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風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的選型與工程設(shè)計(jì)
（作者未知） 2009/10/7
一、風(fēng)能熱泵機(jī)組的選型
風(fēng)能熱泵冷熱水機(jī)組是九十年代在我國(guó)開(kāi)始應(yīng)用的一種新型空調(diào)主機(jī)，此類機(jī)組既可供冷又可供熱，省卻了鍋爐房和冷卻水系統(tǒng)，安裝靈活方便。機(jī)組運(yùn)行采用微電腦控制，可靠性較高。因此在長(zhǎng)江流域的許多空調(diào)工程中得以廣泛采用。但由于各地氣候條件不同，再加上工程設(shè)計(jì)方面也缺少經(jīng)驗(yàn)。因此在使用中也發(fā)現(xiàn)了不少問(wèn)題。本文作者根據(jù)自己近年來(lái)的工程經(jīng)驗(yàn)談幾點(diǎn)體會(huì)，以供廣大同行參考。
風(fēng)能熱泵機(jī)冷熱水機(jī)組在進(jìn)行一個(gè)工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境允許，同時(shí)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較后確定該工程空調(diào)冷熱源采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組，那么設(shè)計(jì)人員應(yīng)該著手對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)廠家的產(chǎn)品進(jìn)行分析比較，為用戶選擇一款較為經(jīng)濟(jì)合理的熱泵產(chǎn)品。選型的主要內(nèi)容首先是機(jī)組的總體性能分析，它包括熱泵機(jī)組的制冷量、制熱量、COP值、噪聲、外形尺寸、運(yùn)行重量等參數(shù)。其次，分析該類熱泵的內(nèi)部配置，它包括壓縮機(jī)型式、冷凝器結(jié)構(gòu)及布置、熱力膨脹閥的配置、蒸發(fā)器型式、能量調(diào)節(jié)方式、融霜方式、安全保護(hù)及自動(dòng)控制項(xiàng)目等等。在進(jìn)行上述分析比較后我們就可以選擇一款較為理想的機(jī)組，接下來(lái)的工作就是進(jìn)行設(shè)備布置，這過(guò)程中我們必須考慮設(shè)備之間的合理間距，輔助熱源的配置以及多臺(tái)熱泵整體運(yùn)行噪聲對(duì)周圍環(huán)境的影響等。下面就以上幾方面的問(wèn)題分別加以闡述。
風(fēng)能熱泵的性能分析
風(fēng)能熱泵的冷熱量：這兩個(gè)參數(shù)是決定風(fēng)冷熱泵正常使用的最關(guān)鍵參數(shù)，它是指風(fēng)冷熱泵的進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)出水溫度在設(shè)計(jì)工況下時(shí)其所具備的制冷量或制熱量。它可從有關(guān)廠家提供的產(chǎn)品樣本中查得。但目前在設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)這樣的情況，那就是有的廠商所提供的樣本參數(shù)并未經(jīng)過(guò)測(cè)試而是抄自其它廠家的相關(guān)樣本。這給設(shè)計(jì)人員的正確選型帶來(lái)了一定困難。因此筆者建議在有條件的情況下設(shè)計(jì)人員可根據(jù)有關(guān)廠家的風(fēng)冷熱泵所配置的壓縮機(jī)型號(hào)，從壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家處獲得該壓縮機(jī)的變工況性能曲線，根據(jù)熱泵的設(shè)計(jì)工況查得該壓縮機(jī)在熱泵設(shè)計(jì)工況下的制冷量和制熱量，從而判斷該樣本所提供參數(shù)的真?zhèn)巍?br>
風(fēng)能熱泵的COP值：該值是確定風(fēng)冷熱泵性能好壞的重要參數(shù)，其值的高低直接影響到風(fēng)冷熱泵使用中的耗電量，因此，應(yīng)盡量選擇COP值高的機(jī)組。目前我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)是COP值為2.57，多數(shù)進(jìn)口或合資品牌的COP在3左右，個(gè)別進(jìn)口品牌的高效型機(jī)組其值可達(dá)到3.8。
噪聲：噪聲也是衡量一臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組的重要參數(shù)，它直接關(guān)系到熱泵運(yùn)行時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的影響。國(guó)內(nèi)有關(guān)專家曾根據(jù)工程實(shí)測(cè)對(duì)各類進(jìn)口熱泵的噪聲劃分為三檔，第一檔在85dB以上、第二檔在75～85dB之間、第三檔在75dB以下。我們?cè)谶M(jìn)行工程設(shè)計(jì)選型中應(yīng)優(yōu)先選擇噪聲在80dB以下的機(jī)組。
外型尺寸：風(fēng)能熱泵機(jī)組大多布置在室外屋頂，它在進(jìn)行設(shè)備布置時(shí)對(duì)設(shè)備與周圍墻面的間距、設(shè)備之間的間距都有明確要求，因此我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)備選型時(shí)必須考慮所選設(shè)備尺寸是否符合設(shè)備布置的尺寸要求。在性能相同的前提下應(yīng)優(yōu)先選用尺寸較小的機(jī)組，以減小設(shè)備的占地面積。
運(yùn)行重量：由于風(fēng)能熱泵機(jī)組大多布置在屋面，因此在選型時(shí)必須考慮屋面的承重能力，必要時(shí)應(yīng)與結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)商，增強(qiáng)屋面的承重能力。但在設(shè)備選型時(shí)我們應(yīng)優(yōu)先選擇運(yùn)行重量較輕的機(jī)組。
風(fēng)冷熱泵的系統(tǒng)分析
所謂風(fēng)能熱泵的系統(tǒng)分析，就是在風(fēng)能熱泵的選型過(guò)程中除了比較各自的制冷量、制熱量、COP值、噪聲、運(yùn)行重量、外形尺寸等參數(shù)外，還要對(duì)其各自的壓縮機(jī)型式、冷凝器型式及布置、熱力膨脹閥的配置、蒸發(fā)器型式、除霜方式、能量調(diào)節(jié)方式以及熱泵系統(tǒng)的自控和安全保護(hù)等等加以分析，比較其各自在系統(tǒng)配置方面的優(yōu)缺點(diǎn)。 壓縮機(jī)的型式：
風(fēng)冷熱能的壓縮機(jī)型式主要有活塞式、渦旋式、螺桿式三種型式。根據(jù)熱泵工作的特點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、壓縮比大等情況，筆者認(rèn)為渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)將成為熱泵壓縮機(jī)的主流。其理由是：
1、渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)較活塞式壓縮機(jī)具有傳動(dòng)件少，從而使壓縮機(jī)的磨擦損耗相應(yīng)減少，整機(jī)的效率相應(yīng)提高。
2、由于熱泵機(jī)組的壓縮比較大，因此對(duì)于活塞式壓縮機(jī)在相同的余隙容積下其容積效率下降，從而造成整機(jī)效率的下降。而渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)不存在這方面的問(wèn)題。
3、用于風(fēng)能熱泵的壓縮機(jī)其工作環(huán)境較其它在普通空調(diào)工況下工作的壓縮機(jī)要惡劣，每的運(yùn)行時(shí)間也較長(zhǎng)，工況變化范圍也較大，因此對(duì)壓縮機(jī)的可靠性要求就較高。渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)具有零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，所以尤其適用于熱泵機(jī)組。
4、目前所采用的風(fēng)冷熱泵機(jī)組一般都采用熱氣除霜的方法來(lái)排除冬季供熱工況下空氣側(cè)換熱器上積聚的霜。在除霜開(kāi)始和結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)要進(jìn)行反向運(yùn)行，在原冷凝一方盤管中所積聚的液體制冷劑由于其中壓力突然降低為吸汽壓力而大量涌向壓縮機(jī)，（未完，下一頁(yè)）
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