热泵课件第三章

1、1第三章 空气源热泵n热泵式空调器热泵式空调器 n适用于寒冷地区的柜式热泵机组适用于寒冷地区的柜式热泵机组nVRVVRV热泵空调系统热泵空调系统n空气源热泵冷热水机组空气源热泵冷热水机组 n空气源热泵空调系统设计要点空气源热泵空调系统设计要点 n空气源热泵设计使用与创新空气源热泵设计使用与创新 2 热泵式空调器热泵式空调器窗式热泵式窗式热泵式空调器空调器3分体式热泵空调器4分体式热泵空调器室内机类型及注意事项n室内机形式：室内机形式： 挂壁式、立柜式、天花板式等挂壁式、立柜式、天花板式等 n注意事项：注意事项： 室内机和室外机之间的距离不大于室内机和室外机之间的距离不大于5 5m m为好，为好

2、，最长不超过最长不超过1010米；米；室内机和室外机之间的高差最多不超过室内机和室外机之间的高差最多不超过5 5m;m;5一拖二或三式热泵空调器6窗式热泵式空调器排风系统示意图存在问题？7ASHRAE ASHRAE Standard 62-2001nMinimum rates of outdoor air ventilation have been specified in building codes and IAQ standards. This ASHRAE Standard recommends that the outdoor air requirement for living a

3、reas (including the bedroom) is 0.35 air changes per hour (ACH) but not less than 7.5 l/s per person in residential buildings 8Question?nCan outdoor ventilation rates in residential buildings employing RACs comply with the ASHRAE standard? nWhat is the outdoor airflow rate entering indoors because o

4、f the ventilation provision available in a WRAC and is it adequate for an acceptable IAQ? nTo what extent could a WRAC provide a better IAQ than an SRAC because of better-controlled ventilation? 9Schematics of the laboratory experimental setup10The results of laboratory experiments on outdoor ventil

5、ation rates 11Comparison of outdoor ventilation rates using a WRAC and a SRAC ？nAOQPCQ)(12改进的窗式热泵空调器13室外换热器的存在问题：TTTfefedew0TTTf ef ed e w0结露结霜14结霜的气象条件相对湿度干球温度15结霜速率和气象参数的关系16结霜工况下的传热系数ffeaffTk34085002891100 45524.()Kkffffi1110 0翅片干表面传热系翅片干表面传热系数，数，W/m2； 霜表面析湿系数；霜表面析湿系数； f霜层厚，霜层厚，m； 翅化系数；翅化系数； i管内制

6、冷剂侧表管内制冷剂侧表面传热系数，面传热系数，w/m2； ff翅表面结霜后翅表面结霜后的翅片效率；的翅片效率； kf霜的导热系数，霜的导热系数，w/m2。17结霜工况下特性曲线C0为80%；曲线0为75%；曲线A0为70% 传热系数与相对湿度的关系18制热变化率与时间的关系耗；曲线1室外相对湿度为80%；曲线2室外相对湿度为75%；曲线3室外相对湿度为70%；19曲线1室外相对湿度为80%；曲线2室外相对湿度为75%；曲线3室外相对湿度为70%；功量变化率与时间的关系12320曲线1室外相对湿度为80%；曲线2室外相对湿度为75%；曲线3室外相对湿度为70%；制热性能系数与时间的关系21适用于

7、寒冷地区的柜式热泵机组22制热工况：提高制热量的方法？23提高制热量的方法n将室内机中冷凝的一部分液体制冷剂经旁通电磁阀和膨将室内机中冷凝的一部分液体制冷剂经旁通电磁阀和膨胀阀喷入涡旋压缩机的中间室。胀阀喷入涡旋压缩机的中间室。 (1) (1) 可降低压缩机的排气温度；可降低压缩机的排气温度； (2) (2) 增加制热工况运行时的制热量。增加制热工况运行时的制热量。n提高压缩机的运行频率（提高压缩机的运行频率（30115 Hz30115 Hz），增加涡旋压缩），增加涡旋压缩机的排气量。机的排气量。n增大室外换热器的传热面积和风量，提高蒸发温度，延增大室外换热器的传热面积和风量，提高蒸发温度，延

8、缓结霜缓结霜 n压缩机高效运行压缩机高效运行 24HR-20热泵式恒温恒湿空调机制冷流程制热流程？25VRV热泵空调系统2627带热回收的VRV系统2829制冷剂管路系统30端管的分连接方式配管接头连接方式31室外机的频率控制32VRV系统的特点n设备少，管路简单，节省建筑面积与空间设备少，管路简单，节省建筑面积与空间n布置灵活布置灵活n具有显著的节能效益具有显著的节能效益n运行管理方便运行管理方便n经济效益显著经济效益显著新风输送方式新风输送方式 ？ 设计实例33空气源热泵冷热水机组3435空气源热泵机组的种类很多n如从压缩机的型式来看：有全封闭、半封闭往如从压缩机的型式来看：有全封闭、半封

9、闭往复式压缩机、涡旋式压缩机、半封闭螺杆式压复式压缩机、涡旋式压缩机、半封闭螺杆式压缩机等；缩机等；n按机组容量大小分：有别墅式小型机组，和中按机组容量大小分：有别墅式小型机组，和中大型机组；大型机组；n按机组结构来分：有整体式机组和模块化机组。按机组结构来分：有整体式机组和模块化机组。n按功能分：一般热泵机组按功能分：一般热泵机组 、热回收机组、蓄冷、热回收机组、蓄冷热机组热机组 36空气源热泵机组流程（之一） 37（之二）（之二）38空气源热泵机组流程（之三）39空气源热泵机组流程（之四）40空气源热泵机组的优点n用空气作为低位热源，取之不尽，用之不竭，用空气作为低位热源，取之不尽，用之不

10、竭，处处都有，可以无偿地获取。处处都有，可以无偿地获取。n一机两用，冬季供热水，夏季供冷水。一机两用，冬季供热水，夏季供冷水。n省了一套冷却水系统和锅炉。省了一套冷却水系统和锅炉。n可布置在室外，不占用建筑物的有效面积。可布置在室外，不占用建筑物的有效面积。n安装方便，便于运行管理。安装方便，便于运行管理。n设备的保护和控制系统齐全而完善，使设备的设备的保护和控制系统齐全而完善，使设备的可靠性不断提高。可靠性不断提高。41空气源热泵机组的品牌与市场情况n 空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣，生产厂家及产品品空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣，生产厂家及产品品 牌已由牌已由19951995的十几个发

11、展到现在的几十家。的十几个发展到现在的几十家。n 其中，国产机组占其中，国产机组占25%25%左右，其余全部为合资产品、台资产左右，其余全部为合资产品、台资产品和进口产品。进口产品如美国的开利、约克、特灵、法国品和进口产品。进口产品如美国的开利、约克、特灵、法国的西亚特、意大利的阿尔西；国产台资产品有厦门的国本、的西亚特、意大利的阿尔西；国产台资产品有厦门的国本、北京的台佳、上海富田、福州扬帆等；合资的有上海合众开北京的台佳、上海富田、福州扬帆等；合资的有上海合众开利、上海新晃、广东吉荣等。单机冷量范围为利、上海新晃、广东吉荣等。单机冷量范围为12.712.7kW-kW-1500kW1500k

12、W）。）。机组冷热量规格齐全，能较好地适应不同建筑面机组冷热量规格齐全，能较好地适应不同建筑面积的需要。积的需要。42空气源热泵机组的缺点n机组的性能随室外空气状态参数（随地区和季节的机组的性能随室外空气状态参数（随地区和季节的不同）不同而变化，这对热泵的供热能力和制热性不同）不同而变化，这对热泵的供热能力和制热性能系数影响很大。能系数影响很大。n有结霜问题，结霜后热泵的制热性能系数下降，机有结霜问题，结霜后热泵的制热性能系数下降，机组的可靠性降低；室外换热器热阻增加；空气流动组的可靠性降低；室外换热器热阻增加；空气流动阻力增加。阻力增加。n空气的热容量小，热泵比空冷冷水机组需要大得多空气的热

13、容量小，热泵比空冷冷水机组需要大得多的空气量掠过蒸发器，按经验，热泵每的空气量掠过蒸发器，按经验，热泵每kWkW供热量实供热量实际需要空气际需要空气1200 1200 m m3 3/h/h。n在空气含有化学物质的地方容易腐蚀在空气含有化学物质的地方容易腐蚀43解决结霜问题的途径 n防止结霜的方法防止结霜的方法 n除霜方法除霜方法 n除霜控制方法除霜控制方法44防止结霜的方法n系统中增加一个辅助的室外换热器；系统中增加一个辅助的室外换热器；n系统中设置一个电加热器；系统中设置一个电加热器；n改进系统，提出新流程；改进系统，提出新流程；n室外换热器表面处理；室外换热器表面处理；n增大室外换热器的面

14、积。增大室外换热器的面积。45除霜方法（1）空气除霜，室外空气温度高于23采用；（2）电热除霜，将电加热器放置在蒸发器上；（3）热气除霜，是经常采用的方法，可把一部分高压制冷剂旁通到蒸发器进行除霜，也可以利用四通换向阀将供热工况转变为制冷工况进行除霜。46除霜控制方法n定时除霜定时除霜n温度（压力）温度（压力）时间法时间法 n温差温差时间法时间法 n空气压差控制法空气压差控制法n自组织模糊控制除霜自组织模糊控制除霜4748空气源热泵机组的平衡点49空气源热泵空调系统设计要点n机组应用场合机组应用场合 1 1 根据国家标准建筑气候区划标准（根据国家标准建筑气候区划标准（GB50178-GB501

15、78-93-93），），IIIIII区属于夏热冬冷地区，比较适合；区属于夏热冬冷地区，比较适合； 2 2 我国中部和长江流域，日平均其日平均气温平滑我国中部和长江流域，日平均其日平均气温平滑稳定通过稳定通过55的天数超过了的天数超过了6060天，不供暖难于正常天，不供暖难于正常生活与工作。而这些地区法定上不是供暖地区，所生活与工作。而这些地区法定上不是供暖地区，所以城市中无任何城市热网和区域锅炉房。以城市中无任何城市热网和区域锅炉房。 3 3 环保要求较严格的地方环保要求较严格的地方 50结霜除霜对机组性能的影响n 低温结霜区：济南、北京、郑州、西安、兰州等。低温结霜区：济南、北京、郑州、西安

16、、兰州等。这些地区属于寒冷地区，气温比较低，相对湿度也这些地区属于寒冷地区，气温比较低，相对湿度也比较低，所以，结霜现象不太严重，一般平均结霜比较低，所以，结霜现象不太严重，一般平均结霜除霜损失系数在除霜损失系数在0.9500.950以上。以上。n 轻霜区：成都、重庆、桂林等。其损失系数都在轻霜区：成都、重庆、桂林等。其损失系数都在97%97%以上。这表明，在这些地区使用热泵时，结霜以上。这表明，在这些地区使用热泵时，结霜不明显或不会对供热造成大的影响，热泵机组特别不明显或不会对供热造成大的影响，热泵机组特别适合这类地区应用。适合这类地区应用。51n 重霜区：如长沙。其结霜除霜损失系数竟达重霜

17、区：如长沙。其结霜除霜损失系数竟达 70.3%70.3%。主要是因为该地区相对湿度过大，而且室。主要是因为该地区相对湿度过大，而且室外空气状态点恰好处于结霜速率较大区间的缘故。外空气状态点恰好处于结霜速率较大区间的缘故。在使用空气源热泵供热时，必须充分考虑结霜除在使用空气源热泵供热时，必须充分考虑结霜除霜损失对热泵性能的影响。霜损失对热泵性能的影响。n 一般结霜区：杭州、武汉、上海、南京、南昌、一般结霜区：杭州、武汉、上海、南京、南昌、宜昌等。其结霜除霜损失系数在宜昌等。其结霜除霜损失系数在808090%90%左右。在左右。在使用空气源热泵供热时，要考虑结霜除霜损失对使用空气源热泵供热时，要考虑结霜除霜损失对热泵性能的影响。热泵性能的影响。52机组的选择n根据平衡点温度选择机组根据平衡点温度选择机组n根据供热负荷系数选择机组根据供热负荷系数选择机组 供热负荷系数供热负荷系数= =供热设计热负荷供热设计热负荷/ /热泵提热泵提供的供热量供的供热量 1.71.7左右设计是比较可行和经济的左右设计是比较可行和经济的 53辅助热源形式 n电加热器，分档开、关电加热器，分档开、关n燃油、燃气热水锅炉燃油、燃气热水锅炉冷热水系统形式冷热水系统形式（1）不推荐采用VWVVWV系统，必须保证通过空气源热泵冷热水机组