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  • 空氣源熱泵冷暖設計選型、安裝、維保攻略大全~~
      發布日期:2019-01-10    文章來源:互聯網      發布人:陳辰     瀏覽次數:
    空氣源熱泵機組原理與特點空氣源熱泵冷暖機組系統概述空氣源熱泵,除具備制取出采暖用熱水的功能外,空氣源熱泵機組還能切換到制冷工況制取冷凍水。空氣源熱泵的基本原理是基于
    空氣源熱泵機組原理與特點


    空氣源熱泵冷暖機組系統概述空氣源熱泵,除具備制取出采暖用熱水的功能外,空氣源熱泵機組還能切換到制冷工況制取冷凍水。空氣源熱泵的基本原理是基于壓縮式制冷循環,利用冷媒做為載體,通過風機的強制換熱,從大氣中吸取熱量或者排放熱量,以達到制冷或者制熱的需求。



    按照逆卡諾循環原理,該系統主要空氣源熱泵主機和末端兩大部分組成。空氣源熱泵機組與末端共同使用,前者提供冷水或熱水,后者將冷水或熱水通過熱交換,提供冷氣或采暖。空氣源熱泵機組是采暖系統中的主機,由于采用空氣源冷凝器不需要冷卻塔;而蒸發器是水冷的,夏天制冷時提供冷水,冬季制熱時提供熱水,風機盤管是空調系統的末端裝置,裝在室內如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣,采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環境中吸取熱量,并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體)。


    空氣源熱泵冷暖機組特點與分類:

    安裝在室外,如屋頂、陽臺等處。夏季供冷、冬季供熱,省去了鍋爐房;省去了冷卻水系統和冷卻塔、冷卻水泵、管網及其水處理設備, 冬季熱泵供熱比用電直接供熱要省電三分之二左右。熱泵的分類多種多樣:空氣-空氣熱泵,空氣-水熱泵,水-水熱泵、水-空氣熱泵、土壤-空氣熱泵及土壤-水熱泵等。其中空氣-水熱泵機組,即空氣熱源熱泵式冷暖機組在工程上的應用更為廣泛。 


    空氣源熱泵冷暖機組的應用


    一、 空調負荷計算


    1、空調負荷計算的組成(QL):

    1.1、由于室內外溫差和太陽輻射作用,通過建筑物圍護結構傳入室內的熱量形成的冷負荷;

    1.2、人體散熱、散濕形成的冷負荷;

    1.3、燈光照明散熱形成的冷負荷;

    1.4、其他設備散熱形成的冷負荷;

    1.5、滲透空氣所形成的冷負荷;

    1.6、新風量負荷.


    2、空調負荷計算方法簡單介紹:

    空調動態負荷的計算顯得比較繁瑣,即便是采用一些簡化手段,計算工作量也是比較大的。估算最簡便,捷徑行路,人之通性,慢慢的被它取而代之了。


    但是估算的根據并不堅定,偏于保守是不可避免的,總是顧慮怕估算的小了,這也是可以理解的。[來源制冷百科公眾號]估算法也要注意與實際相符合,要根據實際的經驗以及不同建筑的各自不同的情況。目前空調負荷的計算還是以估算為主。


    3、民用建筑空調單位面積冷負荷(qL):


    4、負荷計算——單位面積冷負荷法:

    QL=qL×S

    式中:QL——建筑物空調房間總冷負荷 (W)

    QL—— 冷負荷 (W/㎡ )

    S —— 空調房間面積 ()


    二、 空調末端(風機盤管)的計算與選擇


    根據風量:房間面積、層高(吊頂后)和房間氣體循環次數三者的乘積即為房間的循環風量。其對應的風機盤管高速風量,即可確定風機盤管型號。


    根據冷負荷:根據單位面積負荷和房間面積,可得到房間所需的冷負荷值。利用房間冷負荷對應風機盤管的中速風量時的制冷量即可確定風機盤管型號一般采用第二種方法——根據冷負荷選擇風機盤管,在特殊場合如對噪音要求較高的場所,可用第一種方法進行校核。


    確定型號以后,還需確定風機盤管的安裝方式(明裝或安裝),送回風方式(底送底回,側送底回等)以及水管連接位置(左或右)等條件。


    房間面積較大時應考慮使用多個風機盤管,房間單位面積負荷較大,對噪音要求不高時可考慮使用風量和制冷量較大的風機盤管。[來源制冷百科公眾號]注意:對于風管超過一定長度的風盤,應采用中、高靜壓的風盤,且出風管道上不宜多于兩個出風口。


    三、 采暖負荷計算


    1、采暖負荷計算的組成(Qn)

    冬季采暖通風系統的熱負荷,應根據建筑物下列散失和獲得的熱量確定:

    1)圍護結構的耗熱量,包括基本耗熱量和附加耗熱量,

    2)加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量

    3)加熱由門、孔沿及相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量;

    4)建筑內部設備得熱;

    5)通過其他途徑散失或獲得的熱量。

    對于一般民用住宅層高在3m 以下工程上可采用面積熱負荷法進行概算。


    單位面積熱負荷法:Qn=K×qn×S

    式中:Qn—— 建筑物的采暖設計熱負荷,W

    S —— 建筑物的建筑面積,m2;

    qn —— 建筑物的采暖單位面積熱負荷,W/m2,

    K —— 附加系數

    建筑各個區域的圍護結構、冷空氣滲透情況均有差別,如果需要計算的較為準確,應根據各個區域在建筑中的位置[來源制冷百科公眾號](如:是否靠近外墻、外墻上的門窗)和門窗(是否有冷空氣滲透)進行分別計算。


    2、 室內采暖單位面積熱負荷計算(qn)

    一般原則:

    • 別墅的負荷一般要比住宅的大一些。

    • 別墅的頂層負荷要大于中間層或底層。

    • 普通衛生間根據面積提供500~1000W的定值來計算。

    • 別墅地下室一般不配。

    • 客臥一般負荷相對較大。

    • 對于外墻較大或玻璃面積較大的,建議做負荷計算


    室內采暖單位面積熱負荷估算表(qn):


    附加系數:附加系數為采暖面積與全房間面積的比值,根據下表進行選擇:


    上表的附加系數為標準推薦數值,在實際工程中應根據實際情況做出具體調整。

    房間進深大于6 米時,以距外墻6 米為界分區當作不同的單獨房間,分別計算供暖熱負荷。


    4、另一種采暖熱負荷的估算辦法

    Qn=a×Rn×V×(tn-tw)

    Qn —— 采暖熱負荷 W

    tn —— 室內空氣溫度 ℃

    tw —— 室外供暖計算溫度 ℃

    V —— 建筑的體積 m3

    Rn —— 體積熱指標 根據建筑的保溫情況宜取0.4-0.7

    a —— 修正系數。請參考下表



    四、 采暖末端計算與選擇


    1、地暖盤管

    地暖面盤管的管間距直接影響到地板的散熱量,而地板散熱量需滿足室內負荷的要求。

    管間距根據管材、室內設計溫度、供水溫度、地板材料等因素而定。


    下表是PE-RT管材,地面材料為水泥地磚,在不同水溫、室內溫度和管間距的條件下的地面散熱量(其他地面材料的散熱量數據見附錄1)



    2、散熱片

    • 根據散熱片進出口水溫,求出散熱片平均水溫;

    • 根據室內設計溫度求出散熱溫差;

    • 根據散熱溫差查散熱片選型表,獲得單片散熱量q。


    五、 空氣源熱泵冷暖機組配置計算


    1、 確定建筑的負荷

    • 由設計院獲取

    • 根據建筑物的負荷指標和相應建筑面積的乘積,得出建筑的負荷。

    • 將各空調房間的負荷逐個相加得出空調總負荷。


    2. 機組臺數和容量的確定

    • 機組總負荷的確定:建筑的負荷或空調總負荷×80%左右的同時使用率。公寓房可不考慮同時使用率。[來源制冷百科公眾號]特殊情況需根據建筑功能和使用情況確定。

    • 大、中型工程應選二臺以上,但不宜過多,并考慮備用機組的可能性。

    • 若建筑物的最大負荷與最小負荷的差距過大,宜大、小容量機組搭配工作。


    六、 機組安裝位置規劃和環境控制


    1、機組安裝位置規劃

    1.1、熱泵主機的安裝與空調室外機的安裝要求相似。可安裝在屋頂、陽臺、地面上。出風口應避開迎風方向。


    1.2、主機(側出風)與四周墻壁或其他遮擋物之間的距離不能太小,出風口1米內不應有遮擋物,保證主機換熱器的吸熱散熱不受阻礙。


    13、主機(頂出風)進風口1米內不能有遮擋物,出風口2米內不應有障礙物,保證主機換熱器的吸熱散熱不受阻礙。


    1.4、當機組安裝在屋檐下或機組上方有水平障礙物時,機組的安裝位置必須在通風良好的地方,否則容易發生氣流短路,造成機組散熱能力差。


    2. 機組安裝環境控制

    1) 盡量不在陽光直射的地方。

    2) 不在臥室的窗臺或臥室的附近。

    3) 進、出風有足夠的距離,便于散熱。

    4) 能承受室外機自重的 2-3 倍以上的地方。

    5) 沒有油煙或其它腐蝕氣體的地方。

    6) 不影響其它因素或環境的地方。


    七、 采暖和冷暖系統介紹


    1、采暖和冷暖系統分類

    1.1、開式循環系統:管路中的循環水與大氣相通的系統。循環水水與大氣接觸,易腐蝕管路;用戶與機房高差較大時,水泵則需克服高差造成的靜水壓力,耗電量大。


    1.2、閉式循環系統:管路系統不與大氣接觸,在系統最高點設有排氣閥的系統。管道與設備不易腐蝕;不需克服高度差,從而循環水泵功率小。


    1.3、同程式系統:并聯環路中的各支路的流程都是相等的系統。


    ◆優點:系統的水力穩定性好,各設備間的水量分配均衡。

    ◆缺點:由于采用回程管,管道的長度增加,水阻力增大,使水泵的能耗增加,并且增加了初投資。



    1.4、異程式系統:并聯環路中的各支路流程不等的系統

    ◆優點:異程式系統簡單,耗用管材少,施工難度小。

    ◆缺點:各并聯環路管路長度不等,阻力不等,流量分配難以平衡。



    1.5、定水量系統:系統中循環水量為定值,或夏季和冬季分別采用不同的定水量,負荷變化時,改變供、回水溫度以改變制冷量或制熱量的系統。

    特點:定水量系統簡單,操作方便,不需要復雜的自控設備和變水量定壓控制。


    1.6、變水量系統,一般適用于間歇性降溫的系統(影院、劇場、大會議廳等):保持供水溫度在一定范圍內,當負荷變化時,改變供水量的系統。


    特點:變水量系統的水泵的能耗隨負荷較少而降低,在配管設計時可考慮同時使用系數,管徑可相應減少,降低水泵和管道系統的初投資;但是需要采用供、回水壓差進行流量控制,自控系統比較復雜。


    (未完待續)


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