第4章空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計

1、第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.1 4.1 空氣源熱泵機組技術(shù)參數(shù)空氣源熱泵機組技術(shù)參數(shù) 4.2 4.2 空氣源熱泵機組變工況特性空氣源熱泵機組變工況特性 4.3 4.3 空氣源熱泵空調(diào)機組冬季除霜控制空氣源熱泵空調(diào)機組冬季除霜控制 4.4 4.4 空氣源熱泵系統(tǒng)的平衡點空氣源熱泵系統(tǒng)的平衡點 4.5 4.5 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計要點空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計要點 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.1 空氣源熱泵機組技術(shù)參數(shù)空氣源熱泵機組技術(shù)參數(shù) 4.1.1 空氣源熱泵機組的特點空氣源熱泵機組的特點 4.1.2

2、空氣源熱泵機組的參數(shù)及相關(guān)標準空氣源熱泵機組的參數(shù)及相關(guān)標準 返回首頁返回首頁 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.1.1 空氣源熱泵機組的特點空氣源熱泵機組的特點 空氣源熱泵機組也稱為空氣源熱泵機組也稱為風冷熱泵機組風冷熱泵機組，是，是 空氣空氣/ /空氣空氣熱泵和熱泵和空氣空氣/ /水水熱泵的總稱。熱泵的總稱。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 特點：特點： u 一機兩用，具有夏季供冷和冬季供熱的雙重一機兩用，具有夏季供冷和冬季供熱的雙重 功能；功能； u 不需要冷卻水系統(tǒng)，省去了冷卻塔、水泵及不需要冷卻水系統(tǒng)，省去了冷卻塔、水泵及 其連接管道；其連接管道

3、； u 安裝方便，機組可放在建筑物頂層或室外平安裝方便，機組可放在建筑物頂層或室外平 臺上，省去了專用的機房。臺上，省去了專用的機房。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 缺點：缺點： u 由于空氣的傳熱性能差，所以空氣側(cè)換熱器由于空氣的傳熱性能差，所以空氣側(cè)換熱器 的傳熱系數(shù)小，換熱器的體積較為龐大，增加的傳熱系數(shù)小，換熱器的體積較為龐大，增加 了整機的制造成本。了整機的制造成本。 u 由于空氣的比熱容小，為了交換足夠多的熱由于空氣的比熱容小，為了交換足夠多的熱 量，空氣側(cè)換熱器所需的風量較大，風機功率量，空氣側(cè)換熱器所需的風量較大，風機功率 也就大，造成了一定的噪音污染。也就

4、大，造成了一定的噪音污染。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 u當空氣側(cè)換熱器翅片表面溫度低于當空氣側(cè)換熱器翅片表面溫度低于00時，空時，空 氣中的水蒸氣會在翅片表面結(jié)霜，換熱器的傳氣中的水蒸氣會在翅片表面結(jié)霜，換熱器的傳 熱阻力增加使得制熱量減小，所以風冷熱泵機熱阻力增加使得制熱量減小，所以風冷熱泵機 組在制熱工況下工作時要定期除霜。除霜時熱組在制熱工況下工作時要定期除霜。除霜時熱 泵停止供熱，影響空調(diào)系統(tǒng)的供暖效果。泵停止供熱，影響空調(diào)系統(tǒng)的供暖效果。 u冬季隨著室外氣溫的降低，機組的供熱量逐漸冬季隨著室外氣溫的降低，機組的供熱量逐漸 下降，此時必須依靠輔助熱源來補足所需的

5、熱下降，此時必須依靠輔助熱源來補足所需的熱 量，這就降低了空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。量，這就降低了空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 結(jié)構(gòu)特點結(jié)構(gòu)特點: : u制熱與制冷循環(huán)采用獨立的節(jié)流機構(gòu)制熱與制冷循環(huán)采用獨立的節(jié)流機構(gòu)( (熱力膨熱力膨 脹閥、電子膨脹閥或毛細管脹閥、電子膨脹閥或毛細管) )，因此還需要多，因此還需要多 個單向閥輔助轉(zhuǎn)換制冷劑流向。個單向閥輔助轉(zhuǎn)換制冷劑流向。 u除小型機組采用單臺壓縮機外，中大型冷熱水除小型機組采用單臺壓縮機外，中大型冷熱水 機組均用兩臺或多臺壓縮機，每臺壓縮機可配機組均用兩臺或多臺壓縮機，每臺壓縮機可配 有獨立的空氣側(cè)換熱器，

6、但系統(tǒng)只用一臺水側(cè)有獨立的空氣側(cè)換熱器，但系統(tǒng)只用一臺水側(cè) 換熱器。換熱器。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 u為了平衡多路換熱盤管的工質(zhì)流量，空氣側(cè)換為了平衡多路換熱盤管的工質(zhì)流量，空氣側(cè)換 熱器采用分液器，由多根細銅管連接換熱器的熱器采用分液器，由多根細銅管連接換熱器的 各路換熱盤管。各路換熱盤管。 u系統(tǒng)除了使用常用的干燥過濾器、電磁閥等輔系統(tǒng)除了使用常用的干燥過濾器、電磁閥等輔 助件外，還要使用汽液分離器和油分離器。助件外，還要使用汽液分離器和油分離器。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 空氣源熱泵機組實例空氣源熱泵機組實例: 第第4章章 空氣源熱泵系

7、統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 空氣源熱泵機組實例空氣源熱泵機組實例: 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 空氣源熱泵機組實例空氣源熱泵機組實例: 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 空氣源熱泵機組實例空氣源熱泵機組實例: 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.1.2 空氣源熱泵機組的參數(shù)及相關(guān)標準空氣源熱泵機組的參數(shù)及相關(guān)標準 空氣源熱泵機組的空氣源熱泵機組的額定制熱量和額定制冷額定制熱量和額定制冷 量量是指機組在是指機組在標準試驗工況標準試驗工況下的數(shù)據(jù)，必須把下的數(shù)據(jù)，必須把 額定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運行工況下的數(shù)據(jù)，才能供空額定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成運行工況下的數(shù)據(jù)，才

8、能供空 氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計時使用。氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計時使用。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.2 空氣源熱泵機組變工況特性空氣源熱泵機組變工況特性 返回首頁返回首頁 4.2.1 熱源溫度變化對機組供熱能力的影響熱源溫度變化對機組供熱能力的影響 4.2.2 熱源溫度變化對機組制冷能力的影響熱源溫度變化對機組制冷能力的影響 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.2.1 熱源溫度變化對機組供熱能力的影響熱源溫度變化對機組供熱能力的影響 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 特性：特性： u空氣源熱泵機組的制熱量隨室內(nèi)溫度的增高而空氣源熱泵機組的制熱量隨室

9、內(nèi)溫度的增高而 減少。減少。 這主要是由于室內(nèi)溫度的增高相應(yīng)提高了這主要是由于室內(nèi)溫度的增高相應(yīng)提高了 冷凝溫度，當冷凝溫度提高后的工質(zhì)液體節(jié)流冷凝溫度，當冷凝溫度提高后的工質(zhì)液體節(jié)流 以后其干度增加，液體量的減少必然導(dǎo)致系統(tǒng)以后其干度增加，液體量的減少必然導(dǎo)致系統(tǒng) 從環(huán)境中吸收的汽化潛熱減少，制熱量也就相從環(huán)境中吸收的汽化潛熱減少，制熱量也就相 應(yīng)減少。應(yīng)減少。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 u空氣源熱泵機組的輸入功率隨室內(nèi)溫度的增高空氣源熱泵機組的輸入功率隨室內(nèi)溫度的增高 而增加。而增加。 這主要是由于冷凝壓力相應(yīng)提高后壓縮機這主要是由于冷凝壓力相應(yīng)提高后壓縮機 的壓力

10、比增加，壓縮機對每千克工質(zhì)的耗功增的壓力比增加，壓縮機對每千克工質(zhì)的耗功增 加，導(dǎo)致壓縮機的輸入功率增加。加，導(dǎo)致壓縮機的輸入功率增加。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 u空氣源熱泵機組的制熱量隨環(huán)境溫度的降低而空氣源熱泵機組的制熱量隨環(huán)境溫度的降低而 減少。減少。 這主要是由于環(huán)境溫度的降低相應(yīng)降低了這主要是由于環(huán)境溫度的降低相應(yīng)降低了 蒸發(fā)溫度，當蒸發(fā)溫度降低后的壓縮機吸氣溫蒸發(fā)溫度，當蒸發(fā)溫度降低后的壓縮機吸氣溫 度也會下降，吸氣比容增加使得系統(tǒng)的工質(zhì)流度也會下降，吸氣比容增加使得系統(tǒng)的工質(zhì)流 量下降，制熱量也就相應(yīng)減少。當環(huán)境溫度降量下降，制熱量也就相應(yīng)減少。當環(huán)境溫

11、度降 低到低到00左右時，空氣側(cè)換熱器表面結(jié)霜加快，左右時，空氣側(cè)換熱器表面結(jié)霜加快， 此時蒸發(fā)溫度下降速率增加，機組制熱量下降此時蒸發(fā)溫度下降速率增加，機組制熱量下降 加劇。加劇。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 u空氣源熱泵機組的輸入功率隨環(huán)境溫度的降低空氣源熱泵機組的輸入功率隨環(huán)境溫度的降低 而下降。當環(huán)境溫度降低時系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度降而下降。當環(huán)境溫度降低時系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度降 低，使壓縮機的制冷劑流量減小，壓縮機的輸?shù)?，使壓縮機的制冷劑流量減小，壓縮機的輸 入功率也就下降。入功率也就下降。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.3 空氣源熱泵空調(diào)機組冬季除霜

12、控制空氣源熱泵空調(diào)機組冬季除霜控制 4.3.1 結(jié)霜過程及其影響因素結(jié)霜過程及其影響因素 4.3.2 除霜過程及其控制方法除霜過程及其控制方法 4.3.3 空氣源熱泵除霜的研究方向空氣源熱泵除霜的研究方向 返回首頁返回首頁 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.3.1 結(jié)霜過程及其影響因素結(jié)霜過程及其影響因素 霜層的形成是一個非常復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞過程，霜層的形成是一個非常復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞過程， 與所經(jīng)歷的時間、霜層形成時的初始狀態(tài)和霜層與所經(jīng)歷的時間、霜層形成時的初始狀態(tài)和霜層 的各個階段密切相關(guān)。的各個階段密切相關(guān)。 根據(jù)霜層結(jié)構(gòu)不同將霜層形成過程分為根據(jù)霜層結(jié)構(gòu)不同將霜層形成過

13、程分為霜層霜層 晶體形成過程、霜層生長過程和霜層的充分發(fā)展晶體形成過程、霜層生長過程和霜層的充分發(fā)展 過程過程三個不同階段三個不同階段 換熱器結(jié)霜過程研究表明，影響換熱器上霜換熱器結(jié)霜過程研究表明，影響換熱器上霜 層形成速度的因素主要有層形成速度的因素主要有換熱器結(jié)構(gòu)、結(jié)霜位置、換熱器結(jié)構(gòu)、結(jié)霜位置、 空氣流速、壁面溫度和空氣參數(shù)空氣流速、壁面溫度和空氣參數(shù)。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 在結(jié)霜工況下熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)在惡性循環(huán)在結(jié)霜工況下熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)在惡性循環(huán) 中迅速衰減：中迅速衰減： 霜層厚度不斷增加使得霜層熱阻增加，使蒸發(fā)器霜層厚度不斷增加使得霜層熱阻增加，使蒸發(fā)

14、器 的換熱量大大減少導(dǎo)致蒸發(fā)溫度下降，蒸發(fā)溫度的換熱量大大減少導(dǎo)致蒸發(fā)溫度下降，蒸發(fā)溫度 下降使得結(jié)霜加劇，結(jié)霜加劇又導(dǎo)致霜層熱阻進下降使得結(jié)霜加劇，結(jié)霜加劇又導(dǎo)致霜層熱阻進 一步加劇。一步加劇。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.3.2 除霜過程及其控制方法除霜過程及其控制方法 目前，空氣源熱泵機組都采用目前，空氣源熱泵機組都采用熱氣沖霜熱氣沖霜， 即通過四通閥切換改變工質(zhì)的流向進入制冷工即通過四通閥切換改變工質(zhì)的流向進入制冷工 況，讓壓縮機排出的熱蒸氣直接進入翅片管換況，讓壓縮機排出的熱蒸氣直接進入翅片管換 熱器以除去翅片表面的霜層。熱器以除去翅片表面的霜層。 從實際效

15、果來看，往往從實際效果來看，往往導(dǎo)致室內(nèi)溫度波導(dǎo)致室內(nèi)溫度波 動過大，用戶有明顯的吹冷風感覺動過大，用戶有明顯的吹冷風感覺。另外，當。另外，當 機組除霜結(jié)束恢復(fù)制熱時，機組除霜結(jié)束恢復(fù)制熱時，有可能出現(xiàn)啟動困有可能出現(xiàn)啟動困 難甚至發(fā)生壓縮機電機燒毀難甚至發(fā)生壓縮機電機燒毀的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 空氣源熱泵的除霜控制方法空氣源熱泵的除霜控制方法: u定時除霜法定時除霜法 u時間時間溫度法溫度法 u模糊智能控制除霜法模糊智能控制除霜法 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 1. 時間時間溫度法溫度法 時間時間溫度法溫度法是用翅片管換熱器盤管

16、溫度是用翅片管換熱器盤管溫度(或或 蒸發(fā)壓力蒸發(fā)壓力)、除霜時間以及除霜周期，來控制、除霜時間以及除霜周期，來控制 除霜的開始和結(jié)束。除霜的開始和結(jié)束。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 當室外翅片管換熱器表面開始結(jié)霜時，當室外翅片管換熱器表面開始結(jié)霜時， 盤管溫度就會不斷下降，壓縮機吸氣溫度以及盤管溫度就會不斷下降，壓縮機吸氣溫度以及 吸氣壓力也會不斷下降。當盤管溫度吸氣壓力也會不斷下降。當盤管溫度(或吸氣或吸氣 壓力壓力)下降到設(shè)定值下降到設(shè)定值t1時，綁在盤管上的溫度時，綁在盤管上的溫度 傳感器將信號輸入時間繼電器開始計時，同時傳感器將信號輸入時間繼電器開始計時，同時 四

17、通換向閥動作，機組進入除霜模式四通換向閥動作，機組進入除霜模式(制冷工制冷工 況況)。室外風機停止轉(zhuǎn)動，壓縮機的高溫排氣。室外風機停止轉(zhuǎn)動，壓縮機的高溫排氣 進入室外翅片管換熱器，使盤管表面霜層融化，進入室外翅片管換熱器，使盤管表面霜層融化， 盤管溫度也隨之上升。盤管溫度也隨之上升。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 當盤管溫度當盤管溫度(或排氣壓力或排氣壓力)上升到設(shè)定值上升到設(shè)定值 t2時或除霜執(zhí)行時間達到設(shè)定的最長除霜時時或除霜執(zhí)行時間達到設(shè)定的最長除霜時 間間b(min)時除霜結(jié)束，風機啟動，四通換向時除霜結(jié)束，風機啟動，四通換向 閥動作，機組恢復(fù)制熱工況。室外翅片管換

18、熱閥動作，機組恢復(fù)制熱工況。室外翅片管換熱 器表面又開始結(jié)霜使得盤管的溫度又會不斷下器表面又開始結(jié)霜使得盤管的溫度又會不斷下 降，當盤管溫度第二次下降到設(shè)定值降，當盤管溫度第二次下降到設(shè)定值t1且超且超 過設(shè)定的除霜周期過設(shè)定的除霜周期a(min)時進入第二次除霜時進入第二次除霜 模式。模式。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 2. 模糊智能控制法模糊智能控制法 模糊智能控制除霜系統(tǒng)一般是由數(shù)據(jù)采集與模糊智能控制除霜系統(tǒng)一般是由數(shù)據(jù)采集與 AID轉(zhuǎn)換、輸入量?；?、模糊推理、除霜控制、轉(zhuǎn)換、輸入量?；⒛：评?、除霜控制、 除霜監(jiān)控及控制規(guī)則調(diào)整五個功能模塊組成。除霜監(jiān)控及控制規(guī)

19、則調(diào)整五個功能模塊組成。 通過對除霜過程的相應(yīng)分析，修正除霜的控制通過對除霜過程的相應(yīng)分析，修正除霜的控制 規(guī)則，可以使除霜控制自動適應(yīng)空氣源熱泵機規(guī)則，可以使除霜控制自動適應(yīng)空氣源熱泵機 組工作環(huán)境的變化，實現(xiàn)智能除霜的目標。組工作環(huán)境的變化，實現(xiàn)智能除霜的目標。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.4 空氣源熱泵系統(tǒng)的平衡點空氣源熱泵系統(tǒng)的平衡點 4.4.1 熱泵供熱量與建筑物耗熱量的供需矛盾熱泵供熱量與建筑物耗熱量的供需矛盾 4.4.2 最佳平衡點溫度最佳平衡點溫度 4.4.3 輔助加熱輔助加熱 4.4.4 空氣源熱泵機組的能量調(diào)節(jié)空氣源熱泵機組的能量調(diào)節(jié) 返回首頁返回

20、首頁 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.4.1 熱泵供熱量與建筑物耗熱量的供需矛盾熱泵供熱量與建筑物耗熱量的供需矛盾 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中需要解決的重要空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計中需要解決的重要 問題，就是機組供熱量與建筑物耗熱量的供需矛問題，就是機組供熱量與建筑物耗熱量的供需矛 盾。盾。 應(yīng)從三方面著手應(yīng)從三方面著手經(jīng)濟合理地經(jīng)濟合理地選擇平衡點選擇平衡點 溫度，合理溫度，合理選取輔助熱源選取輔助熱源及其容量，熱泵的及其容量，熱泵的能量能量 調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)

21、設(shè)計 4.4.2 最佳平衡點溫度最佳平衡點溫度 以空氣源熱泵系統(tǒng)冬季運行耗能最少為目標確定以空氣源熱泵系統(tǒng)冬季運行耗能最少為目標確定 的平衡點溫度，稱為的平衡點溫度，稱為最佳能量平衡點溫度最佳能量平衡點溫度。 如果按此平衡點選擇熱泵機組，就能夠使整個系如果按此平衡點選擇熱泵機組，就能夠使整個系 統(tǒng)獲得最大的供熱季節(jié)性能系數(shù)統(tǒng)獲得最大的供熱季節(jié)性能系數(shù)HSPFHSPF，即輸入相，即輸入相 應(yīng)的功可獲得最大的季節(jié)供熱量。應(yīng)的功可獲得最大的季節(jié)供熱量。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 對于某一具體的建筑物，對于某一具體的建筑物，平衡點溫度取得低平衡點溫度取得低， 要求配置的要求配置

22、的熱泵容量就大熱泵容量就大，則選用的，則選用的輔助熱源較輔助熱源較 小小，甚至可以不設(shè)輔助加熱器。雖然輔助熱源的，甚至可以不設(shè)輔助加熱器。雖然輔助熱源的 初投資和運行費用較低，但這樣熱泵容量過大，初投資和運行費用較低，但這樣熱泵容量過大， 機組的初投資較高且運行效率降低，經(jīng)濟上不一機組的初投資較高且運行效率降低，經(jīng)濟上不一 定是合理的。定是合理的。 平衡點溫度取得高平衡點溫度取得高，所選擇的，所選擇的熱泵機組較小熱泵機組較小， 初投資和運行費用較低，但所必需的初投資和運行費用較低，但所必需的輔助熱源較輔助熱源較 大大，輔助熱源的初投資和運行費用較高，亦不利，輔助熱源的初投資和運行費用較高，亦不

23、利 于節(jié)能。于節(jié)能。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.4.3 輔助加熱輔助加熱 返回本節(jié)返回本節(jié) 輔助加熱源有三種：輔助加熱源有三種： u電加熱電加熱 u燃燒燃料加熱燃燒燃料加熱 u非峰值電力儲存的熱量加熱非峰值電力儲存的熱量加熱 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.4.4 空氣源熱泵機組的能量調(diào)節(jié)空氣源熱泵機組的能量調(diào)節(jié) 返回本節(jié)返回本節(jié) 熱泵機組的制

24、熱量與建筑物的耗熱量匹配運熱泵機組的制熱量與建筑物的耗熱量匹配運 行對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行至關(guān)緊要。行對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運行至關(guān)緊要。 當空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在高于平衡點溫度的當空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在高于平衡點溫度的 條件下運行時，熱泵機組制熱能力大于建筑物的條件下運行時，熱泵機組制熱能力大于建筑物的 耗熱量，這就要求調(diào)節(jié)機組的制熱能力以減少運耗熱量，這就要求調(diào)節(jié)機組的制熱能力以減少運 行中的能耗。行中的能耗。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)方式: :分級能量調(diào)節(jié)分級能量調(diào)節(jié)與與變?nèi)萘咳嵝哉{(diào)節(jié)變?nèi)萘咳嵝哉{(diào)節(jié) u分級能量調(diào)節(jié)分級能量調(diào)節(jié) 空氣源熱泵機組一

25、般采用多臺封閉式壓空氣源熱泵機組一般采用多臺封閉式壓 縮機，當室內(nèi)負荷減小或機組出水溫度達設(shè)縮機，當室內(nèi)負荷減小或機組出水溫度達設(shè) 定值后，自動停止部分壓縮機運行，以此實定值后，自動停止部分壓縮機運行，以此實 現(xiàn)分級調(diào)節(jié)運行?，F(xiàn)分級調(diào)節(jié)運行。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) u壓縮機的變?nèi)萘咳嵝哉{(diào)節(jié)壓縮機的變?nèi)萘咳嵝哉{(diào)節(jié) 目前常用的變?nèi)萘繅嚎s機有兩種，即目前常用的變?nèi)萘繅嚎s機有兩種，即變變 頻壓縮機頻壓縮機和和數(shù)碼渦旋壓縮機數(shù)碼渦旋壓縮機。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 4.5 空氣源熱泵空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計要點系統(tǒng)設(shè)計要點 返回本節(jié)返回本

26、節(jié) 1.1.空調(diào)負荷的計算空調(diào)負荷的計算 空調(diào)負荷是合理選擇末端空調(diào)設(shè)備和確定熱泵容空調(diào)負荷是合理選擇末端空調(diào)設(shè)備和確定熱泵容 量的依據(jù)。量的依據(jù)。 空調(diào)負荷計算包括空調(diào)負荷計算包括夏季冷負荷夏季冷負荷計算和計算和冬季熱負荷冬季熱負荷 計算。計算。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 2.2.空氣源熱泵系統(tǒng)方案選擇空氣源熱泵系統(tǒng)方案選擇 u熱泵空調(diào)系統(tǒng)型式的選擇熱泵空調(diào)系統(tǒng)型式的選擇 目前典型的空氣源熱泵系統(tǒng)有三種類型：目前典型的空氣源熱泵系統(tǒng)有三種類型：風管式風管式 空調(diào)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、冷熱水冷熱水空調(diào)系統(tǒng)以及空調(diào)系統(tǒng)以及多聯(lián)機（多聯(lián)機（VRVVRV） 空調(diào)系

27、統(tǒng)。空調(diào)系統(tǒng)。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 風管式空調(diào)系統(tǒng)風管式空調(diào)系統(tǒng): : 由室外機、配管、室內(nèi)機和室內(nèi)風管、風口、閥由室外機、配管、室內(nèi)機和室內(nèi)風管、風口、閥 門、控制器等組成。門、控制器等組成。 室內(nèi)機采用帶機外余壓的風機強制循環(huán)通風，將室內(nèi)機采用帶機外余壓的風機強制循環(huán)通風，將 制冷制冷( (熱熱) )量送至各空調(diào)區(qū)域，屬于全空氣空調(diào)系量送至各空調(diào)區(qū)域，屬于全空氣空調(diào)系 統(tǒng)。統(tǒng)。 風管式空調(diào)系統(tǒng)的風管式空調(diào)系統(tǒng)的負荷調(diào)節(jié)能力較差負荷調(diào)節(jié)能力較差 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 冷熱水空調(diào)系統(tǒng)冷熱水空調(diào)系統(tǒng):

28、: 一般由四部分組成：主機部分、水系統(tǒng)部分、末一般由四部分組成：主機部分、水系統(tǒng)部分、末 端部分、配電及控制部分。端部分、配電及控制部分。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 多聯(lián)機（多聯(lián)機（VRVVRV）空調(diào)系統(tǒng)）空調(diào)系統(tǒng): : 一般由四部分組成：主機部分、水系統(tǒng)部分、末一般由四部分組成：主機部分、水系統(tǒng)部分、末 端部分、配電及控制部分。端部分、配電及控制部分。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) u熱泵型空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性比較熱泵型空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟性比較 經(jīng)濟性評

29、價指標大致可以分為以下四種：經(jīng)濟性評價指標大致可以分為以下四種： 價值指標價值指標，效益，效益費用（費用（B BC C），反映項目效益），反映項目效益 的價值量。的價值量。 效率型指標效率型指標，效益，效益/ /費用（費用（B/CB/C），反映單位費用），反映單位費用 效益。效益。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 靜態(tài)評價指標靜態(tài)評價指標，計算簡單，適用于數(shù)據(jù)不完備和，計算簡單，適用于數(shù)據(jù)不完備和 精度要求較低的短期投資項目。精度要求較低的短期投資項目。 動態(tài)評價指標動態(tài)評價指標，計算復(fù)雜，適用于項目最后決策，計算復(fù)雜，適用于項目最后決策 前的詳細可行性研究

30、。前的詳細可行性研究。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 經(jīng)濟性評價指標確定之后，采用合理的經(jīng)濟性分經(jīng)濟性評價指標確定之后，采用合理的經(jīng)濟性分 析方法就可以對方案作出正確的經(jīng)濟性評價。析方法就可以對方案作出正確的經(jīng)濟性評價。 經(jīng)濟性分析方法有很多種，如經(jīng)濟性分析方法有很多種，如凈現(xiàn)值法凈現(xiàn)值法、投資現(xiàn)投資現(xiàn) 值率法值率法、投資回收期法投資回收期法、綜合能源價格現(xiàn)值法綜合能源價格現(xiàn)值法、 費用現(xiàn)值法（費用現(xiàn)值法（PCPC）以及以及費用年值法（費用年值法（ACAC）等等。等等。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 對于用戶來說，空氣

31、源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟性主要應(yīng)對于用戶來說，空氣源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟性主要應(yīng) 考慮考慮初投資費用初投資費用和和年運行費用年運行費用這兩部分。這兩部分。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 初投資費用初投資費用: : 電力增容費和輸配電材料費；熱泵主機，輔助加電力增容費和輸配電材料費；熱泵主機，輔助加 熱器的設(shè)備費；水泵，閥門，管材，保溫材料，熱器的設(shè)備費；水泵，閥門，管材，保溫材料， 風機，送、回風管及保溫，風機盤管，新風機組，風機，送、回風管及保溫，風機盤管，新風機組， 空調(diào)箱，混合箱，散熱器，送、回風口，分水器空調(diào)箱，混合箱，散熱器，送、回風口，分水器 和消聲器等購置

32、費用；末端裝置控制設(shè)備，溫控和消聲器等購置費用；末端裝置控制設(shè)備，溫控 設(shè)備，防火閥，溫、濕度傳感器及水量、風量自設(shè)備，防火閥，溫、濕度傳感器及水量、風量自 動調(diào)節(jié)設(shè)備等購置費用；由于空調(diào)系統(tǒng)布置后，動調(diào)節(jié)設(shè)備等購置費用；由于空調(diào)系統(tǒng)布置后， 對建筑物層高要求的變化而引起的投資費用；設(shè)對建筑物層高要求的變化而引起的投資費用；設(shè) 備安裝費用。備安裝費用。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 年運行費用年運行費用: : 更換潤滑油、過濾器、水處理的費用；日常維修更換潤滑油、過濾器、水處理的費用；日常維修 和人工費；補充制冷劑的費用；設(shè)備折舊費。和人工費；補充制冷劑的

33、費用；設(shè)備折舊費。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 3.3.設(shè)備容量確定設(shè)備容量確定 u空調(diào)末端設(shè)備容量空調(diào)末端設(shè)備容量 u室外主機容量室外主機容量 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 4.4.水系統(tǒng)設(shè)計水系統(tǒng)設(shè)計 u水系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性水系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性 u管路設(shè)計管路設(shè)計 u管路的水力計算管路的水力計算 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 5.5.新風處理新風處理 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 6.6.設(shè)備的布置設(shè)計設(shè)備的布置設(shè)計 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)

34、計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 武漢圖書館空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計武漢圖書館空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計 1.1.工程概況工程概況 武漢圖書館新館位于漢口建設(shè)大道武漢圖書館新館位于漢口建設(shè)大道861861號，新館號，新館 地下一層，為地下汽車庫、木工房地下一層，為地下汽車庫、木工房( (人防人防) )與設(shè)備與設(shè)備 用房；地上用房；地上1414層，其中層，其中1 15 5層為裙房，設(shè)外借書層為裙房，設(shè)外借書 庫、各類閱覽室、自學(xué)室、視聽室，庫、各類閱覽室、自學(xué)室、視聽室，6 61010層為層為 書庫，書庫，11111313層為辦公室，層為辦公室，1414層為設(shè)備用房；建層為設(shè)備用房；建 筑總高筑

35、總高51.6m51.6m，總建筑面積，總建筑面積32975m2 32975m2 ，設(shè)計藏書，設(shè)計藏書 350350萬冊。萬冊。 空空氣源熱泵氣源熱泵系統(tǒng)工程實例系統(tǒng)工程實例 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 2.2.設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù) （1 1）室內(nèi)設(shè)計參數(shù)）室內(nèi)設(shè)計參數(shù) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) （2 2）空調(diào)冷熱負荷）空調(diào)冷熱負荷 夏季空調(diào)計算總冷負荷為夏季空調(diào)計算總冷負荷為3344kW3344kW，冷指標，冷指標 101W/m2 (101W/m2

36、(建筑面積建筑面積) )；冬季空調(diào)計算總熱負荷為；冬季空調(diào)計算總熱負荷為 2733kW2733kW，熱指標為，熱指標為83W/m2 (83W/m2 (建筑面積建筑面積) )。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 3. 3. 空調(diào)冷熱源空調(diào)冷熱源 采用活塞式風冷熱泵冷熱水機組四臺采用活塞式風冷熱泵冷熱水機組四臺, ,共有兩種共有兩種 機型，較大的機型單機制冷量為機型，較大的機型單機制冷量為973.2 kW,973.2 kW,制熱制熱 量為量為1056.8 kW1056.8 kW，共，共3 3臺；另一臺制冷量為臺；另一臺制冷量為747 kW747 kW， 制熱量為制

37、熱量為812.3 kW812.3 kW。 四臺主機均安裝于主樓大屋面上；空調(diào)循環(huán)水泵四臺主機均安裝于主樓大屋面上；空調(diào)循環(huán)水泵 放在放在1414層空調(diào)水泵房內(nèi)；空調(diào)主機與循環(huán)水泵安層空調(diào)水泵房內(nèi)；空調(diào)主機與循環(huán)水泵安 裝在同一標高層面上。裝在同一標高層面上。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 4.4.空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng) （1 1）空調(diào)水系統(tǒng)）空調(diào)水系統(tǒng) 空調(diào)水系統(tǒng)分為三個環(huán)路：空調(diào)水系統(tǒng)分為三個環(huán)路：左裙房；左裙房；右裙房；右裙

38、房； 主樓主樓(4(41313層層) )?？照{(diào)供回水立管為為雙管同。空調(diào)供回水立管為為雙管同 程式，因裙房面積較大，裙房部分的各層總支管程式，因裙房面積較大，裙房部分的各層總支管 為異程式。系統(tǒng)采用落地式定壓罐定壓，設(shè)定壓為異程式。系統(tǒng)采用落地式定壓罐定壓，設(shè)定壓 力為力為0.2MPa0.2MPa。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) （2 2）空調(diào)風系統(tǒng)）空調(diào)風系統(tǒng) 新館共設(shè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)新館共設(shè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)4444個，單個系統(tǒng)風量從個，單個系統(tǒng)風量從 8000m3/h8000m3/h40000m3/h40000m3/h不等，并以風量為不等，并以風量為200

39、00 20000 m3/hm3/h的組合式空調(diào)機組和的組合式空調(diào)機組和8000800010000 m3/h10000 m3/h的的 柜柜( (吊吊) )式空調(diào)機組居多，分別有式空調(diào)機組居多，分別有1717個和個和2222個。所個。所 有空調(diào)機組的出風管與進風管處都設(shè)消聲靜壓箱，有空調(diào)機組的出風管與進風管處都設(shè)消聲靜壓箱， 單箱消聲量為單箱消聲量為8 81010個分貝。個分貝。 第第4章章 空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計 返回本節(jié)返回本節(jié) 5.5.恒溫恒濕系統(tǒng)恒溫恒濕系統(tǒng) （1 1）古籍書庫）古籍書庫 五層及六層各有古籍書庫一個，面積分別為五層及六層各有古籍書庫一個，面積分別為 210m2

40、210m2和和398m2398m2。五層設(shè)恒溫恒溫機組。五層設(shè)恒溫恒溫機組HF-38HF-38一臺，一臺， 冷量為冷量為38kW38kW、熱量為、熱量為24 kW24 kW、風量為、風量為9000m3/h9000m3/h、 最大加濕量為最大加濕量為8Kg/h8Kg/h；六層設(shè)恒溫恒溫機組；六層設(shè)恒溫恒溫機組HF-52HF-52 一臺，冷量為一臺，冷量為52 kW52 kW、熱量為、熱量為28 kW28 kW、風量為、風量為 12000m3/h12000m3/h、最大加濕量為、最大加濕量為8kg/h8kg/h。各古籍書庫同。各古籍書庫同 時分設(shè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，作為空調(diào)系統(tǒng)的備用系時分設(shè)全空氣空調(diào)系統(tǒng)，作為空調(diào)系統(tǒng)的備用系 統(tǒng)。統(tǒng)。 第第4章章 空氣源