空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南

1、空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南 空氣源熱泵就是利用室外空氣的能量，通過(guò)機(jī)械做功，使得能量 從低位熱源向高位熱源轉(zhuǎn)移的制冷（制熱）裝置。它以冷凝器放出的熱量來(lái)供熱，以蒸發(fā) 器吸收熱量來(lái)制冷。就熱力循環(huán)的過(guò)程而言，制冷機(jī)和熱泵都是基于逆卡諾循環(huán)而實(shí)現(xiàn)其功能的，由于這種裝置在運(yùn)行過(guò)程中，總是一側(cè)吸熱，另一側(cè)排熱，所以，一臺(tái)裝置伴生 并兼具制冷和制熱兩種功能?？諝庠礋岜玫募夹g(shù)措施：1、具有可靠的融霜控制，融霜時(shí)間總和不應(yīng)超過(guò)運(yùn)行周期時(shí)間的20%。空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南空氣源熱泵就是利用室外空氣的能量，通過(guò)機(jī)械做功，使得能量從低位熱源向 高位熱源轉(zhuǎn)移的制冷（制熱）裝置。它以冷凝器放出的熱量

2、來(lái)供熱，以蒸發(fā)器 吸收熱量來(lái)制冷。就熱力循環(huán)的過(guò)程而言，制冷機(jī)和熱泵都是基于逆卡諾循環(huán)而實(shí)現(xiàn)其功能的， 由于這種裝置在運(yùn)行過(guò)程中，總是一側(cè)吸熱，另一側(cè)排熱，所以，一臺(tái)裝置伴 生并兼具制冷和制熱兩種功能?？諝庠礋岜玫募夹g(shù)措施：1 1、 具有可靠的融霜控制，融霜時(shí)間總和不應(yīng)超過(guò)運(yùn)行周期時(shí)間的20%20%。2 2、 冬季設(shè)計(jì)工況時(shí)機(jī)組性能系數(shù)（COPCOP），冷熱風(fēng)機(jī)組不小于 1.81.8，冷熱水機(jī) 組不應(yīng)小于 2.02.03 3、 寒冷地區(qū)采用空氣源熱泵機(jī)組應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1 1 ）室外計(jì)算干球溫度低于-10-10C的地區(qū)，應(yīng)采用低溫空氣源熱泵機(jī)組；2 2 ）室外溫度低于空氣源熱泵平衡點(diǎn)溫度（即空

3、氣源熱泵供熱量等于建筑物耗熱 量）時(shí)，應(yīng)設(shè)置輔助熱源。4 4、 機(jī)組進(jìn)風(fēng)口的氣流速度宜控制在1.5-2.0m/s1.5-2.0m/s，排氣口的排氣速度不宜小于 7m/s7m/s。5 5、 熱泵機(jī)組的基礎(chǔ)高度一般應(yīng)大于 300mm300mm，布置在可能有積雪的地方時(shí)，基 礎(chǔ)咼度需加咼。重點(diǎn)公式和基本數(shù)據(jù)：一、基本耗熱量公式：Q=KQ=KXFXZT T其中：Q Q圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量， W W;K K圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)， W/W/（m2C）;F F圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積，m2；T T室內(nèi)外計(jì)算溫差，C；用于計(jì)算門(mén)、窗、墻、地面、屋面各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K（ w/w/（m. .C）外

4、磚墻（內(nèi)抹灰）一磚2. 08實(shí)體木外門(mén)二層2. 33外磚墻（內(nèi)抹灰）一磚半1.56帶玻璃陽(yáng)臺(tái)門(mén)一層5. 82外磚墻內(nèi)抹灰）二磚1.27帶玻璃陽(yáng)臺(tái)門(mén)二層2. 67內(nèi)磚墻半磚2. 30外窗及天窗一層木框5. 82內(nèi)磚墻一磚1.72外窗及天窗二層木框2.67實(shí)體木外門(mén)一層4. 56外窗及天窗 二層金屬框3. 26、流量計(jì)算公式：GL=0.86XGL=0.86X ZD/ZD/（tg-thtg-th）其中：GLGL流量，Kg/hKg/h ;BQ Q 熱負(fù)荷，W W ；tgtg供水溫度，C；thth 回水溫度，C；三、不同供暖末端形式的供水溫度及溫差空氣源熱泵出水溫度一般可達(dá)到 4545C,溫差 5 5C

5、,所以，最適合空氣源熱泵的 供暖末端形式是地暖。低溫?zé)崴孛孑椛涔┡O(shè)計(jì)要點(diǎn)：1 1、低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)的供、回水溫度應(yīng)由計(jì)算確定，供水溫度不應(yīng)大于 6060C。民用建筑供水溫度宜采用2 2、地表面平均溫度（C）35355050C,供回水溫差不宜大于 1010C。n人員經(jīng)常停留區(qū)24-2628人員短期停留區(qū)28-3032無(wú)人停留區(qū)35-40423 3、聚苯乙烯泡沫塑料板絕熱層厚度（mmmm）樓層之間樓板上的絕熱層20與土壤或不采暖房間相鄰的地板上的絕熱層30與室外空氣相鄰的地板上的絕熱層405 也券4 4、 地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷，應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JGJ142-2012JGJ142-20

6、12輻射供暖供 冷技術(shù)規(guī)程的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。5 5、 計(jì)算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷時(shí)，室內(nèi)計(jì)算溫度的取值應(yīng)比對(duì)流采暖系統(tǒng)的室內(nèi)計(jì)算溫度低 2 2C,或取對(duì)流采暖系統(tǒng)計(jì)算總熱負(fù)荷的 90%90%99%99%。6、 局部地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷， 可按整個(gè)房間全面輻射供暖所算得的熱負(fù)荷 乘以該區(qū)域面積與所在房間面積的比值和下表中所規(guī)定附加系數(shù)確定。附抑系數(shù)1. 301.351.507 7、進(jìn)深大于 6m6m 的房間，宜以距外墻 6m6m 為界分區(qū)，分別計(jì)算熱負(fù)荷和進(jìn)行 管線布置。8 8、 敷設(shè)加熱管的建筑地面，不應(yīng)計(jì)算地面的傳熱損失。9 9、 地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計(jì)算，可不考慮高度附加。10

7、10、 分戶熱計(jì)量的地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計(jì)算，應(yīng)考慮間歇供暖和戶間傳 熱等因素。查表法確定地暖管間距：PE-XPE-X 管單位地面面積的散熱量 QrQr 和向下傳熱損失 QsQs (W/W/m2)管外徑為 20mm20mm、填充層厚度為50mm50mm、聚苯乙烯泡沫塑料絕熱層厚度20mm20mm、供回水溫差 1010C(水泥或陶瓷地面，熱阻 R=0.02(R=0.02(m.k/w).k/w).J-霽二*1護(hù)300250200150QrQsQrQsQrQsOrQs1684.723.892,524” 0100. 524, 6108.924,8351876. 421.783.322.090.42

8、Z 697.922.72068. 019 974.020.280.420. 587. 120.516108. 029.7H & f29.8128. 730. 5139. 630.8401899.527.448. 727.9118, 428. 5128,428.72091.025.499,425.7126, 5117 326.716131.835.5t44 . 435” 5157, 536,5171. 236,84518123.333.2134 833.9147.034. 5159 834.820144 531.7125. 332.0136. 63Z4148. 532.7PE-XPE-X

9、 管單位地面面積的散熱量 QrQr 和向下傳熱損失 QsQs (W/W/m2)管外徑為 20mm20mm、填充層厚度為50mm50mm、聚苯乙烯泡沫塑料絕熱層厚度20mm20mm、供回水溫差 1010C(木地板地面，熱阻 R=0.1(R=0.1(m2.k/w).k/w)米暖方案設(shè)計(jì)估算指標(biāo):未采取節(jié)能措施采取節(jié)能措施住宅58-6440-45綜合居住區(qū)60-6845-55學(xué)校、辦公60-8050-70醫(yī)院、托幼65-8055-70旅館60-7050-60商店65-8055-70食堂、餐廳115-140100-130影劇院、展覽館95-11580-105大禮堂、體育館115-165100-1501

10、 1、在方案設(shè)計(jì)階段，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下，采暖負(fù)荷可以按照熱指標(biāo)進(jìn)行估算，有條件時(shí)，應(yīng)進(jìn)行逐個(gè)房間、逐項(xiàng)的負(fù)荷計(jì)算2 2、熱指標(biāo)用于單個(gè)房間，誤差可能很大3 3、該表格按連續(xù)供暖考慮，間歇供暖熱指標(biāo)= =連續(xù)熱指標(biāo)X24/24/每日供暖小時(shí)數(shù)。空氣源熱泵機(jī)組的容量修正：1 1、 空氣源熱泵機(jī)組的容量，應(yīng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱負(fù)荷綜合考慮后決定，一 般取決于冷、熱負(fù)荷中的較大者。暖通南社整理。2 2、 機(jī)組的制熱量，除了與環(huán)境溫度有密切關(guān)系外，還與除霜情況有關(guān)。確定機(jī) 組冬季實(shí)際制熱量 Q(KW)Q(KW)時(shí)，應(yīng)根據(jù)室外空調(diào)計(jì)算溫度和融霜頻率按下式進(jìn)行 修正：Q=qQ=q XK1XK1XK2K2

11、其中：Q Q機(jī)組實(shí)際工況下的制熱量(kWkW)；q q 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工況下的制熱量(標(biāo)準(zhǔn)工況：室外干球溫度7 7C,濕球溫度 6 6C)(kWkW);K1K1 使用地區(qū)室外空調(diào)計(jì)算干球溫度修正系數(shù)，按產(chǎn)品樣本選??；K2K2 機(jī)組融霜修正系數(shù)，應(yīng)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)修正；當(dāng)無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)，可按每小 時(shí)融霜一次取 0.90.9，兩次取 0.80.8。匹數(shù)與國(guó)際單位的換算：空調(diào)匹數(shù)（HorsePower-HPHorsePower-HP 馬力）原指輸入功率，即1 1 匹（馬力）=735W=735W（瓦），包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇、電機(jī)以及電控部分。因不同品牌其具體的系統(tǒng)及 電控設(shè)計(jì)的差異，其輸出制冷量也各不相同，故其制冷

12、量以輸出功率計(jì)算。一 般來(lái)講，1 1 匹的制冷量大致為 20002000 大卡，以國(guó)際單位換算應(yīng)乘以 1.1631.163，故 1 1 匹制冷量大約為 20002000X1.163=2326W1.163=2326W。這里的 W W （瓦）即表示制冷量，是國(guó) 家標(biāo)準(zhǔn)單位。選擇空氣源熱泵需要的是實(shí)際溫度下的供熱或制冷能力，根據(jù)供熱量或制冷量 來(lái)選擇機(jī)組，“匹”是一種功率單位，用起來(lái)是不科學(xué)的，現(xiàn)在制冷量和制熱 量應(yīng)該以 W W 或者 KWKW 作為計(jì)量單位。但現(xiàn)在很多人都還在用匹作為單位，這里就介紹一下其換算關(guān)系。匹數(shù)=Q/=Q/ （能效比X735735）如，計(jì)算得到所需制熱量為 20KW20KW

13、，能效系數(shù)假設(shè)為 3 3 （與室外溫度有關(guān)），則 20000/20000/ （3 3X735735 ） =9=9 匹戶式空氣源熱泵緩沖水箱為避免壓縮機(jī)頻繁啟動(dòng)、增加系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性，應(yīng)校核系統(tǒng)水容量是否能滿足 系統(tǒng)熱穩(wěn)定性的要求。即當(dāng)系統(tǒng)中（水）所存儲(chǔ)的能量不足以維持短暫停機(jī)（比如化霜）時(shí)水溫波動(dòng)要求（夏季不大于5 5C,冬季不大于 3 3C）,應(yīng)設(shè)置緩沖水箱。1 1、系統(tǒng)水容量計(jì)算M M 仁 Mg+MsMg+MsMgMg 管道水容積，kgkg ;MsMs 設(shè)備水容積之和，kgkg ;2 2、 系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求1)1) 夏季運(yùn)行時(shí)，主機(jī)停機(jī) 10min10min，供水溫度允許升高不大于 5 5C

14、；2)2) 冬季運(yùn)行時(shí)，主機(jī)除霜時(shí)間為 3min3min 時(shí)，供水溫度允許降低不大于 3 3C；3 3、 系統(tǒng)要求的最小水容積M2=(QM2=(Q xtOxtO)/ /(c cXZt t)Q Q 末端設(shè)備的供冷或供熱量，kwkw ;C C水的定壓比熱容，4.2kj/4.2kj/ (kg.Kkg.K );At t 水溫的波動(dòng)要求值(夏季 5 5C,冬季 3 3C)冬、夏季水容積計(jì)算結(jié)果中，數(shù)值較大者為空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水容積的要求值，如M1M1VM2M2，應(yīng)放大管徑重新計(jì)算直至滿足要求，或設(shè)置緩沖水箱。設(shè)置緩沖水箱的優(yōu)點(diǎn)：一、如果不設(shè)置緩沖水箱，將導(dǎo)致主機(jī)頻繁啟停。特別是當(dāng)末端系統(tǒng)為暖氣片 或風(fēng)機(jī)盤(pán)管時(shí)

15、，環(huán)路中的循環(huán)水量有限，就會(huì)引起主機(jī)在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè) 計(jì)溫度，主機(jī)就會(huì)停止工作，然后又會(huì)在很短暫的時(shí)間內(nèi)，水溫達(dá)到主機(jī)啟動(dòng) 的條件，這樣頻繁啟停會(huì)大大減少主機(jī)的使用壽命和浪費(fèi)電能。加上緩沖水箱就相當(dāng)于系統(tǒng)能量增加了，系統(tǒng)的溫度變化平穩(wěn)了，主機(jī)啟動(dòng)次數(shù)也自然減少了，使用壽命也就大大延長(zhǎng)了。二、設(shè)置緩沖水箱可以高效除霜，除霜時(shí)間縮短。機(jī)組在除霜反向制冷時(shí)需要 消耗管道內(nèi)的熱量，如果水系統(tǒng)的水量少，除霜時(shí)間就會(huì)加長(zhǎng)，而且會(huì)造成管 道內(nèi)水溫較低，除霜效果不好。如果加裝了緩沖水箱，那么在除霜的過(guò)程中， 因?yàn)樗鋬?nèi)有一定的溫度，可以在短時(shí)間內(nèi)完成化霜，并且消耗熱量也比較 小，避免了因?yàn)橹鳈C(jī)除霜而造成的

16、室內(nèi)溫度波動(dòng)變化。三、緩沖水箱的第三個(gè)好處是能夠保證系統(tǒng)的水流暢通，能夠完成自動(dòng)排氣，避免機(jī)組循環(huán)不暢報(bào)故障停機(jī)。四、設(shè)置緩沖水箱可以讓系統(tǒng)排污更徹底，防止系統(tǒng)阻塞。系統(tǒng)中的雜質(zhì)會(huì)通 過(guò)循環(huán)慢慢沉積到緩沖水箱的底部，經(jīng)過(guò)過(guò)濾器的時(shí)候，水泵的水質(zhì)會(huì)變好， 從而減少過(guò)濾器的清洗。低溫空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵的區(qū)別：區(qū)別一、產(chǎn)品依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同低溫?zé)岜玫臅盒袠?biāo)準(zhǔn)為：GB/T25127.1-2010GB/T25127.1-2010 低環(huán)境溫度空氣源熱泵（冷水）機(jī)組第 1 1 部分：工業(yè)或商業(yè)用及類(lèi)似用途的熱泵（冷水）機(jī)組、GB/T25127.2-2010GB/T25127.2-2010 低環(huán)境溫度空氣源熱泵

17、（冷水）機(jī)組第 2 2 部分：戶用及 類(lèi)似用途的熱泵（冷水）機(jī)組 。商用與家用的區(qū)別是能量大小，大約50KW50KW為商用。風(fēng)冷熱泵的標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T18430.1-2007GB/T18430.1-2007 蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組第 1 1 部分：工商業(yè)用和類(lèi)似用途的冷水（熱泵）機(jī)組、GB/T18430.2-2008GB/T18430.2-2008蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組第 2 2 部分：戶用和類(lèi)似用途的冷水（熱泵）機(jī) 組。同樣是以制冷量大小區(qū)分，制冷量小于50KW50KW 為家用，大于 50KW50KW 為商用。區(qū)別二、產(chǎn)品設(shè)計(jì)條件不同兩者的設(shè)計(jì)條件不同，即設(shè)計(jì)工況不同，我們以名義

18、工況為例來(lái)說(shuō)明。名義工 況是產(chǎn)品銘牌上標(biāo)示的額度制熱量（制冷量 ）測(cè)定時(shí)的工況，一般就是機(jī)組最普 遍、最常用的工作狀態(tài)。低溫?zé)岜玫闹茻崦x工況，空氣側(cè)溫度為“-12-12C”；風(fēng)冷熱泵的制熱名義工況，空氣側(cè)溫度為“ 7 7C”。低溫?zé)岜弥茻釙r(shí)主要設(shè)計(jì)工況都是在 0 0C以下，而 風(fēng)冷熱泵制熱時(shí)的所有設(shè)計(jì)工況都是在 0 0C以上。區(qū)別三、產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)景與運(yùn)行方式不同低溫?zé)岜脩?yīng)用于低環(huán)境溫度的場(chǎng)景，風(fēng)冷熱泵應(yīng)用于常溫的場(chǎng)景。低溫?zé)岜弥饕δ芫褪遣膳?，并且絕大部分也是這么應(yīng)用的；風(fēng)冷熱泵側(cè)重于 制冷，兼顧制熱。低溫?zé)岜玫哪┒酥饕堑嘏⑴瘹馄?、還有風(fēng)機(jī)盤(pán)管等；風(fēng)冷熱泵的末端基本 上都是風(fēng)機(jī)盤(pán)管，沒(méi)有地暖、暖氣片。地暖、散熱器的運(yùn)行特征是小流速大溫差，風(fēng)機(jī)盤(pán)管的運(yùn)行特征是小溫差大流 量。所以低溫?zé)岜门c風(fēng)冷熱泵的設(shè)計(jì)理念不同，風(fēng)冷熱泵是以末端為風(fēng)機(jī)盤(pán)管 為前提，兩器配的太小，水泵配的太大，沒(méi)有考慮地暖的運(yùn)行特征，所以傳統(tǒng) 的風(fēng)冷熱泵帶地暖節(jié)能優(yōu)勢(shì)不明顯。區(qū)