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        常見(jiàn)問(wèn)題

        空氣能熱泵作為供暖制冷的冷熱源,如何選型?

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        空氣源熱泵冬夏兩用機組的容量選擇困擾著(zhù)很多人,例如,空氣源熱泵機組在北方地區以供暖為主,制冷為輔,當冬季供暖的熱負荷大于夏季制冷的冷負荷時(shí),空氣源熱泵機組應該怎么選?在南方地區,主要考慮夏季制冷的冷負荷,當夏季制冷的冷負荷大于冬季供暖的熱負荷時(shí),空氣源熱泵機組又該怎么選?本期欄目便針對這一問(wèn)題展開(kāi)探討。

        一、冬夏兩用機組的容量選擇

        空氣源熱泵機組作為夏季空調冷源,不需再另外設計或由用戶(hù)自行設置其他空調制冷設備。一臺機組既要考慮冬季制熱要求,又要考慮夏季制冷要求,特別是冬季制熱時(shí)熱水溫度可達50℃,供回水溫差為5℃;而夏季制冷時(shí)生產(chǎn)7℃冷水,供回水溫差為7℃,冬夏季輸送冷熱水的循環(huán)水泵怎樣選擇?是否冬夏各選一臺循環(huán)泵?

        空氣源熱泵機組可兼顧制冷與制熱,當機組用于冬夏兩季時(shí),其容量的選擇有兩種方法:先根據冬季熱負荷選擇機組容量,再根據夏季冷負荷進(jìn)行校核;或先根據夏季冷負荷選擇機組容量,再根據冬季熱負荷進(jìn)行校核。

        假如在按冬季熱負荷選擇機組容量時(shí),機組在夏季室外計算溫度下的制冷量比建筑冷負荷大,實(shí)際上在工程運用中這種現象常有發(fā)生,一般做法是確定空氣源熱泵機組時(shí)應按滿(mǎn)足冬季供暖負荷和夏季空調負荷二者中的較大規格選型。

        其實(shí)機組在不同的季節制冷及制熱都會(huì )與對應的建筑負荷產(chǎn)生偏差,如果這種偏差過(guò)大,就會(huì )對機組運行性能與應用效果帶來(lái)不利影響。

        因此,按冬季熱負荷還是夏季冷負荷選擇機組容量,也是空氣源熱泵機組設計選型中不可忽視的問(wèn)題。

        二、根據現有產(chǎn)品標準體系選擇不同的空氣源熱泵機組

        通過(guò)對以上現執行的有關(guān)空氣源熱泵規范及產(chǎn)品標準體系的了解,我國在選用空氣源熱泵時(shí)共有4個(gè)標準,這4個(gè)標準分別規定了產(chǎn)品標準體系及分類(lèi)使用條件,即低環(huán)溫空氣源熱泵、普通型空氣源熱泵、熱泵熱水機。

        從以上分類(lèi)使用條件中得出不同環(huán)境下分別使用低環(huán)境溫度空氣源熱泵、普通型空氣源熱泵的名義工況、低溫工況介質(zhì)在空氣側及水側的使用條件。

        在表1、表2產(chǎn)品標準體系中,低環(huán)境溫度空氣源熱泵適應在低溫工況-20℃干球溫度下進(jìn)行工作,也就是適用于我國寒冷地區及部分嚴寒地區的冬季供暖機組,如果要在冬季-20℃干球溫度以下供暖,則需要對低環(huán)境溫度空氣源熱泵再進(jìn)行研判。而普通空氣源熱泵只能在2℃干球溫度/1℃濕球溫度下工作,它只能在夏熱冬冷地區以上氣侯中使用,才能適應氣侯的變化。

        在這里要引起注意的是在我國寒冷地區及部分嚴寒地區的冬季供暖機組不能采用普通型空氣源熱泵機組。大家都知道,在寒冷地區及部分嚴寒地區,夏季炎熱,為進(jìn)行室內降溫可設置壁掛式空調,到了冬天也有些人將夏季壁掛式空調用來(lái)進(jìn)行冬季采暖,當室外氣溫在-5℃以上時(shí),可以體驗到增溫的感覺(jué),如果室外氣溫低于-5℃,壁掛式空調是制熱的。

        可能有人會(huì )問(wèn),當前農村“煤改電”用的暖風(fēng)機也不是空調,為什么在北方也能吹熱風(fēng)供采暖用?這就得回顧產(chǎn)品標準體系及標準了。北方用的暖風(fēng)機產(chǎn)品是按照低環(huán)境溫度空氣源熱泵標準生產(chǎn)的。類(lèi)似的事情也曾發(fā)生過(guò),將南方使用的熱泵熱水機用在北方的采暖工程中,其結果與壁掛式空調相類(lèi)似。

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        三、空氣源熱泵機組可以供熱水(采暖)也可以供冷水(空調),選擇時(shí)因地制宜

        首先在工程中空氣源熱泵機組選型時(shí)有空氣源熱泵供暖及制冷系統形式,目前北方在農村“煤改電”工程中絕大部分只考慮冬季供暖時(shí)使用,而其他三個(gè)季節都閑置,從資源利用來(lái)看這是不經(jīng)濟的。

        另外,從機組使用壽命來(lái)看也是不合算的,以北京為例,每年供暖時(shí)間為120天,年平均工作日為三分之一,空氣源熱泵停機時(shí)間為三分之二,據資料介紹,空氣源熱泵停機時(shí)間過(guò)長(cháng),其使用壽命比經(jīng)常使用要短,因此,空氣源熱泵機組在選型時(shí)有多種表現形態(tài),要盡可能發(fā)揮機組應有的作用,滿(mǎn)足及利用產(chǎn)品應有的功能,利用現有資源,節省工程投資是當前北方地區農村“煤改電”值得提升的地方。

        空氣源熱泵選型時(shí)應適應涵蓋我國南北方的多個(gè)氣侯區,有的專(zhuān)做冬季供暖用,也有的應考慮供暖及制冷系統形式,有條件時(shí)也可考慮冬季供暖、夏季制冷、一年四季供應熱水的運行方式。由于供暖及制冷系統的服務(wù)對象千差萬(wàn)別,生活習慣和要求不同,需要考慮氣候特點(diǎn)、機組性能和使用者的要求,因地制宜地應用。

        四、空氣源熱泵機組規格確定原則

        1、確定原則

        (1)應按滿(mǎn)足冬季供暖負荷和夏季制冷負荷二者中的較大規格選型。

        (2)當機組同時(shí)作為太陽(yáng)能熱水系統輔助熱源時(shí),應按滿(mǎn)足三者要求的更大規格確定。

        (3)在滿(mǎn)足上述需求的前提下,設備容量不宜過(guò)分放大。

        2、所需設計計算數據

        (1)制熱量應能夠滿(mǎn)足冬季供暖負荷——計算重點(diǎn)供暖工況時(shí)機組制熱量應根據室外供暖計算溫度和供水計算溫度確定,并采用融霜修正系數進(jìn)行修正。

        (2)制冷量應能夠滿(mǎn)足用戶(hù)夏季空調冷負荷——一般采用房間單位面積冷負荷指標校核計算的方法。

        (3)制熱量應能夠滿(mǎn)足太陽(yáng)能生活熱水系統輔助加熱量——與供暖不同時(shí)使用。機組制熱量可按室外氣溫為0℃,供水溫度為50℃時(shí)的工況確定。

        3、空氣源熱泵機組選型注意事項

        (1)實(shí)際上制熱量能效比是隨干濕球溫度變化的。如果選擇空氣源熱泵機組單臺制熱量時(shí),應參照當地的氣象資料,查與當地冬季空調室外計算干球溫度相適應的制熱量,并計算能效比;對于室外計算干球溫度為-10℃的地區,應采用低溫空氣源熱泵機組。

        (2)循環(huán)泵應滿(mǎn)足系統冬季設計供暖工況和夏季制冷工況所需流量和揚程的較大值;冬季地面供暖系統和夏季風(fēng)機盤(pán)管系統循環(huán)泵系統阻力應匹配;選擇開(kāi)式水箱或閉式承壓水箱時(shí)應考慮系統阻力的不同。

        (3)空氣源熱泵的一個(gè)缺點(diǎn)就是在低溫及潮濕環(huán)境下,空氣源熱泵機組蒸發(fā)器表面極易結霜凍冰,機組的能效比和運行穩定性受到很大的影響,大量的工程實(shí)踐證明,冬季在南方潮濕地區、北方寒冷地區,通過(guò)能效比的測試,發(fā)現等質(zhì)化的空氣源熱泵在工程中使用,制熱效果相差懸殊。(主要是融霜原因)應具有先進(jìn)可靠的融霜控制,融霜時(shí)間總和不應超過(guò)運行周期時(shí)間的20%。在確定空氣源熱泵機組冬天的制熱量時(shí),應根據融霜情況采用融霜修正系數進(jìn)行修正。



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