空调将丧失全数服从,体系也将停止运行。

 

 

3、 风冷热泵机组的特性

 

风冷热泵机组的特性介绍,我们对比水冷热泵机组和变频多联机(VRV体系)一路来讲。

 

风冷热泵机组 VS 水冷热泵机组

 

一、水冷热泵机组的特性:

1、利用范围广,造价较低。

2、技术最成熟,也是目前利用最广的空调体系。

3、冷、热源一般集合设置,运行及维修办理便利。

4、夏季制冷效力比较高,能效比高。

5、初期投资相对较低,无保温水管体系年夜幅度降落了质料用度。

6、噪音源的数量低于风冷机组。

7、对机房的请求不高,只需满足一般的通风换气请求便可。

8、机组利用寿命要年夜年夜高于风冷机组。

9、体积相对较小,占空中积少。

 

 

2、风冷热泵机组的特性:

 

1、节俭水资本,环保,装备操纵率高。

2、装置在室外,如屋顶、阳台等处,无需制作公用机房,不据有效修建面积,节流土建投资。

3、夏季供冷、夏季供热,省去了锅炉房,对工程扶植和景观设想无益。

4、省去了冷却水体系和冷却塔、冷却水泵、管网及其水措置装备,节流了这部分投资和运营用度。

5、夏季供热节电,热泵供热比用电直接供热要省三分之二摆布的电量。

6、热泵的情势多种,采取低噪声热泵,对四周环境的影响相对较小。

7、宁静庇护和主动节制同时装于一个机体内,运行可靠,装置和利用便利。

8、运行时候越长就越无益,维修保养用度低。

 

风冷热泵机组 VS 变频多联机VRV体系

 

 

 

4、风冷热泵机组的挑选

 

一、风冷热泵机组机能阐发

 

1、冷热量

这个参数是决定风冷热泵一般利用的最关头参数,它是指风冷热泵的进风温度、收支水温度在设想工况下时其所具有的制冷量或制热量。它可从有关厂家供应的产品样本中查得。但目前在设想中也发明如许的环境,那就是有的厂商所供应的样本参数并未颠末测试而是抄自别的厂家的相关样本。这给设想职员的精确选型带来了必然坚苦。是以笔者建议在有前提的环境下设想职员可按照有关厂家的风冷热泵所建设的紧缩机型号,从紧缩机生产厂家处获得该紧缩机的变工况机能曲线,按照热泵的设想工况查得该紧缩机在热泵设想工况下的制冷量和制热量,从而判定该样本所供应参数的真伪。

 

2、COP值

该值是肯定风冷热泵机能黑白的首要参数,其值的凹凸直接影响到风冷热泵利用中的耗电量,是以,应尽可能挑选COP值高的机组。目前我国国度标准是COP值为2.57,多数入口或合伙品牌的COP在3摆布,个别入口品牌的高效型机组其值可到达3.8.

 

3、噪声

噪声也是衡量一台风冷热泵机组的首要参数,它直接关系到热泵运行时对四周环境的影响。海内有关专家曾按照工程实测对各种入口热泵的噪声分别为三档,第一档在85dB以上、第二档在75~85dB之间、第三档在75dB以下。我们在进行工程设想选型中应优先挑选噪声在80dB以下的机组。

 

4、外型尺寸

风冷热泵机组年夜多安插在室外屋顶,它在进行装备安插时对装备与四周墙面的间距、装备之间的间距都有明白请求,是以我们在进行装备选型时必须考虑所选装备尺寸是不是适合装备安插的尺寸请求。在机能不异的前提下应优先选用尺寸较小的机组,以减小装备的占空中积。

 

5、运行分量

因为风冷热泵机组年夜多安插在屋面,是以在选型时必须考虑屋面的承重才气,需求时应与布局专业协商,加强屋面的承重才气。但在装备选型时我们应优先挑选运行分量较轻的机组。

 

2、风冷热泵机组体系阐发

 

所谓风冷热泵机组的体系阐发,就是在风冷热泵的选型过程中除比较各自的制冷量、制热量、COP值、噪声、运行分量、形状尺寸等参数外,还要对其各自的紧缩机型式、冷凝器型式及安插、热力收缩阀的建设、蒸发器型式、除霜体例、能量调度体例和热泵体系的自控和宁静庇护等等加以阐发,比较其各自在体系建设方面的优错误谬误。

1、紧缩机的型式

目前用于风冷热泵的紧缩机型式首要有活塞式、涡旋式、螺杆式三种型式。按照热泵事情的特性是运行时候长、紧缩比年夜等环境,笔者以为涡旋式和螺杆式紧缩机将成为热泵紧缩机的主流。其来由是:

①、涡旋式和螺杆式紧缩机较活塞式紧缩机具有传动件少,从而使紧缩机的摩擦耗损呼应减少,零件的效力呼应进步。

②、因为热泵机组的紧缩比较年夜,是以对活塞式紧缩机在不异的余隙容积下其容积效力降落,从而造成零件效力的降落。而涡旋式和螺杆式紧缩机不存在这方面的问题。

③、用于风冷热泵的紧缩机其事情环境较别的在浅显空调工况下事情的紧缩秘密卑劣,每次开启的运行时候也较长,工况转变范围也较年夜,是以对紧缩机的可靠性请求就较高。涡旋式和螺杆式紧缩机具有零部件少,布局松散的特性,所以特别合用于热泵机组。

④、目前所采取的风冷热泵机组一般都采取热气除霜的体例来解除夏季供热工况下氛围侧换热器上储备堆集的霜。在除霜开端和结束时,体系要进行反向运行,在原冷凝一方盘管中所会聚的液体制冷剂因为此中压力俄然降落为吸汽压力而年夜量涌向紧缩机,造成紧缩机的湿冲程,这对涡旋式和螺杆式紧缩机而言并没有甚么年夜问题,而这对活塞式紧缩机来讲极易造成气阀和连杆的破坏。

⑤、别的就热泵紧缩机本身而言涡旋式和半封闭螺杆式比活塞式的噪声要低。

 

2、冷凝器的型式与安插

冷凝器所用翅片型式目前首要有开窗片和波纹片两种,开窗片换热效力较高,是以前两年生产的热泵机组中常常得以采取。但因为我国都会年夜气质量较差,而这类翅片极易积灰,且较难清理,利用时候一长,换热结果年夜年夜降落。所以以后热泵用冷凝器多采取波纹片配内罗纹铜管,其具有换热效力较高,不容易积灰,风阻小等特性。

 

冷凝器的翅片间距也很讲究,作为冷凝器利用时以肋化比高、传热体系数年夜为好,故希望片距小些较好,但当其作为蒸发器利用时,翅片一结霜,利用时的换热结果就会年夜年夜降落,是以希望片距年夜一些;一般片距为3mm为好。

 

冷凝器的安插型式同其换热结果和形状尺寸有着直接的关系。凡是热泵的冷凝盘管安插成直型盘管、V型盘管、W型盘管三种型式。但V型盘管间的较年夜空间内除轴流风机外并没有别的零部件,空间操纵率低。直型盘管间固然集合安插了紧缩机、四通阀、蒸发器等体系有关零部件,但因为盘管高度较高,盘管高度较高,顶风面速不均匀,冷凝器换热效力低,且气流构造不睬想,氛围阻力较年夜。而W型安插降服了上述错误谬误,不但可改良气流构造进步换热效力,降落氛围阻力,并且因为在一样空间前提下,冷凝盘管传热面积增年夜,空间操纵率较高,从而减少了机组形状尺寸。

 

3、热力收缩阀建设

现在热泵制冷体系中有采取单收缩阀和双收缩阀两种体例,所谓双收缩阀就是制热工况和制冷工况各采取一只收缩阀。如果体系采取一只收缩阀,按标准制冷工况进行选型,因为热泵体系在制热工况下运行时体系的制热量跟着环境温度的降落也随之降落。这时候收缩阀的制热才气也会有所降落,但其降落的幅度要小于体系制热才气的降落。如许在制热工况下跟着环境温度的降落,对体系而言所建设收缩阀显得过年夜。过年夜的收缩阀会引发蒸发器供液过量,蒸发压力上升,与室外氛围换热量减少,从而导致热泵供热量的减少。

 

以后很多厂家的热泵机组多采取双收缩阀型式,制冷收缩阀按标准制冷工况来挑选。制热收缩阀如若按标准制热工况来挑选,那在低温工况下运行时收缩阀会显得过年夜,所以按照笔者本身的体味建议制热收缩阀按环境温度﹣7℃,热水入口温度40℃,出口温度45℃来选型,按如许前提计较后选定的收缩阀能在不低于﹣15℃的环境温度下一般运行。

 

4、蒸发器型式

目前在风冷热泵机组中常常利用的蒸发器主如果板式换热器和干式壳管式换热器。板式换热器多用在小型风冷热泵中,它具有传热效力高、蒸发器不容易积油的特性;特别是新的带有内置式分派装配的板块处理了板片间制冷剂分派均匀性这一关头问题,能在不异的出水温度下进步蒸发温度1.5~2℃,进步了制冷效力。

 

干式壳管式蒸发器多用在年夜中型风冷热泵中,目前其传热管已遍及采取高效管,是以换热效力有很年夜进步。但总的来讲不及板式换热器。并且其回油相对坚苦,常积存于换热器底部。如在底部设回油管与吸汽管相通,则因为有液体制冷剂带入,导致制冷剂过热度不不变,影响收缩阀的事情和体系的制冷量。

 

5、轴流风机的建设

轴流风机的建设起首要满足冷凝器(氛围侧换热器)的换热请求,按照经历风冷热泵机组所配轴流风机风量与标准制冷量(环境温度35℃,出水温度7℃)之比年夜约在0.071~0.095/KJ之间,别的还要包管冷凝器顶风面的风速,因为这关系到夏季运行时氛围侧换热器的结霜速率,顶风面风速越年夜夏季运行时越不容易结霜。但风量过年夜风机的功耗也要增年夜,同时噪声也要增年夜,是以一般环境下顶风面风速取3~5m/s。别的,风机建设时还要考虑噪声,目前一般选用年夜直径、低转速、且叶片改变角度较小的轴流风机以降落风机噪声。

 

6、能量调度体例

目前在风冷热泵机组中常常利用的能量调度体例有紧缩机台数节制、紧缩机间隙运行、气缸卸载调度(活塞式)、变频调速(涡旋式)、滑阀无级调度(螺杆式)。从能量调度体例中我们可以看出台数节制、紧缩机间隙运行、气缸卸载调度都是属于有级调度,而变频调速和滑阀无级调度属于无级调度。无级调度具有节能、噪音和振动小、起动小、起动机能好同时也降落了对供电体系的滋扰。从这点也可看出涡旋式和螺杆式紧缩机的优热。

 

7、除霜体例

各生产厂生产的机组其除霜体例基秘闻同,年夜多采取热汽除霜法;所不合是除霜的节制技术。常见的有压差节制法、温差节制法、温度时候节制法,此中以温度时候节制法最为遍及。这类节制技术中除霜参数的设置最为关头。除霜参数包含除霜温度、除霜时候、除霜间隔。除霜温度是由经由过程位于收缩阀后的感温元件来感到节流后的液体温度,一般设定值为﹣5℃,除霜时间隔是计时器节制,一般定为4min。除霜时候也是由计时器节制,一般不超越10min。热泵发温度降落到﹣5℃,并且距上一次除霜时候间隔够40min,机组就进入除霜形式。如果除霜时候超越1010min而盘管内的液体温度仍未上升到﹢5℃,机组也要停止化霜规复制热。

 

在上述三个参数中除霜时候间隔是直接管环境影响的,但目前多数厂家的除霜时间隔仍采取牢固值,这类做法导致在低温高湿地区结霜严峻的环境下,因为没有到设定时候而不克不及进行除霜,从而造成霜层过厚乃至冻结,机组高压庇护而停机的征象。这个问题应在机组调试中加以重视。是以笔者建议一方面在热泵的除霜参数设置上应当随机应变,不克不及等量齐观。另外一方面就是前面曾提到的在低温高湿的地区不宜利用热泵机组。

 

8、风冷热泵机组宁静庇护与节制

目前海内风冷热泵机组的庇护与节制多采取计较机节制,其又包含可编程节制和微电脑节制,二者的节制道理年夜致不异。

 

①、一台风冷热泵的宁静庇护体系起码要包含以下几个方面:

a、吸气压力太低庇护

b、排气压力太高庇护

c、油压庇护

d、冷水温度太低庇护

e、水侧换热器断水庇护

f、紧缩机启动时候间隔庇护

g、紧缩机内藏机电过热庇护

h、机电过载庇护

i、电源电压太低庇护

j、三相电缺相庇护

k、油温节制

②、风冷热泵节制起码要包含:

a、除霜节制

b、多台紧缩机依次节制

c、能量调度

d、毛病停机与显现

e、长途节制接口(用于长途设置运行参数和节制机组启停、将机组运行参数和毛病内容显现于节制终端)。

 

 

5、风冷热泵的工程设想安插

 

一、风冷热泵机组的安插

 

风冷热泵机组在利用中不合程度的都存在如许一种征象,即夏季制冷量不足,夏季制热量不足的征象。造成这类征象的启事是多方面的,这里除装备本身的身分外也有工程设想中的问题。主如果装备安插不公道造成气流短路,夏季机组低温排风被从头吸入,造成进风温度太高冷凝压力上升,导致机组制冷量降落;夏季正在融霜的机组排挤的湿氛围被中间正在供暖的机组吸入造成吸入氛围湿度太高,加重了供暖机组的结霜速率,从而使其融霜时候耽误,供暖时候减少,从而使机组的供热量减少。

 

是以风冷热泵应尽可能安插在室外,进风应畅达,排风不该遭到反对。避免造成气流短路。如有反对物,应适合必然的请求。很多生产等单位供应的设想手册中对机组之间的间距及机组与墙间的间隔均有明白请求,年夜致以下:机组间的间隔应保持在2米以上,机组与主体修建(或高度较高的女儿墙)间的间隔应保持在3米以上。别的为避免排风短路在机组上部不该设置挡雨棚之类的遮挡物。如果机组必须安插在室内,应采纳进步风机静压的体例,接风管将排风排至室外。排风口的风速要年夜(7米/秒),使其具有必然的射程,而进风口速率则要小(2米/秒),进排风口垂直高差应尽可能年夜,以避免气流短路。

 

2、帮助热源机组的建设 

 

风冷热泵夏季的供热量是随室外气温的降落而降落,室外气温每降落1℃,供热量年夜约降落2%;而随室外气温的降落,室内需热量却需增加,所以应考虑设置帮助热源,帮助热源可所以电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、汽-水热互换器等等。按照工程经历风冷热泵机组每1RT制冷是建设0.6kW帮助热源是较为稳妥的,如许的建设可以充分包管整幢修建在夏季的空调结果。当然目前很多工程出于投资的考虑常常不建设帮助热源,这也是很多采取热泵的修建在夏季空调结果不好的此中一个启事。

 

影响风冷热泵夏季供热量的首要启事是夏季室外氛围的相对湿度,特别是室外氛围相对湿度年夜于75%的地区,风冷热泵的结霜较快;除霜时须停止供热,使机组的总供热量降落,功耗增年夜。是以笔者建议夏季室外氛围相对湿度均匀值高于75%的地区不宜利用此类机组。如如有别的启事此必须选用热泵机组的话,应考虑建设帮助热源。

 

 3、工程的噪声节制 

 

风冷热泵空调工程的噪声节制起首是在装备选型阶段就要优先挑选噪声较低的品牌,目前单台风冷热泵的噪声一般在65~85dB之间,每增加一台机组,团体噪声将增加3dB,当一个工程中热泵的台数较多时则噪声就较难节制。是以在选用热泵的工程中机组的台数不宜过量,换句话讲就是热泵不宜在年夜型空调工程中采取,一般环境一个工程的热泵台数不该超越5台。

 

别的,在机组的安插中除应考虑排风畅达,避免排风回流以外,在机组的底座及收支水管处必须装置减震装配,隔震效力要满足设想请求。在供冷、供热站内的空调水骨干管道要装置有减震的吊架或支架,避免机组和水泵的振动经由过程管道传到别的处所。

再则,在有前提的环境下机组应尽可能安插在主楼屋面,减小其噪声对主楼本身和四周环境的影响。

 

4、风冷机的产业利用

 

风冷机组分为单冷型和热泵型,此中热泵型机组集制冷、制热、热收受领受服从于一体,能实现夏季降温,夏季采暖,制取糊口热水,一机多用。产品遍及合用于华东、华南、西南、西北地区和一些水源贫乏的地区。同时对夏季气温相对较低且无锅炉或其他供热前提的地区尤其合用。

 

风冷机组可直接安排在屋顶、裙楼平台或程度空中上,无需制作公用机房、锅炉房,宁静而洁净,以室外氛围为直接冷(热)源。是目前冷(热)水空调装备产品中保养维修比较经济、简朴的机种。

 

是以除家用,风冷机的首要产业利用以下:

 

纺织、漂染、制衣、塑胶、激光技术、焊接、热力塑型、机器切削加工、非切削加工、锻造、大要措置、电镀、电泳、医疗装备、电子行业、电路板生产、电子芯片制造、化工、造纸、制药业、食品加产业、铝型材、铝合金、钢化玻璃、镀膜玻璃生产、超声波洗濯、金饰加工、皮革、皮草加工、油墨生产、养殖业、喷涂、玩具、鞋类等有低温的工厂车间、适合于开敞式及半开敞式环境。

来源:暖通空调在线

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