【专业知识】风冷热泵冷热水机组选型与设计.docx

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1、本文极具参照价值，如若实用请打赏支持我们！不胜感谢！【专业知识】风冷热泵冷热水机组的选型与设计【学员问题】风冷热泵冷热水机组的选型与设计？【解答】风冷热泵冷热水机组是九十年月在我国开始应用的一种新式空调主机，此类机组既可供冷又可供热，省却了锅炉房和冷却水系统，安装灵巧方便。机组运转采纳微电脑控制，靠谱性较高。所以在长江流域的很多空调工程中得以宽泛采纳。但因为各地天气条件不一样，再加上工程设计方面也缺乏经验。所以在使用中也发现了许多问题。本文作者依据自己最近几年来的工程经验谈几点领会，以供广大同行参照。在进行一个工程的设计过程中，假如当地天气环境同意，同时经过技术经济剖析比较后确立该工程空调冷热

2、源采纳风冷热泵机组，那么设计人员应当着手对国内外有关厂家的产品进行剖析比较，为用户选择一款较为经济合理的热泵产品。选型的主要内容第一是机组的整体性能剖析，它包含热泵机组的制冷量、制热量、 COP 值、噪声、外形尺寸、运转重量等参数。其次，剖析该类热泵的内部配置，它包含压缩机型式、冷凝器构造及部署、热力膨胀阀的配置、蒸发器型式、能量调理方式、融霜方式、安全保护及自动控制项目等等。在进行上述剖析比较后我们就能够选择一款较为理想的机组，接下来的工作就是进行设施部署，这过程中我们一定考虑设施之间的合理间距，协助热源的配置以及多台热泵整体运转噪声对四周环境的影响等。下边就以上几方面的问题分别加以论述。风

3、冷热泵的性能剖析风冷热泵的冷热量：这两个参数是决定风冷热泵正常使用的最重点参数，它是指风1 / 10本文极具参照价值，如若实用请打赏支持我们！不胜感谢！冷热泵的进风温度、出入水温度在设计工况下时其所具备的制冷量或制热量。它可从有关厂家供给的产品样本中查得。但目前在设计中也发现这样的状况，那就是有的厂商所供给的样本参数并未经过测试而是抄自其余厂家的有关样本。这给设计人员的正确选型带来了必定困难。所以笔者建议在有条件的状况下设计人员可依占有关厂家的风冷热泵所配置的压缩机型号，从压缩机生产厂家处获取该压缩机的变工况性能曲线，依据热泵的设计工况查得该压缩机在热泵设计工况下的制冷量和制热量，进而判断该样

4、本所供给参数的真伪。风冷热泵的 COP 值：该值是确立风冷热泵性能利害的重要参数，其值的高低直接影响到风冷热泵使用中的耗电量，所以，应尽量选择 COP 值高的机组。目前我国国家标准是 COP 值为 2.57，多半入口或合资品牌的 COP 在 3 左右，个别入口品牌的高效型机组其值可达到 3.8.噪声：噪声也是权衡一台风冷热泵机组的重要参数，它直接关系到热泵运转时对四周环境的影响。国内有关专家曾依据工程实测对各种入口热泵的噪声区分为三档，第一档在 85dB 以上、第二档在 7585dB 之间、第三档在 75dB 以下。我们在进行工程设计选型中应优先选择噪声在 80dB 以下的机组。外型尺寸：风冷

5、热泵机组大多部署在室外屋顶，它在进行设施部署时对设施与四周墙面的间距、设施之间的间距都有明确要求，所以我们在进行设施选型时一定考虑所选设施尺寸能否切合设施部署的尺寸要求。在性能相同的前提下应优先采纳尺寸较小的机组，以减小设施的占地面积。运转重量：因为风冷热泵机组大多部署在屋面，所以在选型时一定考虑屋面的承重能力，必需时应与构造专业磋商，加强屋面的承重能力。但在设施选型时我们应优先选择运转重量较轻的机组。10 / 10风冷热泵的系统剖析所谓风冷热泵的系统剖析，就是在风冷热泵的选型过程中除了比较各自的制冷量、制热量、 COP 值、噪声、运转重量、外形尺寸等参数外， 还要对其各自的压缩机型式、冷凝器

6、型式及部署、热力膨胀阀的配置、蒸发器型式、除霜方式、能量调理方式以 及热泵系统的自控和安全保护等等加以剖析，比较其各自在系统配置方面的优弊端。压缩机的型式：目前用于风冷热泵的压缩机型式主要有活塞式、涡旋式、螺杆式三种型式。依据热泵工作的特色是运转时间长、压缩比大等状况，笔者以为涡旋式和螺杆式压缩机将成为热泵压缩机的主流。其原由是：1、涡旋式和螺杆式压缩机较活塞式压缩机拥有传动件少，进而使压缩机的磨擦消耗相应减少，整机的效率相应提升。2、因为热泵机组的压缩比较大， 所以关于活塞式压缩机在相同的余隙容积下其容积效率降落，进而造成整机效率的降落。而涡旋式和螺杆式压缩机不存在这方面的问 题。3、用于风

7、冷热泵的压缩机其工作环境较其余在一般空调工况下工作的压缩机要恶劣，每的运转时间也较长，工况变化范围也较大，所以对压缩机的靠谱性要求就较高。涡旋式和螺杆式压缩机拥有零零件少，构造紧凑的特色，所以特别合用于热泵机组。4、目前所采纳的风冷热泵机组一般都采纳热气除霜的方法来清除冬天供热工况下空气侧换热器上聚集的霜。在除霜开始和结束时，系统要进行反向运转，在原冷凝一方盘管中所聚集的液体系冷剂因为此中压力忽然降低为吸汽压力而大批涌向压缩 机，造成压缩机的湿冲程，这关于涡旋式和螺杆式压缩机而言并无什么大问题，而这关于活塞式压缩机来讲极易造成气阀和连杆的破坏。5、此外就热泵压缩机自己而言涡旋式和半关闭螺杆式比

8、活塞式的噪声要低。冷凝器的型式与部署冷凝器所用翅片型式目前主要有开窗片和涟漪片两种，开窗片换热效率较高，所以前两年生产的热泵机组中常常得以采纳。但因为我国城市大气质量较差，而这种翅片极易积灰，且较难清理，使用时间一长，换热成效大大降落。所以目前热泵用冷凝器多采纳涟漪片配内螺纹铜管，其拥有换热效率较高，不易积灰，风阻小等特色。冷凝器的翅片间距也很讲究，作为冷凝器使用时以肋化比高、传热系统数大为好，故希望片距小些较好。但当其作为蒸发器使用时，翅片一结霜，使用时的换热成效就会大大降低，所以希望片距大一些；一般片距以 3mm 为宜。冷凝器的部署型式同其换热成效和外形尺寸有着直接的关系。往常热泵的冷凝盘

9、管部署成直型盘管、 V 型盘管、 W 型盘管三种型式。但 V 型盘管间的较大空间内除了轴流风机外并无其余零零件，空间利用率低。直型盘管间固然集中部署了压缩机、四通 阀、蒸发器等系统有关零零件，但因为盘管高度较高，迎风面速不均匀，冷凝器换热效率较低，且气流组织不理想，空气阻力较大。而 W 型部署战胜了上述弊端，不单可改良气流组织提升换热效率，降低空气阻力，并且因为在相同空间条件下，冷凝盘管传热面积增大，空间利用率较高，进而减小了机组外形尺寸。热力膨胀阀配置此刻热泵制冷系统中有采纳单膨胀阀和双膨胀阀两种方式，所谓双膨胀阀就是制热工况和制冷工况各采纳一只膨胀阀。假如系统采纳一只膨胀阀，按标准制冷工况

10、进行选型，因为热泵系统在制热工况下运转时系统的制热量跟着环境温度的降落也随之降落。这时膨胀阀的制热能力也会有所降落，但其降落的幅度要小于系统制热能力的降落。这样在制热工况下跟着环境温度的降落，对系统而言所配置膨胀阀显得过大。过大的膨胀阀会惹起蒸发器供液过多，蒸发压力上涨，与室外空气换热量减少，进而致使热泵供热量的减少。目前很多厂家的热泵机组多采纳双膨胀阀型式， 制冷膨胀阀按标准制冷工况来选择。制热膨胀阀如若按标准制热工况来选择，那在低温工况下运转时膨胀阀会显得过大，所以依据笔者自己的领会建议制热膨胀阀按环境温度 - 7，热水入口温度 40 ，出口温度 45来选型，按这样条件计算后选定的膨胀阀能

11、在不低于正常运转。蒸发器型式- 15的环境温度下目前在风冷热泵机组中常用的蒸发器主假如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，它拥有传热效率高、蒸发器不易积油的特色；特别是新的带有内置式分派装置的板块解决了板片间制冷剂分派均匀性这一重点问题，能在相同的出水温度下提升蒸发温度 152，提升了制冷效率。 干式壳管式蒸发器多用在大中型风冷热泵中，目前其传热管已宽泛采纳高效管，所以换热效率有很大提升。但总的来讲不及板式换热器。并且其回油相对困难，常积蓄于换热器底部。如在底部设回油管与吸汽管相通，则因为有液体系冷剂带入，致使制冷剂过热度不稳固，影响膨胀阀的工作和系统的制冷量。轴流风

12、机的配置轴流风机的配置第一要知足冷凝器（空气侧换热器）的换热要求，依据经验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）之比大概在 0.071 之间，别的还要保证冷凝器迎风面的风速，因为这关系到冬天运转时空气侧换热器的结霜速度，迎风面风速越大冬天运转时越不简单结霜。但风量过狂风机的功耗也要增大， 同时噪声也要增大， 所以一般状况下迎风面风速取35m/s. 此外，风机配置时还要考虑噪声，目前一般采纳大直径、低转速、且叶片扭转角度较小的轴流风机以降低风机噪声。能量调理方式目前在风冷热泵机组中常用的能量调理方式有压缩机台数控制、压缩机空隙运转、气缸卸载调理（活塞式） 、变频

13、调速（涡旋式）、滑阀无级调理（螺杆式） 。从能量调理方式中我们能够看出台数控制、压缩机空隙运转、气缸卸载调理都是属于有级调节，而变频调速和滑阀无级调理属于无级调理。无级调理拥有节能、噪声和振动小、起动性能好同时也降低了对供电系统的扰乱。从这点也可看出涡旋式和螺杆式压缩 机的优热。除霜方式各生产厂生产的机组其除霜方法基真相同，大多采纳热汽除霜法；所不一样是除霜的控制技术。常有的有压差控制法、温差控制法、温度时间控制法，此中以温度时间控制法最为广泛。这种控制技术中除霜参数的设置最为重点。除霜参数包含除霜温 度、除霜时间、除霜间隔。除霜温度是由经过位于膨胀阀后的感温元件来感觉节流后的液体温度，一般设

14、定值为 - 5 ，除霜时间隔是计时器控制，一般定为 4min.除霜时间也是由计时器控制，一般不超出 10min.热泵发温度降落到 - 5 ，并且距前一次除霜时间间隔够 40min，机组就进入除霜模式。 假如除霜时间超出 1010min 而盘管内的液体温度仍未上涨到 +5，机组也要停止化霜恢复制热。在上述三个参数中除霜时间间隔是直接受环境影响的，但目前多半厂家的除霜时间隔仍采纳固定值，这种做法致使在低温高湿地域结霜严重的状况下，因为没有到设准时间而不可以进行除霜，进而造成霜层过厚甚至冻结，机组低压保护而停机的现象。这个问题应在机组调试中加以注意。所以笔者建议一方面在热泵的除霜参数设置上应当就地取

15、材，不可以混为一谈。另一方面就是前方曾提到的在低温高湿的地域不宜使用热泵机组。安全保护与控制目前国内风冷热泵机组的保护与控制多采纳计算机控制，其又包含可编程控制和微电脑控制，二者的控制原理大概相同。一台风冷热泵的安全保护系统起码要包含以下几个方面1） 吸气压力过低保护2） 排气压力过高保护3） 油压保护4） 冷水温度过低保护5） 水侧换热器断水保护6） 压缩机启动时间间隔保护7） 压缩机内藏电机过热保护8） 电机过载保护9） 电源电压过低保护10） ）三相电缺相保护11） ）油温控制风冷热泵控制起码要包含1） 除霜控制2） 多台压缩机次序控制3） 能量调理4） 故障停机与显示5） 远程控制接口

16、（用于远程设置运转参数以及控制机组启停、将机组运转参数和故障内容显示于控制终端）风冷热泵的工程设计风冷热泵的部署：风冷热泵冷热水机组在使用中不一样程度的都存在这样一种现象， 即夏天制冷量不足， 冬天制热量不足的现象。造成这种现象的原由是多方面的，这里除了设施自己的因素外也有工程设计中的问题。主假如设施部署不合理造成气流短路，夏天机组高温排风被从头吸入，造成进风温度过高冷凝压力上涨，致使机组制冷量降落；冬天正在融霜的机组排出的湿空气被旁边正在供暖的机组吸入造成吸入空气湿度过高，加剧了供暖机组的结霜速度，进而使其融霜时间延伸，供暖时间减少，进而使机组的供热量减少。所以风冷热泵应尽可能部署在室外，进

17、风应畅达，排风不该遇到阻拦。防止造成气流短路。若有阻拦物，应切合必定的要求。很多生产等单位供给的设计手册中对机组之间的间距及机组与墙间的距离均有明确要求，大概以下：机组间的距离应保持在 2 米以上，机组与主体建筑（或高度较高的女儿墙）间的距离应保持在3 米以上。此外为防止排风短路在机组上部不该设置挡雨棚之类的遮挡物。假如机组一定部署在室内，应采纳提升风机静压的方法，接风管将排风排至室外。排风口的风速要大（7 米/秒），使其拥有必定的射程，而进风口速度则要小（ 2 米/秒），进排风口垂直高差应尽可能大，以防止气流短路。协助热源的配置风冷热泵冬天的供热量是随室外气温的降落而降低，室外气温每降低 1

18、，供热量大概降低 2% ；而随室外气温的降落，室内需热量却需增添，所以应试虑设置协助热源，协助热源能够是电锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、汽 -水热互换器等等。依据工程经验风冷热泵机组每 1RT 制冷是配置 0.6kW 协助热源是较为安妥的，这样的配置能够充足保证整幢建筑在冬天的空调成效。自然目前很多工程出于投资的考虑常常不配置协助热源，这也是很多采纳热泵的建筑在冬天空调成效不好的此中一个原由。影响风冷热泵冬天供热量的主要原由是冬天室外空气的相对湿度，特别是室外空气相对湿度大于 75% 的地域，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，功耗增大。所以笔者建议冬天室外空气相对湿度均匀

19、值高于 75% 的地域不宜使用此类机组。如若有其余原由此一定采纳热泵机组的话，应试虑配置协助热源。工程的噪声控制：风冷热泵空调工程的噪声控制第一是在设施选型阶段就要优先选择噪声较低的品牌，目前单台风冷热泵的噪声一般在 6585dB 之间，每增添一台机组，整体噪声将增添 3dB，当一个工程中热泵的台数许多时则噪声就较难控制。 所以在采纳热泵的工程中机组的台数不宜过多，换句话讲就是热泵不宜在大型空调工程中采纳，一般状况一个工程的热泵台数不该超出 5 台。此外，在机组的部署中除应试虑排风畅达，防止排风回流之外，在机组的底座及出入水管处一定安装减震装置，隔震效率要知足设计要求。在供冷、供热站内的空调水骨干管道要安装有减震的吊架或支架，防备机组和水泵的振动经过管道传到其余地方。再则，在有条件的状况下机组应尽可能部署在主楼屋面，减小其噪声对主楼自己和四周环境的影响。以上内容均依据学员实质工作中碰到的问题整理而成，供参照，若有问题请实时交流、指正。结语：借用拿破仑的一句名言：播下一个行动，你将收获一种习惯；播下一种习惯， 你将收获一种性格；播下一种性格，你将收获一种命运。事实表示，习惯左右了成败，习惯改变人的一世。在现实生活中，大部分的人，对学习很难做到学而不厌，学习不是一时半刻的事，需要坚持。希望大家坚持究竟，此刻需要积淀下来，相信未来会有更多更大的发展远景。