超全面的空气源热泵冷暖设计与应用.docx

空气源热泵机组原理和结构空气源热泵冷暖机组系统概述空气源热泵，除具备制取出采暖用热水的功能外，空气源热泵机组还能切换到制冷工况制取冷冻水。空气源热泵的基本原理是刘丁压缩式制冷循环，利用冷媒做为载体，通过风机的强制换热，从大气中吸取热量或者排放热量，以达到制冷或者制热的需求。WHASXBU1.ifti1.按照逆卡诺循环原理，该系统主要空气源热泵生机和末端两大部分组成。空气源热泵机组与末端共同使用，前者提供冷水或热水，后者将冷水或热水，通过热交换，提供冷气或采暧。空气源热泵机组是采暖系统中的主机，由于采用空气源冷凝器不需要冷却塔：而蒸发器是水冷的，夏天制冷时提供冷水，冬季制热时提供热水，风机盘管是空调系统的末端装置，装在室内如同把水从低处提升到高处而采川水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到而祝“所以热泵实质上是一种热量提升装置,，热泉的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体）。产品结构：空气源热泵顶出风、测出风结构设计、选型与配置一、空调负荷计第I.空调负荷计算的组成（Q1.）由于室内外温差和太阳幅射作用，通过建筑物围护结构传入室内的热量形成的冷负荷：（2）人体散热、散湿形成的冷负荷；（3）灯光照明散热形成的冷负荷；（4）其他设符散热形成的冷负荷：（5）渗透空气所形成的冷负荷（6）新风量负荷2 .空谢负荷计鸵方法荷单介绍空调动态负荷的计算显得比较繁琐，即便是采用一些简化手段，计算工作量也是比较大的。估算最简便，捷径行路，人之通性，慢慢的被它取而代之r.但是估算的根据并不坚定，偏保守是不可避免的,总是顾虑怕估算的小了，这也是可以理解的。估算法也要注意与实际相符合，要根据实际的经验以及不同建筑的各自不同的情况。目前空调负荷的计算还是以估算为主。3 .民用建筑空调单位面积冷负荷（q1.）易同类型冷负简指标（kb2）病间类型冷负得指标<w/«2）办公室120-220门厅、中亚110-180百货商场180-300走廊90-120旅馆客房IOG-ISO室内游泳池220-360会议室220-320图书阅览室100-150nff（交通鼻）220-280陈列空展览厅160-260舞厅（迪斯科）280-350会笊、报告厅200-260酒吧150-250体育馆200-280西餐忖20G-250影刷院观众厅220-350中餐厅宴会会220-360影剧院休息厅250-100健身房保龄球150-250俣院病病100-ISO现发、美容150-280俣院手术室150-500管理、接待110-150公住宅100-2004 .负荷计算单位面积冷负荷法Q1.=<1.×S式中：Q1.建筑物空调房间总冷负荷（W）Q1.冷负荷（Wm2）S空调房间面积（m2）二、空调末端（风机盘管）的计算与选择（I）根据风量：房间面积、层高（吊顶后）和房间气体循环次数：者的乘积即为房间的循环风量。其时应的风机就管高速风量，即可确定风机盘管型号。（2）根据冷负荷：根据单位面枳负荷和房间面积，可得到房间所需的冷负荷值。利用房间冷负荷对应风机盘管的中速风量时的制冷员即可确定风机盘管型号一般采用第二种方法根据冷负荷选择风机盘管，在特殊场合如对噪音要求较高的场所，可用第一种方法进行校核。幽定型号以后，还需确定风机盘管的安装方式（明装或安装），送回风方式（底送底回，测送底回等）以及水管连接位置（左或右）等条件。房间面积较大时应考虑使用多个风机盘管，房间单位面积负荷较大，对噪音要求不高时可考虑使用风量和制冷量较大的风机就管。注意：对于风管超过一定长度的风盘，应采用中、高睁压的风盘，且出风管道上不宜多于两个出风口。三、采暖负荷计算1.采暖负荷计算的组成（Qn）冬季采暧通风系统的热负荷，应根据建筑物下列散失和获得的热电确定：1）围护结构的耗热量，包括基本耗热量和附加耗热量：2）加热由门窗缝隙渗入室内的冷空气的耗热员：3）加热由门、孔沿及相邻房间浸入的冷空气的耗热量：4)建筑内部设备得热：5)通过其他途径散失或获得的热量。对于股民用住宅层高在3m以下工程上可采用面积热负荷法进行概算。单位面积热负荷法:Qn=KxqnxS式中：Qn建筑物的采暖设计热负荷,WS-建筑物的建筑面枳，m2：qn建筑物的采暖单位面积热负荷，Wm2,K-附加系数建筑各个区域的国护结构、冷空气渗透情况均有差别，如果需要计算的较为准确，应根据各个区域在建筑中的位置(如：是否拳近外墙、外墙上的门窗)和门窗(是否有冷空气渗透)进行分别计算。2.室内采暧单位面积热负荷计噌(qn)1)一般原则别筮的负荷一般要比住宅的大一些。别聚的顶层负荷要大于中间层或底层。普通卫生间根据面枳提供5()01.()0OW的定值来计算。别当E地下室般不配。客卧一般负荷相对较大.对于外墙较大或玻璃面积较大的，建议做负荷计算2)室内采暧单位面枳热负荷估算表(qn)住宅(Ij)别室(W三s)客餐厅100-130客餐厅120-150主卧室100120主卧室110-130.客卧110140客卧110-110书院100120书房110-1303.附加系数附加系数为采啖面积与全房间面积的比值，根据卜.农进了选择:果眼区IB1.R与房间总面积比值>0.550.4-0.550.25-0.I<0.25附加系数1.01.31.351.5上表的附加系数为标准推荐数值，在实际工程中应根据实际情况做出具体调整。房间进深大6米时，以距外墙6米为界分区当作不同的单独房间，分别计算供暧热负荷。4.另一种采暧热负荷的估鸵办法Qn=a×Rn×V×(tn-tw)Qn采暖热负荷Wtn室内空气温度cCtw室外供暧计算温度'CV建筑的体积m3Rn体积热指标根据建筑的保温情况宜取0.4-0.7a修正系数.请参考下表果暖室外计算温收C0-5-10-15-20-25-30a2.162.001.741.551.41.31.2四、采暧末端计算与选择1 .地暧盘管地暖面盘管的管间距直接影响到地板的散热量，而地板散热量需满足室内负荷的要求，管间距根据管材、室内设计湿度、供水温度、地板材相等因素而定。下表是PE-RT管材，地面材料为水泥地砖，在不同水温、室内温度和管间距的条件卜的地面散热量（其他地面材料的微热量数据见附录I）根据散热片进出口水温，求出散热片平均水温：根据室内设计温度求出散热温差：根据散热温差查散热片选型表，获得单片散热量q°五、空气源热泵冷暖机组配置计算2 .确定建筑的负荷由设计院获取根据建筑物的负荷指标和相成建筑面积的乘枳，得出建筑的负荷。将各空调房间的负荷逐个相加得出空调总负荷.3 .机组台数和容域的确定机组总负荷的确定：建筑的负荷或空调息负荷x80%左右的同时使用率。公寓房可不考虑同时使用率。特殊情况需根据建筑功能和使用情况确定。大、中型工程应选二台以上，但不宜过多，并考虑备用机组的可能性.若建筑物的最大负荷与最小负荷的差距过大，宜大、小容量机组搭配工作。六、机组安装位置规划和环境控制1 .机组安装位覆规划I）热泵主机的安装与空调室外机的安装要求相似。可安装在屋顶、阳台、地面上。出风口应避开迎风方向.2）主机（W1.出风）与四周墙壁或其他遮挡物之间的距离不能太小，出风口1米内不应有遮挡物，保证生机换热器的吸热散热不受阻碍。3）主机（顶出风）进风口1米内不能有遮挡物，出风口2米内不应有障碍物，保证主机换热器的吸热散热不受阻碍。当机组安装在屋檎下或机组上方有水平障碍物时，机组的安装位置必须在通风良好的地方，否则容易发生气流短路，造成机组散热能力差。2 .机组安装环境控制I）尽量不在阳光直射的地方。2）不在卧室的窗台或卧室的附近。3）进、出风有足够的距离,便于散热。4）能承受室外机自重的2-3倍以上的地方.5）没有油烟或其它腐蚀气体的地方。6）不影响其它因素或环境的地方。七、采暖和冷暖系统介绍I.采暖和冷暖系统分类I）开式循环系统：管路中的循环水与大气相通的系统。循环水水与大气接触，易腐蚀管路：用户与机房高差较大时，水泵则需克服高差造成的静水压力，耗电量大。2）闭式循环系统：管路系统不与大气接触.在系统的高点设有排气阀的系统。管道与设备不易腐蚀；不需克服高度差，从而循环水泵功率小。3）同程式系统：井联环路中的各支路的流程都是相等的系统。优点：系统的水力稳定性好，各设备间的水量分配均衡。跳点：由丁采用回程管，管道的长度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加.并且增加了初投资.4）异程式系统：并联环路中的各支路流程不等的系统优点：异程式系统简堆，耗用管材少，施工难度小。缺点：各并联环路管路长度不等，阻力不等，流星分配难以平衡。5）定水量系统：系统中循环水量为定值，或夏季和冬季分别采用不同的定水星，负荷变化时，改变供、回水温度以改变制冷量或制热量的系统。特点：定水量系统简单，操作方便，不需要兔杂的自控设备和变水垃定压控制.6）变水量系统，一般适用于间歇性降温的系统（影院、剧场、大会议厅等）：保持供水温度在一定范围内，当负荷变化时，改变供水量的系统。特点：变水量系统的水泵的能耗随负荷较少而降低，在配管设计时可考虑同时使用系数，管径可相应减少，降低水泵和管道系统的初投资：但是需要采用供、P1.水压差进行流量控制，自控系统比较复杂。八、采暧和冷暧系统介绍空气源热泵采暖和冷暖常用系统型式采暖系统图不带缓冲水箱采暖系统图带缓冲水箱冷暧系统图带缓冲水箱九、水泵选型计郛冷暖系统按空调系统的水流量和水阻力选定水泵流量和扬程。I.水泵的流量在没有考虑同时使用率的情况下选定的机组，可根据产品样本提供的数值乘以1.1.1.2倍的系数选用。如果考虑了同时使用率，建议用如下公式进行计.算。公式中的Q为没有考虑同时使用率情况卜的总负荷。1.=QXO.86,T1.-循环水流量：m3hQ-总负荷kWT-进回水温差C（采暧系统取10C,冷暖系统取5C）水泵的流量=（1.1.1.2）系统循环水员2 .水泵的扬程应为它承担的供回水管网最不利环路的总水压降。最不利环路阻力计.算经验公式如F：Hmax=p1.+p2+O.O51.<1+K）P1:机组内部的水压降：4P2:最不利环路中并联的各末端装身的水压损失最大台（或部分）的水压降.0.051.：沿程损失取每100m管长约5mH2O:式中K为最不利环路中局部阻力当增长度总和与直管总长的比值。当最不利环路较长时K取O2O.3:最不利环路较短时K取0.40.6。水泵扬程（mH2O）=（1.1-1.2）×Hmax3 .其他要求水泵必须选用热水泵，其QH特性曲线，应是随着流量的增大，扬程逐渐下降的曲线“同时适用于水/乙二醉（最高30%）溶液,应根据水泵提供商提供的参数要求，并根据现场水力系统的要求选泵，水泵应在其高效区内运行。十、膨胀解选型计算CxC=系统中的水容量（包括热泵生机、管道、末端等）的为系统循环水流量的1/15JiJ1.201.e=水的热膨胀系数（系统冷却时水温和锅炉运行时的最高水温的水膨张率之差，见下表），标准设备中c=O.O359<90,C）PI=膨胀锻的预充压力（绝对