空气源热泵可行性分析报告1

目

录目录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„前言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第一章空气源热泵热水器设计及应用概述„„„„„„„„„„„„„„„„1.1空气源热泵的概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1.2空气源热泵的发展„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1.3空气源热泵的前景„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第二章空气源热泵热水器系统运行原理„„„„„„„„„„„„„„„2.1蒸汽压缩式制冷循环原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„102.2空气源热泵热水器组成及工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„2.3空气源热泵的设计方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第三章空气源热泵热水器设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3.1空气源热泵热水器系统优化计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3.2热泵热水器工质性能分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22第四章超低温空气源热泵„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„第五章空气源热泵热水器前景分析说明„„„„„„„„„„„„„„„„„第六章空气源热泵生产投资规模分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„word档可自由复制编辑

摘

要本文主要从热泵热水器原理设计节能环保等方面进行了大体的说明从气源热泵的概述起源、发展历程等进行了介绍。从中可以了解到什么是热泵热水器？什么又是空气源热泵热水以及空气源热泵技术前景等等。其次是从热泵的运行原理,以及汽压缩式制冷循环原理方进行了更详细的介绍空气源热泵的组成以及设计方法。通过这一章可以的了解到热泵的组成、性质、特点等。最后对空气源热泵的系统计算、工质性能的分析，从环保节能经济性等方面入手说明空气源的对于其他热泵的优势。北方供暖机型的前景应用。word档可自由复制编辑

前

言能源是人类社会求生存和发展的物质基础为一个能源消耗大国,人口众多,能源相对匮,自然资源总量排在世界第七位,能源总量约万亿标准煤居世三位而均能源占有量约为世平均水平的40%管国人均用能源不及世界平均人均能源消耗水平的一,但能源消费总量已达界第二。从能源消费结构来看，我国是世界上最大的煤炭消费国，煤炭消费约占总能量的67%，这导致环境严重污染、生态逐年恶化的根本原因之一。因此，大力开拓新能源与可再生能源的实际用成为我国解决能源紧张和保护生态环境的重要战略任务。空气源能是新能源与可再生能源的重要组成部分。空气源能量巨大，是取之不尽。用之不竭的源。空气源能的利用不像对地球上所蕴藏的常规能源那样，可能会在几百年后就完全枯竭。空源能分布广阔，获取方便。空气源能不需要开采和运输，使用安全卫生，对环境无污染，是当之无的清洁能源。空气源能的利用具有巨大的市场前景，不仅带来很好的社会效益、环境效益，而且还明显的经济价值。近年来随着资源和环境的问题日益严重，在满足人们健康、舒适要求的前提下，合理利用自然源，保护环境，减少常规能源消耗，已成为暖通空调行业需要面对的一个重要问题。为了使空行业走可持续发展的道路，有必要对其技术进行创新。空气源热泵供热空调系统是一种利用可再生源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的环保型的新型空调系统。作为一种有效地节能绿色产，空气源热泵将在我国建筑空调系统中发挥越来越重要的作用。因此，空气源热泵技术在我国有着阔的应用前景。它的应用将产生重大的经济效益和社会效益。空气源热泵不需要人工的冷热,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取向建筑物供;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷时它还可供应生活用水可谓一举三得是一种有效地利能源的方式。word档可自由复制编辑

第一章第一节空源热泵概述1.1什么是泵

空气源热泵水器设计及用概述热泵热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。我们都有一个常识：水不可能自发的从低位流向高位，要将低位的水输送到高处去，必须用一水（耗电能作为补偿将位的水送到高处同理热量不可能自发的从低温环境传送高温环境中去，如果要实现热能从低温环境向高温环境的转移，必须通过一台设备，并消耗一部机械功（例如电能）作为补偿，这种设备就称为“热泵”。因此同益风冷热泵型热水机组的工作原是通过输入小部分电力，驱动压缩机运行，整个热泵系统投入动作，通过蒸发器不断从低温环境中收热量，通过冷凝器将系统吸收的热量和消耗的电能传递到高温环境中，原理如下所示。压缩每消耗1份电能就能使工质运送2～6份能（根据环境温度不同而定统使用电力、燃油、燃气等热水器实质上是一种能量转换装置，它们把电能、燃料的化学能转换为热能。例如燃气热水器，过燃气在氧气作用下燃烧，会有不完全燃烧、高温度热损耗、换热损耗等热能的损失，实际的制热系数反在0.5～之而泵所消耗的电能只是供应机（压缩机电等系做功搬运热能—把热能从低品位（低温）热源中运送到高品位（高温）热源中。因此，它不是热能的转换设备，是热能的搬运设备，它不受热能转换效率（极限为）的制约。热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热技术可以节约大量高品位能源。在运行中，蒸发器从周围环境中吸取热量以蒸发传热工质，工质蒸汽经压缩机压缩后温度和压上升，高温蒸气通过冷凝器冷凝成液体时，释放出的热量传递给了储水箱中的水。冷凝后的传工质通过膨胀阀返回到蒸发器，然后再被蒸发，如此循环往复。1.2空气源泵空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。空气源热泵系统过自然能空气蓄热)获取低温热系统高效集热整合后成为高温热源来(供)暖或供应水，整个系统集热效率甚高。word档可自由复制编辑

空气源热泵的原理实际和空调差不多，是一种新型的热水器，主要由几大部分组成：蒸发器，缩机，冷凝器，储液罐，膨胀阀等等，整套设备中贯穿着一种物质，冷媒，现实中最常见的就氟利昂，工作原理就是冷媒在蒸发器中与空气进行热交换，吸收空气的热量么会吸收空气的量，是因为这种物质的沸点很低一是零下40几度于物体由液态变成气态要吸收大量的热量以这里的空气相对来说温度已经很高以一定会吸热发器中吸热以后由液态变为气态入压缩机，由压缩机把这种冷媒加工成为高温高压的蒸汽，然后进入冷凝器，在冷凝器中，冷媒与进行热交换冷的温度下降由温高压的气态变成液态释大量的热量而就可以吸收这种热量，冷媒就又回到储液罐中，等待下一次的循环，正是因为冷媒的这种周而复始的循环，把大量的能源源不断的从空气中带到水中，所以叫空气源热泵热水器。图1-2-1第二节空气源泵的发展2.1气源热的历史1824年国科学家卡(Sadikarnot)表卡诺循环理成为热泵技术的起源1850年英国学家开尔文L.Kelvin)提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想热泵的理论起源于十九世纪早期法国科学家萨卡诺Sadikarnot)，卡诺在1824年首次以论提出“卡诺循环”理论30年后英国科学家开尔文（L.Kelvin)于1850年初提出冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之。word档可自由复制编辑

1912瑞士的苏黎世成功安装套以河水作为低位热源的热泵设备用于供暖早的水源热泵系统是界上第一套热泵统泵业20世纪40年代年代得到迅速发展用热泵和工业建筑用的热泵开始进市场，热泵进入了早期发展阶段。21纪着能机”价格忽升过进展的热泵以其高效回收低温环境热能，节能环保的特点，重登上历史舞台，成为当前最有价值的新能源科技。目前国际热能署专门成立国际热中心，设立热泵推广工程HeatProgramme界各国推广协调热泵技术的应用和展。美、加、瑞典、德、日、韩等国政府均发出专门官方指引促进热泵技术的社会应用。2.2气源热的优势空气源热泵以水源热泵类似方法空气获得热量来加热水。三种热泵中，空气源热泵受到的条件限制最小。空气能热泵热水器（空气源热泵水器）中的冷媒（、R417A等空气中的低温热能吸收进来，经过压缩机压缩后转为高温热能，加热水温。这种热水器（空气源热泵热水器）具有高效节能的特点，其节能效是电热水器的倍燃气热水器的3是太阳能热水的约2倍空气能是一种广泛存在、平等给和可自由利用的低价位能源，利用热泵循环提高其能源品位，因而是一项极具开发和应潜力的节能、环保新技术，具有实用价值。空气源热泵热水器加热时间短，水电完全分离，触电危险；无废烟、废气排出，因而无中毒危险；同时也克服了太阳能热水器阴雨天不能工、电热水器出现漏电、燃气热水器出现煤气泄露的缺点。空气能热泵热水器（空气源热泵热器）也得到了官方的应用。高效节能由工作原理可知，热泵组能从周围空气获取大量的免费热量，一般情况下，每消耗1度电大约能产生3度以上热量组效（COP平达～4以上当于热效率过300%～400%用接电加热方节能～75%以行费用是普通电热水器的1/4热水的1/3，燃油热水器的1/2.5，阳热器1/1.5。经济耐用由于效率高行电锅炉的1/3～1/4还且可以大大降低供电负荷约电力增容费气燃油锅炉较需相应的燃料供应系统此无需燃料输送费用和管理费。设备紧凑，操作、维护简单，无人工管理费用。机组安装在室外，比如群楼或顶层屋面、敞的阳台等处，无需设立专门的设备房不占用有效的建筑面积，节省土建投资。压缩机、热交换器主要零部件均选用名牌优质产品，运可靠，使用寿命长。外壳采用镜面不锈钢，高雅美观，经久用，不易生锈。安全环保热泵机组对大气及环境任何污而且节能效果明,于绿色环保类产符合我国目前的能源方面的基本政机组设有高低压异常保护缩载保护机护、word档可自由复制编辑

缺相保护漏保护传器故障保护温保护等多种自动安全保护功能与传统的热水锅炉比，没有相应的燃料供应和烟气排放系统，系统安全、卫生、清洁，没有燃料泄露、火灾、爆炸等全隐患。与传统的活塞压缩式热泵机组相比较，同益热泵采用涡旋式压缩机，其噪音小，对周围环不会产生不利影响。适应性强空气源热泵型热水机组的工作性能随室外气候变化比较明显，室外环境温度在0～40℃范围内，热泵机组都能正常工作。热泵机组提供可达0℃以上的热水，充分满足卫生热水、泳池恒温和采暖等各种需求。与水箱配套使用，充分利用夜间优惠电价时段来加热，预先储存大量的热。可多台机组并联满足更大量的热水需求，另外，在热水需求量减少的季节或需要检修时，可以停部分机组而不影响其他机组运行。第三节空气源泵热水器前随着能源紧缺的进一步扩大，全民的节能意识也得到了很大的提高。节能不再只是作为一种宣口号被传播，而是切实地被各地的政府等相关职能部门提上了日程。从长江三角洲的“电荒”涉及东北、华东、华南、西南等地区的“煤荒”与“缺油源紧缺的“红灯笼”挂遍中国大地。能源危机的警钟唤起了人们对能源战略应用的重新思考，同时也将人们的目光引向了新型能源的发及利用。伴随着能源紧缺的影响，一些标榜节能、环保的产品应运而生，特别是夏季来临时各个行业对能的严重依赖的影响对一些耗电大的产品的节能性提出了更高的要求如空调电热器等产品近两年来一种更新型节能热水器产品——空气源热泵热水器全市场都吹响了号。空气源热泵与目前常用的电热水器不同，它不是用电热管在水中直接加热，而是通过热泵集热从自然空气中收集热源，传热工质吸热自然汽化，经压缩后形成高温高压气体，再通过冷凝盘管“运”到水中释放热量。冷凝后工质变成液体经膨胀阀回到终端，周而复始，闭合循环，从而达到加冷水制取生活热水的目的。空气源热泵热水器具有太阳能热水器节能、环保、安全的优点，又解决了太阳能热水器依靠阳采热和安装不便的缺点。由于高安全、高节能、寿命长、不排放毒气等诸多优点，以及可以有的解决目前国内有关部门对节约能源、环保、安全等各方面较棘手问题，而日益受到社会各方面的泛关注。从政府职能部门来看，各级市府部门都在大力推广节能环保产品，并且在政策上也予以一定的持。今年2月16日，旨在限制室气体排放、遏制全球变暖的《京都议定书》生效，大力鼓励、广绿色环保新能源及其应用产品成为各国必然的选择能源紧张拉限电燃气涨价等问题的凸现，正促使传统的高耗的家电产加速退出市场家设《筑节“十五计划和2010年规划》提出到2015年全家庭太阳能热水器普及率要达到20%-30%中科学院广州能源研究所专家李凡提出能型热水器产品并不能把眼睛只盯在传统的热水器之上气热泵热水器将是继电热水、word档可自由复制编辑

燃气热水器及太阳能热水器之后的第四大种类热水器，并且安装不受建筑物或楼层限制，使用也不受气候条件限制。另外通过一些渠道了解到，以上海为首的一些城市在未来几年内，内环以内的热水锅炉设备将渐被取缔，市府职能部门也在大力提倡使用节能、环保产品；另外，针对上海民用建筑的结构分布的特殊性，有关专家建议：将这种“冰箱”式的热水器纳入申请城建筑节能发展计划中。上海资源综合利用协会专家倪德良建议，申请城绿色节能建筑发展计划中应纳入“冰箱”型热水器，在房时就留下相应空间，为其留一席之地。由于热泵具有较好的节能效果法的颁布实施促进了热泵事业的发展少氧化碳的排放量和限期停用工的环境保护政策。实施《民用建筑节能设计标准》后，建筑采暖能耗降，降低了热泵采暖方式的运行费用，增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。要解决大中城能源消耗量大、污染严重的问题，必须改善能源结构，这就为热泵的应用创造了条件。我国节能政和环境保护政策、巨大的建筑市场、丰富的工业余热资源等因素将会极大地促进空气源热泵热水器场的发展。对于房地产开发商来说，随着农村城镇化建设进一步加速以及缄区旧城改造的开展，新建住宅乎全部安装了热水器；同时在八十年代中期、九十年代初期安装的热水器均面临使用期已到须新的高峰期。在今后的十年，中国将有3％的家庭迁入新居，意味着平均每年有2万个上的家庭需要热水器，热水器的市场容量将以两位数增长。新型节能环保热水器在建筑行业的推广应用也给们带来了新的利润增长点加楼的品质业而言以24小使用热水相比电热水器而言，可以节省大量的运行开支。在空气源热泵制造行业中，以芬尼克兹节能设备有限公司为首的部分企业，在经过了几年时间努力后，从目前市场对热泵的接受程度及反响来看，无论从经销商层面还是终端用户，其认知度都在大大提高，一些报刊、媒体也在大肆报道空气能热泵热水器在业内创造的种种神话；并且在去一段时间我们在全国市场所做的泵工程反映来看气能热泵热水器确实是节能环保的热水品，在为客户创造价值的同时，用户对热泵的好评度也越来越高。热泵还可替代部分锅太阳能面积热水系统跟其是无法比较的活热水据一些媒体、杂志得出的初步估算数据来看，当热泵热水器进入市场成长期和成熟期时，应有400亿上的蛋等着分割。现在，国内生产热泵的企业接近100家，单纯从热泵的竞争来看，并不是很激烈。当前热泵市场最主要的问题就是产品知名度的问题，一万个人中，可能只有两三个人知道热泵热水器。从国上来看，热泵热水器已经是一个很成熟的技术了，但在国内来讲热泵热水器的确还处于起步阶段，如初生的婴儿，因此就需要有更多本着对行业负责的生产厂家投入其中，为这一阳光产业的更进一发展word档可自由复制编辑

做出不懈努力，给予更多的呵护与关爱。同时我们也呼吁相关的政府职能部门给予更多的政策持，让热泵产业在健康的道路上长足发展。图1-3-1第二章热泵热水器系运行原理第一节蒸压缩式冷循环原理热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第2定律，运用热泵的原理，只需要消耗一小部分的机械功（电能于温环境大气或地下水等）下的热量转移到高温环境下的热水器中，去加热制取高温的热水热可以与水泵比拟是不能自发地从低处流向高处将低处的水输送到高，必须用一台水泵，消耗一部分电力，才能将水送到高处的水箱中。同样，根据热力学第二定律热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转传送实现这个目的必要有一台机器消一部分机械（例如电能将低温环境中的热量传送到高温环境中去样机器就称之为“热泵”。热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出，连同本身所用的电能转变成的热能，一送到高温环境中去应用。单级蒸汽压缩式制冷系统如下图所示。它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其工作过如下制剂在蒸发压力下沸腾蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度缩不断地抽吸蒸发器word档可自由复制编辑

中产生的蒸汽并它压缩到冷压力，然送往冷凝器在凝压力下等压冷却和冷凝成液体制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介通是水或空气）与凝力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度后的体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器当制冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力降到蒸发压力，部分液体气化，剩余液体的温度降至蒸发温度，于是离开膨胀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。混合物中的液体在蒸发器中蒸发被却物体中吸取它所需要的气化潜热。混合物中的蒸汽通常称为闪发蒸汽，在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起热作用。蒸汽压缩制冷理论循环1.循环是简化了的实际制冷环）图2-1-1逆卡诺循环：1’3－－5’－1’蒸汽压缩制冷循环：－－－－－

图2-1-21-2（压缩机）：等熵压缩；2-3-4（冷凝器）：等压放热；4-5（节流阀）：绝热节流，等；5-1（蒸发器）：等压吸热而制。压缩－热（冷却与凝）－流－吸热（化、蒸）空气能是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低价位能源，利用热泵循环提高其能源品位，因而是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术，具有实用价值。空气源热泵热水器加热时间短，水电完全分离，无触电危险；无废烟、废气排出，因而无中毒危险；同时也克word档可自由复制编辑

服了太阳能热水器阴雨天不能工作、电热水器出现漏电、燃气热水器出现煤气泄露的缺点。空气能热泵热水器也得到了官方的应用。第二节空气源热泵热器组成及工原理空气源热泵热水器是继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器的新一代热水装置，是可替代锅的供暖水设备。空气源热泵热水器是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水，可一年三百六十五天全天候运转相同的热水量用本只有电热水器的1/4气水器的1/3太阳热水器的1/2。高热效率是气源热泵热水器最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热泵热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。21统介绍空气源热泵热水器内专置一种吸热介质——冷媒在液化的状态下低于零下℃与界温度存在着温差，因此，冷媒可吸收外界的热能，在蒸发器内部蒸发汽化，通过空气源热泵热水器压缩机的工作提高冷媒的温度，再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，放出大量的热量，传递给水箱中的储备水，使水温升高，达到制热水的目的。系统组成空气源热泵中央热水机组一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成。系统简图图2-2-2工作原理1.低温压制冷剂经膨胀机构流降压后入空气交换机中蒸发吸热空中吸收大量的热量Q1word档可自由复制编辑

2.蒸发热后的制冷剂以气态式进入压缩机压缩后变成高温高压的制冷此时制冷剂中所蕴藏的热量分为两部分一分是从空气中吸收的热量Q1一分是输入压缩机中的电能在压缩制冷剂时转化成的热量Q23.被压后的高温高压制冷剂入热交换器，将其所含热量Q1+Q2）释放给进入热换热器中的冷水，冷水被加热到℃最达60）直接进入保温水箱储存起来供用户使用；4.放后的制冷剂以液态形式进入膨胀机构，节流降......如此不间断进行循环。2.2特点与优势设计先进通过计算机仿真测试实验室，模拟各种恶劣环境的运行，调试评估出机组系统的最优化配置方案及机组最合理的COP值运用现代计算机仿真技术结合设计风道系统，有效减少高频噪音。智能控制强大的微电脑控制功能，彻底解决系统运行的安全问题，能够智能化的向终端用户提供连续、稳定的卫生热水。高效节能的制热系统空气能热泵是以空气做为能源来源的，受环境影响很小。采用全新高效制热系统，优化的系统设计，运行平稳，系统稳定，综合效能比达到3.6-6高端配置电子膨胀阀本身具有很大的调节能力，从而更保证了更强的节流能力；管翅片热交换器采用内螺纹铜管，翅片采用亲水铝箔，具有高效的热交换性能，从而增大其换热量；机组冷凝器采用进口高效优质的螺旋铜管制作，换热能力充足，能效比更高；拥有专利的融霜控制技术，保证机组具有良好的制热性能，除霜更快更彻底；确保机组能够稳定运行。低温运行能在恶劣天气下使用，机组具有智能化霜功能，但是一般适用于最低温度在℃上地区全方位保护机组有全方位的保护系统、各种参数查询、故障查询、系统参数查询等功能，动行安全可靠、方便，真正做到无需人员值守，节省开支。绿色环保因不使用燃气所以不会产生废气，不会破坏臭氧层。同时COP至为3以，比电热水器节省甚电，比燃热水器及太阳能热水器年辅助加热节省1/2甚费。而每减少消耗一度电量，可以少发电时的1.5磅二氧化碳产生，也可以减少对大气层破坏。word档可自由复制编辑

同时空气源热泵抽取空气中的热量制热后，排出的是冷风，有利于改善环境温度，降低温室效应。注：但是，目前我国大部分厂家所采用的热媒（冷媒）还是，用保热媒（冷媒）R417A、R410A的时逐渐到来。而日本等一些国家已率先采用CO2作热媒（冷媒），不对氧层造成破坏（所以在安装时，铜管务必要连接紧密，防止R22漏。若R22完全漏出，对环境无任何负面影响）。另外，以上所述的R417A、R410A、CO2皆对人体不造成伤的，即使有漏出，整套热水设备都是安全的。今后更需改进的是对热泵压缩机的改良。第三节空气热泵的计方法这一节主要通过对热泵负荷与容量的确定、机组类型与台数的确定、热泵的位置、水泵的选择布置、热泵热泵系统末端设备的选择、热泵热泵水系统、空气源热泵空调系统节能措施等方面行了详细的介绍。其次还要考虑一些其他因素的影响，例如使用时间、较低温度的地方不宜使用、室外强度低于空气源热泵平衡点温即气源热泵供热量等于建筑牦热量时的室外计算温)时设置辅助热源。在辅助热源使用后，应注意防止冷凝温度和蒸发温度超出机组的使用范围等等。以仅从技术角度指出了空气源热泵在寒冷地区的使用，设计时还蓄从经济角度全面分析。在有集中供的地区，就不宜采用。31热泵负与容量确定热泵负荷包括热泵冷负荷和热泵热负荷。热泵冷（热）负荷指为将室内的空气参数维持在设计数状态，单位时间内需向建筑提供的冷（热）量。这是一个受室内设计参数、室内人员、设备散热、散湿量、围护结构性质、室外空气环境参数（包括温度湿度、气流速度射强度等诸多因素影响的变量。在室内外设计计算参数条件下的热泵冷（热）负荷为建筑物之热泵设计计算冷（）负荷。让热泵系统恰如其分地提供冷（热）量，以满足设计计算状态下建筑物的需求，并随时适建筑物热泵冷（热）负荷及其变化的需要是热泵设计的根本目的。在热泵系统设计过程中，热泵负荷计算是第一步，热泵负荷的计算应包括热泵设计计算负荷的定和各时段负荷的分析。其次，设备的容量必须满足热泵设计计算(热负荷的要求，另外设备的配置应适应热泵负荷变化的特点。在以空气源热泵型冷热水机组为冷源的热泵系统设计中热泵机的容量既要考虑到大楼各部分的同时使用系数，还应考虑到热泵的实际制冷量、实际供热量会因设间距限制等原因造成通风不畅，部分气流短这部分的出力损失约占5％左右而到影响，和室外热器因表面积灰、换热器表面结垢、设备衰减等因素的影响，故所选择的热泵机组尚应考虑安全数。由公式来表示：Q=1·β2·QD。式中，—热泵机组在设计工况下的制冷（供热）量KWQD——设计计算负荷，word档可自由复制编辑

1——同时使用系数，由具体工定，一般为0.751.0β2——安全系数，一般取1.05～1.10。另外，热泵机组既要满足系统夏季的供冷要求，又要满足系统冬季的热泵供暖要求。各不同供商的热泵机组的额定制冷量，额定供热量的参数不尽相同，与各地区热泵室外设计参数不一定致。对南京而言，一般供应商所提供的热泵机组额定制冷工况条件与实际一致或相近，一般空干球度为35℃，热泵冷媒水进出水温度别为12、℃左右。而冬季制热热泵的额定工况条件为室外空气温度7~8℃进出水水温为50-55℃这一条件与南京地区冬季热泵设计计算温度相差甚远京候特征为冬冷夏热。对于一般办公、酒店为主的综合楼，冬季热泵供暖设计计算热负荷约为夏季泵设计计算冷负荷的70-85％在热泵机组选择时，应查看热泵机组对应于当地设计计算气象参数条的真实出力。如果热泵机组在设计计算室外参数条件下的制冷量大于设计计算冷负荷，而制热量于热负荷，则应以热负荷为准选择热泵。反之，如果制冷量满足设计计算冷负荷要求，而供热量大所需热量，则可考虑部分选用风冷型冷水机组，部分选用热泵机组，以减少投资。一般情况下，按季负荷选定的热泵，能满足冬季供暖的要求。32机组类与台数确定热泵型冷热水机组根据压缩机的不同可分为涡旋式热泵机组式热泵机组和螺杆式热泵机组，按机组结构大小、组合规模不同，热泵机组可分为整体式热泵机组和模块式热泵机组。整体式热泵机组与模块式热泵机组没有本质的区别，所谓模块式热泵就是指一台热泵机组由若干台热泵单元（有独立的制冷回路、独立的蒸发、冷凝、独立的框架，甚至有独立的控制板）联而成，各单元增减组合灵活方便，任意一单元的故障不影响其余各单元的工作。每单元的额定制量为左国热泵机组生产企以生产模块式热泵机组为多而整体式热泵机组从外观上看是组合单元，一整体框架，虽然内部可有多台压缩机，甚至有以上的制冷回路，但它们之间一般不可再分解。模块式热泵机组的主要优点是噪音低、振动小，由于系统总的制冷回路多，冬季化霜对系统水温影响小。系统互备性也好，另外，热泵机组一般置于屋顶，模块式热泵机组由于各单元合灵活，各单元尺寸小，重量轻，故具有运输吊装、安装方便等优点。如工程较大，模块式热泵机会由于制冷单元数量较多，而存在故障点多、维护量大的可能，额定工况下的效率也略低于整体机。另外，由于模块化热泵一般采用板式换热器，对水质要求较高，对各单元之间水力平衡的要求也高。综上所述，对较小系统，或对尺寸、重量吊装等有特殊要求的场合，模块式热泵有其优越性。选用模块式热泵应注意三个问题：一是水质要求，入口要设较高过滤效率的过滤器，二是水力平衡好，三是拼装块数不宜过多，以免影响换热器的进风面积。一般一组不宜超过个单。在选择整体式热泵机组时，应考虑到热泵系统负荷变化的特点和设备间的互备性，考虑到冬季热泵化霜时尽可减少对水温的影响。一般一个热泵系统的热泵台数不宜低于2-3台每个热泵系统的配置的热泵机组的总的制冷回路数不宜少于4-6个。然，热泵的台数还应考虑大楼功能、用户单元划分、计量、管理等word档可自由复制编辑

综合因素致往复式热泵机组螺杆式热泵机组理论上讲螺式热泵运动部件少维量少，效率也高，噪音也低。但由于热泵的噪音很大一部分来源于风机，而且压缩机的噪音可以通过隔音罩等办法降低，故实际上螺杆式热泵的噪音比活塞式热泵的噪音略低（约-5dB(A)外，对热泵机组热阻主要在室外换热器侧，热泵的效率还受两器面积等因素的影响，故从工程角度，螺式热泵与活塞型热泵在效率上的差异有限。但螺杆式热泵的价格高于往复式热泵。关于制冷剂问题有条件时尽可能选用对环境影响小的制冷机，如134aR407C，其中应优选R407C其是R134a，冷剂价格考虑，目前最便宜的是R22。33热泵的置热泵的位置有下列几种，一是置于群楼顶，二是置于塔楼顶，三是置于窗台，四是置于净高较的室内。考虑到吊装及日后更换等原因，热泵被较多的置于群楼顶。当热泵置于群楼顶时，要估其对主楼及周围环境的影响，较大的热泵机组（≥200RT噪音在75~85db(A)左。有必要时加隔音屏障，或在主楼靠热泵侧避免开门，做双层窗或高质量的空玻璃取代普通单层玻璃窗。布于窗台的热泵往往是每层要求独立配置、单独计量的场所，只限于较小容量的热泵，宜采用侧进风排风的形式。选用上排风热泵时应安装导流风管，改成侧排风。即使室内有较高净空，热泵置于室是不可取的，受条件限制必须设于室内时，室内应有穿堂风可利用，要有足够的进风面积，并将排通过风道有组织排至室外，防止气流短路。加接排风管时，对风机应作相应调整，避免因阻力的增而减少通风量。比较理想的方法还是将热泵机组置于塔楼顶，以使热泵有良好的通风条件并使噪音响面降为最小。但应注意，热泵不能临近住宅或其他对噪音要求较高的房间布置，不得紧贴住宅（房）上面或下面布置热泵及水泵。热泵机组宜采用弹簧减振器隔振，减振器型号及布置点经计算确。热泵靠女儿墙及主楼的距离大于热间间距不宜小于有件时距离应加大泵的布置除虑对周围影响小，通风好外，还应考虑管线布置、设备吊装及以后的更换等因素，有条件时留出12台热泵位置，为发展留下余地，并为设备安装及更换考虑足够的荷载条件。34水泵的择与布水泵的数量宜与热泵的台数相对应。热泵与水泵的连接方式宜采用一对一串联的方式，热泵与泵联动。热泵数量较多时，水泵可贴临热泵布置，水泵应具有防水性能并加挡雨吸音罩，热泵量较少时，水泵宜集中布置于室内。备用水泵可采用先不安装临时替换的方法。如果水泵采用先水组并联再与并联的热泵组相串联的方式，则并联的热泵数量不宜超过6台并应有可靠的水力平衡措。这种连接方式应将水泵布置于临近热泵的室内可以置于地下室泵台数应考虑1～台备用泵。在选择水泵规格时，尽可能选低转速泵，以减低噪音，水泵的流量可按系统所需流量的1.1倍取水泵的扬程应等于系统所需服的总阻力泵的功耗应控制在热泵出力的1/30之水的布置要有一定的间距条时预留～2台水的安装位置以备发展之需泵应有可靠的隔振施35热泵热系统末设备的选择word档可自由复制编辑

夏季工况条件下，热泵机组额定供回水温度分别为7℃和12，这与一般热泵器的额定工况相一致，热泵器的选择计算与其他形式的热泵系统一致。冬季工况条件，热泵热泵系统在额定条件（室外空气℃机的额定供回水温度一般分别在4742℃而室外温度较低时热系的供水温度一般维持在～℃一水温条件明显低于锅炉供热系统的额定供回水温分别为60和50℃即于一般热泵器性能参数表中给出的额定进出水温度（也分别为60℃和50℃于水温不一样，热泵器的散热量有明显差异。有学者因此认为热泵系统末端设备应在夏季工况计选择结果的基础上有所放大。但根据我们的计算，南京地区热泵系统的末端可以采用夏季制冷工况件下的计算选择结果。这一方面是由于南京地区一般建筑物的供暖热负荷小于季冷冷负荷，另外同样的热泵器60℃进水温度条件下的供热量明显大于7进水条件下的制冷量。冬季当进水温度降至39～℃，热泵器的散热量能足室内供暖的要求。另外，习惯上按中档参数选择热泵器，本身就有一定的裕量。如热泵热泵系统有个上的制冷回路，化霜对水温不会造成明显的波动，故一般不会影响室内温度的波动当统热泵只有12个回时为减少化霜对室内温度的影响有件时可热泵器启停控制与水温步如当水温低于℃时热泵器风机停止运转当温高于35时风机恢复运转。这样可有效提高室内的舒适性。36热泵热水系统较大的热泵系统一大楼中运行时间不一致的不同功能部分有若干需独立计量的部分或存在阻力相差较大的若干部分，热泵水系统宜通过分集水器分设若干个子系统，热泵和水泵配置应与之相适应保证系统始终处在较高工作效率状态统分时应满足各部分计量与维护的要，应满足不同功能部分不同时运作要求，要尽可能将同一性质的热泵器归划为一个子系统，而将力特性相差较大的热泵器（如风机盘管热泵器与组合式热泵器，或风机盘管热泵器与新风机组等）划成不同子系统。各系统设备只要条件允许，尽可能采用同程布置方式。并联的水泵，并联的热泵并联的水泵热组之间的连接也尽可能采用同程布置形式不的水路系统宜通过分集水器连接集水器各分支管上宜设温度计和平衡阀各并联环路回水管上有条件时也宜设温度计和平衡阀，以利观测及水力平衡。各主要设备（泵、组合式热泵器、柜式热泵器）进入口宜设温度计、软接头、过滤器、压力表。系统中热泵与水泵的连接宜采用压入式连接，即水泵往热泵供水。水泵与热泵相距不远时，可在水泵吸口装过滤器。采用板式换热器的热泵入口应装不少于60日吋的过滤器。组合式热泵器柜式热泵器进水口应装过滤器，垂直系统的客房内的风机盘管热泵器入口应设水过滤器、水平式统的风机盘管，可只在每层的进水次干管处设过滤器。水泵的出入口均应装压力表。系统定压点应于集水器或回水管上。系统膨胀水箱底应高出系统最高点1以上。水箱高出生活水箱时，应采用水泵机械补水。膨胀水箱应设信号管以便观测其中的水位。膨胀水箱的位置应避免由于各种原因出现溢水可能造成的对电梯等造成影响。有条件时热泵水系统宜采用变水量控制以有效解决水力失衡和少部word档可自由复制编辑

分负荷情况下水泵的消耗。当系统中热泵与水泵采用各自先并联后串联的方式连接时，为减少泵的消耗，各热泵机组的出水口应装置与热泵机组联动的电动阀。37减少热机组噪影响的措施减少热泵机组噪音的影响，一方面应从热泵机组着手，如压缩机加消音套，风机采用静音型，尽可能选用低噪音的热泵机组。热泵机组除自身内部压缩机台座有良好减振外，热泵整机底座应有减振措施，尽可能选用弹簧减振器，弹簧减振器应通过认真计算确定。另外，在布置上，热泵组应尽可能远离房间，或与相邻的房间之间加隔声屏，但应注意隔声屏不应阻碍通风气流的流通。般说来，将热泵机组布置于主楼顶影响面最小。从楼内走向热泵所在屋面平台的出入口应做隔音门设隔声套间，或热泵机组与大楼核筒之间有辅助房间（如水泵间、配电间）等隔断。水泵也是主要噪音源，水泵的减振隔噪同样重要。置于屋面的水泵宜设带配重平衡块的弹簧减振台座。有条件水泵置于室内，既可防雨，又可隔音，水泵间应做吸音处理，如水泵置于室外，防雨罩内贴吸音材对降噪有效果。另外，水泵宜选用低转速泵，水泵房通向内走道的门应做隔音门，有条件时设隔音套。38空气源泵空调统节能措施就热泵空调系统而言其定电耗超过了整个建筑额定耗电量的50％空系统有效的节能措施对于减少建筑能耗，减少大楼的营运成本有明显的效果与意义。热泵空调系统耗电的部分有：泵机组包括压缩机和冷却风机、末端空调器、水泵。热泵空调的节能措施可分下列几个方面：（用效率低能耗的热泵，合理确定热泵台数。在热泵空调系统中热机组在定制冷工况下的功耗占整个空调系统总能耗的～（根据末端空调器的形式不同而不同缩的能耗约占系统总能耗的74～％机耗占4～6％。所以热泵机组效率的高低对空调系统能耗有决定作用。热泵机组的效率包括额定工况下的效率部分负荷工况下的效率。从各供应商提供的资料看，热泵效率高低差异明显，高者额定工况制冷系达到3.7左右，低者在2.8左。采用高效热泵节能意义明显。个别热泵还可根据室外环境参数改变机的转速，以减少风机的能耗。建筑物的空调负荷是随着外界气象参数和内部使用情况变化而变的，热泵机组台数及大小应充分考虑满负荷效率及部分负荷的特点与效率，经优化使全年能耗最低原则上，热泵机组不少于2～台，独立的制冷循环数不少于46个。(2).合选配水泵额定工况下水泵的能耗占空调系统总能耗的5％左右，在部分负荷情况下，如果选配不当，水泵的能耗不会减少，占整个系统能耗的比例会明显提高。另外，工程中普遍出现的所选水泵过大，水温差过小的现象。所以水侧能很有潜力可挖掘。水泵台数尽可能与热泵台数匹配，以便部分热泵停机时，水泵相应停机，以减少水泵的消耗。选水泵也应为高效之水泵，所需水泵的流量扬程应与实际一致。另外，如果水泵能采用变频泵，使额word档可自由复制编辑

定工况下的水温差达到5℃，同在部分负荷下，水泵流量也相应改变，当然不应小于热泵机组的最小限定流量，则其节能效果会更显著。用变频技术改造现有工程大有可为。（）用自动控制方法部分负荷情况下，热泵机组投入台数的合理确定，需要对热泵机组进行群控，要使水泵的运行数与热泵机组同步，需要对系统采变量自控方式。让水泵在限定的范围变量也需要可靠的热泵与水泵联控新量的组织与根据室外环境参数或二氧化碳浓度控制新风量新能耗降为最小，有时还可利用室外新风进行自然降温，最大限制地减少能耗。（）端空调器节能末端空调器所消耗的能量约占整个空调系统能耗的517％，当末端空调器以风机盘管为主时，其能耗所占的份额变小，以组合式空调器为主时，其能耗所占总能耗的比例增大。因此，从减能源消耗角度，小而分散的空调器更节能。另外，高焓差低风量的空调器耗电少于低焓差大风量空器。对气流组织无严格要求的舒适性空调场所，尤其是商场等人员聚集较多的场所，大焓差空调器可减少能耗又减小风道面积节风道系统的投入和建筑空间一般柜式组式空调器常有四排管、六排管和八排管之分。从节省角度，尽可能少用四排管空调器，多用六排管空调器，对组合式调器可考虑用八排管空调器。另外，由于空调器能耗占不少比重，部分负荷情况下，尽可能减少空器的能耗有明显价值。不管水系统是变量，空调器设三档变速是需要的。在定水量系统中，有条件对空调器采用变频等调速方法恒温控制可最大限度地减少末端空调器的能耗。采用以空调器耗电标准的计量空调系统，风侧变速控制可使计量更客观。末端空调器的节能还可体现在当室外空气焓低于室内空气焓值的情况下，尽可能利用室外空气冷却室内空气。双风机组式空调器系统或分立但动控制的变新风和变排风系统都可实现这一效果。（）善环境通风，防止气流短路热泵所处环境的通风情况是热泵机组能否高效运行，甚至是能否正常运行的相当重要的条件。风良好的标准是，进入热泵的空气为环境空气，而热泵排出的气流又能及时排走、排远，热泵组排气与吸气不短路。为实现这一目标应努力做到热泵与女儿墙的足够距离，或女儿墙上开足够面的进风口，其次，热泵离核心筒和主楼应有足够的距离，热泵与热泵之间也应有一定的空间距离，些距离一般应在3米上。为了美观及布置方便，热泵机组大多对齐并列布置，为改善通风，热泵机可错列。另外，应注意风向的影响，尽可能避免将热泵机组布置风下建筑物45°阴暗区内。热泵机组并排布置时，在热泵之间搭凉栅，可较为有效地减少短路，另可改善吸气环境，对冬季雪天减弱积霜程度有良好效果，这一措施也可减少夏天热泵吸入气流的温度，减少太阳辐射对换热表面温度的不良影响。凉栅下可设置水泵，也为日常检查维修创造了好的环境。热泵机组不应置于室内，不宜布置于对齐的每层的阳台上。如布置于阳台上，阳台宜突出整体面，应设于通风良好的转角处，应选用侧排风形式，或对竖排风的热泵加接风管水平排风，但机应word档可自由复制编辑

作相应调整。不得已置于室内的热泵必须加接排风管，将排气引出室外，且避免排风口与进风过近形成短路现象。同样由于加接风管，热泵所配风机应予调整，以适新的通风工况。热泵周围的气流情况很复杂，可以通过计算流动动力学方法模拟气流状态，以求得最佳通风布方式。（）风与节能空调建筑中新风负荷占相当的比工况下等建筑新风负荷占空调总负荷的30％左右，商业建筑中新风负荷占50左右。新风在数量上等于排风和渗透风及侵入风等风量之和。将渗透风、侵入风降到最小程度，将排风组织起来，通全热交换器回收其中的能量，具有明显的能意义。由于目前国内空气品质差空气含尘量大，全热换热的管理带来麻烦，也缩短了全热换热器的使用年限，从而影响了全热换热器的大量推广。对于热泵空调系统，如能将排风有组织地至热泵机组入口，也是有利于提高热泵机组效率的，不失为一个简便有效的节能措施。（）他措施在炎热的夏天少工程的热泵机组由于通风不良或机组质量上的问题水度很难得到保证，这种情况下在进风侧往换热器喷水的方法可收到明显效果。喷水的不利后果是可能导致换热器面积垢，而影响换热，但由于盘管表面还有一定的灰尘，水垢也许不会直接在盘管表面形成甚至造影响传热之程度。为了防止结垢，喷软化水是解决问题的根本方法，但会增加费用。为提高喷水效，应改喷水为喷雾，喷多少量恰到好处、怎样喷效率最高、非软水喷有何不良影响及其影响程度多都是值得深一步研究的课题。（）行与节能从前面讨论的热泵特性曲线可知，热泵机组出水温度的改变可以改变热泵机组的效率。比如在境温度为30℃出水温度为12时，热泵机组的效率要比出水温度7℃高出6％，环境温度为℃时水度为15℃时热泵的效率为出水温度为℃时的倍左右温变化会降低末端空调器的换热效率，但在部分负荷条件下，适当降低水温同样能满足室内要求。冬天的情况也有类似果，在室外温度-℃时（南京空调计室外计算温度机组出水温度为40℃的效率，比出水温度为50℃时的效率高出13％左，在0℃时，热泵机组出水温度℃的效率是出水50℃时的1.14倍。南京及有相近气候条件的地区，冬季40水温能满足末端空调供暖要求。除此以外，空调系统在上班人员到达前提前开启，有利于节能，另外由于围护结构及家具等的热特性，空调系统热泵机组比下班时间提前关闭半小时至时，既不影响整体舒适，又有明显节能效果。提前开机，提前关机的确切时间根据建筑围护结构，室内家具特性、使用功能等因素而，因工程而异一般提前半小时左右开、停热泵机组的方案是有效可行的。化霜是热泵机组不得于而为之的动作，化霜期间不但不供热，反而制冷，对供热效率影响明显改善化霜控制方式，提高智能化化霜控制的精确性是热泵机组改进性能的重要课题之一。在采非智word档可自由复制编辑

能化霜控制器的热泵的运行管理中，管理人员根据气候特点，随时根据气候的变化调整化霜间及化霜时间可明显提高热泵机组的供热效率，减少能源浪费。另外，热泵与蓄冷空调技术结合起来，可起到对电网削峰填谷作用，具有明显的社会效益和良的市场前途。热泵机组冷凝热的回收也应成为制造商、业主、工程设计人员共同关心的节能课。总之，热泵空调系统运用面广量大，节能的空间很大，可节省的能量可观。推广节能技术改良有的热泵空调系统优设计新热泵空调系统可节省巨大能源具显著的经济效益节效益、环境效益和社会效益。第三章

热泵热水设计计算热泵热水器的计算热水器的系统计算进一步扩展到优化计算，从热泵的工质选择分析到系统的论循环和热力计算，需要进一步解决的问题和研究方向等问题进行了计算和阐述。总体来说，气源热泵热水器发展前景还是不错的。第一节空气源热泵水器系优化计算空调制冷量计算并不复杂。严格讲，空调器输出制冷量的大小应以W（瓦）来表示，而市场上常用匹来描述空调器制冷量的大小。空调匹数，原指输入功率，包括压机、风扇电机及电控部分因不同的品牌其具体的系统及电控设计差异，其输出的制冷量不同，故空调制冷量以输出功率计算通常情况下，家庭普通房间每平方米所需的制冷量为115-145W客厅、饭厅每平方米所需的制冷量为（：因为客厅人流大空调制冷量计算一般来说1匹制冷量大致是2000大，换算成国际单位应乘以1.162，故1匹之制冷量应力大×1.162＝2324w）,这里的（瓦即表示制冷量，则1.5匹的为2000大卡x1.5x1.162＝3486（此推，根据此情况，则大致能判定空调匹数和空调制冷量，一情况下，2200W一2600W都称为1匹4500(w-5100）可称为2匹3200W一3600W可称为1.5匹般惯地把2500W称为1匹而2300W称小3500/3600W称为1.5匹而把3200称为小1.5匹）空调制冷量是判断使用何种空调的重要依据如家庭客厅使用面积为平米若按每平方米所需制冷量考，则所需空调制冷量为：160W×152400W。样，就可根据所需2400W制冷量对应选购具有2500W制冷的KF-25GW型分体壁挂式空调器。空调制冷量确定后，即可根据目己家庭之实际情况估算制冷量，选择合适的空调机。家用电器消耗制冷量的较大部分，电视、电灯、冰箱等（瓦）功率要消耗制冷量（窗方向也消耗一定的制冷量，东面窗150W／m2西面窗280m2，南面窗180W／，面窗100W／，是顶及西晒可考虑适当增加制冷量。在选择空调时，最好估算一下空调制冷量大小，以便选到满意空调机。word档可自由复制编辑

就现有系统而言改变冷凝盘长度外整充注量和膨胀阀开度对系统COP也明显的提高，并且稳定性得到改善。例如在环境温度25~C的工作条件下，管长60m、注量2kg的系统优化前COP仅为30，优化后的系统冷凝盘长为、充注量5kg，其COP可以达到4．8。现提出改进建议如下：充量在热泵系统运中起重要作用。它不仅与运行的气候条件有关，还和膨胀阀的开度有耦合关系。虽然不易直接计算得出，但能得出一些经验性的结论。今后的研究中，可以考虑一些数学方法进行系统识别，以便找出充注量和其他参数的关系2)冷器盘管的长度关系到热泵系统设计的合理性与经济性，在理论计算的基础上，由实验结果验证，可以对其进一步优化3)压缩机率的波动显示了系统运行不稳定，加装了储液器后，冷凝器出口温度曲线波动明显变小，稳定性明显提高；家用空气源热泵热水器系统中，应注意水箱容积与压缩机匹配的合理性，否则影响到户的使用方便与否。第二节热热水器质性能分析2.1

应用热泵热器的工分析现在市场上，用于热泵热水器的工质种类繁多，而且很多企业为了技术保密，多数也不愿意公自己采用的工质，这就导致其他厂家在设计产品时难于选择。为解决此问题，本文选取常用于泵热水器的四种工质分别进行理论计算，希望可以对热水器的设计提供参考。(1)R22无色味，不燃、不爆毒性小，对金属无腐蚀，使用安全。标准蒸发温度-40.8℃凝固温度为－℃，具较好的热力性质和热物理性质。它在常温和普通低温范围内压力比较适中单位容积制冷量大，传热性能虽然不如氨，但是比某些氟利昂工(如R134a)强溶水性差，在润油中有限溶解。尽管R22属于HCFC类物质，环指标ODP(Ozone-destroyPotential消臭氧层潜能值)为左右，(Global-warmPotential温室应潜能)为0.35左，对大气臭氧层也有一定的破作用，但比R12小得多，所以在一场合，它适合用于某些禁用制冷剂的过度性替代物，目前广泛应用在家用空调器以及中型冷水机组中，在工业制冷中也有所使用。（）R134a它被广泛应用于替代R12它的消耗臭氧潜能值ODP为0，全球变暖潜能值GWP为0.27，的小多R134a不燃，且蒸发器和冷凝器都在正压下工作。对于它的替代情况很多文献都有相关介绍，在这里就不一一赘述。（R407C近来有不少学者行了专门针对热泵热水器的研究VinceC.Mei研了用R407C代替R22在热泵热水器中应用，果发现，在相同设计运行能力的热泵系统中R407C热泵水的热水加热能力明显高于R22系统但是R407C系统耗能也有所增加，使得它在高水温时的低于R22系统如使用专门为R407C计的蒸发器COP就会比R22系明显提高20%水热功率也会提高4%[3]。word档可自由复制编辑

R407C具与R22相近的制冷量，压力基本相当，对整个系统的改动小。但其传热特性较差，需用酯类润滑油更换R22的滑[。另外是非共沸型制冷剂，一旦发生泄漏，其COP值急速下降，属于过渡工质。（）R417a它ODP值零CWP值低，故有良好的环境可接受性。实验结果表明R417a系的吸、排气压力比R22系稍高或接近，但对应于同一温度下的饱和压力R417a小R22，有利装置的运行。在相同设计运行能力的热泵系统中R417a制热量略小于，功也比R22小COP值高于R22，此R417a完全以热泵热水系统中作为替代工质直接替代R22，可以安全可靠运。此外有资料表明热系统中极希望的混合替代工质为R407C和R410a[7,8]近共沸混合物R410a虽有基本定的沸点，但它的排气压力较高，作为替代制冷剂就要求对设备改型，因而难以用作灌注式替代。2.2系统的论循环和工热力计现选取R22R134aR407C和R417a四工质蒸发热量为时考一定的过冷度和过热度，对过渡季、夏季和冬季三种典型工况进行热力计算，系统的理论循环如图所示理论计算结果列表如下中冷度和过热度均5℃）一般工况：取T0=15℃，Tk=60℃（见表1夏季工况：取T0=20℃，Tk=60℃（见表2冬季工况：取T0=-℃=60（见表3）图2.2系统的理论循环显然，由图中可以看出：单位工质的制热量qhh2-，单位工质的耗电量w0=h2-，则制热系数为：

表1一般工不同工热力性能比表工质R222431.00785.880.2971.324.441645.1word档可自由复制编辑

R134a1699.27486.290.2941.334.521213.083.78R407C2494.30741.530.3121.344.301752.894.18R417a2151.81678.850.3071.354.401473.079.03表2夏季工不同工热力性能比表工质

冷凝压力蒸发压力压机功率冷凝热量(Kpa)(KPa)(KW)(KW)

制热系数

压比

压差压机排气(KPa)温（℃）R22

2431.00906.330.254

1.28

5.04

2.6821524.7

100.68R134a1699.27569.75R407C2494.30864.46R417a2151.81786.59

0.2500.2660.260

1.281.301.30

5.124.895.00

2.9821129.52.8851629.82.7361365.2

82.0891.2677.90表3冬季工不同工热力性能比表工质

冷凝压力蒸发压力压机功率冷凝热量(KPa)(KPa)(kW)(kW)

制热系数

压比

压差压机排气(KPa)温（℃）R22R134aR407CR417a

2431.00353.501699.27199.742494.30313.662151.81297.58

0.5610.5730.6070.623

1.591.611.641.67

2.832.812.702.68

6.8772077.5130.168.5081499.594.297.9522180.6111.147.2311854.286.01计算结果分析（）计算结果可知，不管用何种制冷工质，一般工况下其平均制热系数h=4.42，季平均h=5.01，冬季平均h=2.76，都电热水器和燃气热水器高的多，这表明其具有显著的节能经济性；（）系统运行来看，由于冬季温差较大，故冬季运行时制热系数相对较低，而且压比较大，压缩机等设备运行有很大影响，因此建议热泵热水器夏季和过渡季运行，而冬季适当辅以电加，安全合理地发挥热泵的效能；（）的排气温度最高，不于系统的运行，加之对大气臭氧层有破坏作用，因此替代在所难免；（）R134a的热系数最大，但其溶水性较强，少量的水即可以使其产生较强的金属腐蚀性，或产生“镀铜”现象；word档可自由复制编辑

（）R417a的气温度最低，排气温度低对润滑油的粘度影响降低，可防止润滑油分解变质，改善系统的工作条件，提高机器的使用寿命；虽然其制热系数比R22稍低，但在环保方面有一定优势，因此具有广阔的市场前景。结论根据以上的计算和分析文推在热泵热水器中使用和R134a制工质是使用R134a要加强干燥防水措施，防止对设备和管道腐蚀，这点要特别值得注意。2.3热泵水的讨随着能源在世界经济发展中的作用愈加凸现，节能已成为一个热门的话题和研究方向。目前卫热水能耗在建筑能耗中的比例越来越大，建筑卫生热水节能日益受到重视。在热水器行业，用热水能耗的节约途径主要是采用新型高效热水器，提高热水器的效率。人们一直致力于发展各种新术，寻找各种新材料来提高热效率，减少热损失以达到节能目的。虽然也取得很多成果，不过现在来，要从这些方面继续改进比较困(当然这并不代表这方面的改进不重)。各种燃气热水器的效率般都已达80%左右，有的甚至已达85%，进一步提高效率较难，最多还有5%的节能潜力。近年来，些上海居民选用了电热水器，热效率已高达90%~95%进一步提高更难。这就引发了我们对于热水器的思考：能不能设计出一种安全节能又方便使用的热水器呢？热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统，它被形象的称为“热量倍增器”。目前在市场广泛出现的家用冷暖空调器上，就已经广泛地应用了热泵制热，其制热系数已高达3以。那么利用热泵的原理来制取热水，消耗一度电所获得的热水，比普通电热水器消耗三度电所获得的热还要多，这是传统热水器所不能企及的。目前市场上热泵热水器种类很多，主要有太阳能助推型、水源和空气源三种系列。太阳能助推热泵是热泵与太阳能技术结合使用的一种热泵技术；水源热泵是利用一定温度的水源20℃以)为热源以制冷剂为媒介，将水源中的热量吸收后经压缩机压缩制热，通过热交换器与冷水交换热以达到取暖和制取热水的目的,水源泵必须有一定温度和流量的水源源泵以水源热泵类似方从空气获得热量来加热水。三种热泵中，空气源热泵受到的条件限制最小，发展空间最大，因此文着重对空气源热泵热水器进行分析讨论。热泵热水器的基本原理如图1所：它主要是由压缩机、热交换器、轴流风扇、保温水箱、水泵、储液罐、过滤器、电子膨胀阀和电子自动控制器等组成。接通电源后，轴流风扇开始运转，室空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出系统，同时，蒸发器内部的工质吸热汽被吸入压缩机，压缩机将这种低压工质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器，被水泵强制循环的也通过冷凝器，被工质加热后送去供用户使用，而工质被冷却成液体，该液体经膨胀阀节流降温后次流入蒸发器如反复循环工作气中的热能被不断“泵”送到水中保温水箱里的水温逐渐升，最后达到55℃右，正好适合人们洗浴，这就是空气源热泵热水器的基本工作原理。word档可自由复制编辑

第章

超温气热一、产概述空气能热泵是以空气作为高温(低温)热源来进行供热(供冷的装置。相对于其它热泵类型而言,我对空气源热泵的究起步较早,研内容也较多。以环境空气作为低品位热源,可以取之不尽,用不竭,处都有无获取。空气源热泵则安装灵活、使用方便、初投资相对较低,且比适用于分户装,前我国室内空调器大都采用的是这种形式。

这也就使得我国空气源热泵冷热水机组市场空前繁荣生研制已经比较成型,产品规格齐全,品牌多。二、工原理空气源热泵机组由蒸器冷器、缩、胀

四大主要部件构成封闭系统，其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是

逆循原：液工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽（汽化），汽潜热即为所回收热量，而后经压缩机压缩成高温高压气体，进入冷凝器内冷凝成液态（液化）把吸收的热量发给需要的加热的水中，液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到膨胀阀内，吸收热量蒸发而完成一个循环，如此往复，不断吸收低温源的热而输出所加热的水中，直接达到预定温度。三、性热循是在冷凝温度（）下定温放热，在蒸发温度（）定温吸热，定熵地进行膨胀和压缩，所需的平衡功由外界提供。由熵的定义和热力学定律可知逆卡诺循环热泵的性能系数COP为word档可自由复制编辑

COP=TCO/(TCO-TEV)（1）COP值应了热泵的效率，由（1）可见，热泵的COP恒大于1，一般的热机效率恒小于1。这因为在循环过程中有电能的输入，电能是做功能力的高品位能，环境中的能是基本失去做公能力的低品位能，热泵是利用少部分高品位的能把低品位能提高中品位能。能说：空气源热泵技术最大的优势就是经济节能，因