空氣源熱泵系統(tǒng)設(shè)計指南

1、空氣源熱泵機(jī)組介紹空氣源熱泵機(jī)組介紹 我們知道，水蒸發(fā)要吸收熱量，水蒸氣凝結(jié)要放出熱量，制冷機(jī)（或者說熱泵）就是利用這種“氣化吸熱、液化放熱”的原理實現(xiàn)的，只是整個過程是由制冷劑在封閉系統(tǒng)中完成而已。由于低壓蒸汽是由壓縮機(jī)升壓，所以，也稱為“蒸汽壓縮式制冷(制熱）系統(tǒng)”。 空氣源熱泵就是利用室外空氣的能量，通過機(jī)械做功，使得能量從低位熱源向高位熱源轉(zhuǎn)移的制冷（制熱）裝置。它以冷凝器放出的熱量來供熱，以蒸發(fā)器吸收熱量來制冷。 就熱力循環(huán)的過程而言，制冷機(jī)和熱泵都是基于逆卡諾循環(huán)而實現(xiàn)其功能的，由于這種裝置在運行過程中，總是一側(cè)吸熱，另一側(cè)排熱，所以，一臺裝置伴生并兼具制冷和制熱兩種功能。空氣源熱

2、泵的技術(shù)措施空氣源熱泵的技術(shù)措施1、具有先進(jìn)可靠的融霜控制，融霜時間總和不應(yīng)超過運行周期時間的20%。2、冬季設(shè)計工況時機(jī)組性能系數(shù)（COP），冷熱風(fēng)機(jī)組不小于1.8，冷熱水機(jī)組不應(yīng)小于2.0。3、寒冷地區(qū)采用空氣源熱泵機(jī)組應(yīng)注意以下事項：1）室外計算干球溫度低于-10的地區(qū)，應(yīng)采用低溫空氣源熱泵機(jī)組；2）室外溫度低于空氣源熱泵平衡點溫度（即空氣源熱泵供熱量等于建筑物耗熱量）時，應(yīng)設(shè)置輔助熱源。4、機(jī)組進(jìn)風(fēng)口的氣流速度宜控制在1.5-2.0m/s，排氣口的排氣速度不宜小于7m/s。5、熱泵機(jī)組的基礎(chǔ)高度一般應(yīng)大于300mm，布置在可能有積雪的地方時，基礎(chǔ)高度需加高。重點公式和基本數(shù)據(jù)重點公式和

3、基本數(shù)據(jù)一、基本耗熱量公式：Q=KFT其中：Q圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量，W；K圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/(.)；F圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積，；T室內(nèi)外計算溫差，；用于計算門、窗、墻、地面、屋面各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K（W/(.)名名 稱稱K K名稱名稱K K外磚墻（內(nèi)抹灰）一磚2.08實體木外門 二層2.33外磚墻（內(nèi)抹灰）一磚半1.56帶玻璃陽臺門 一層5.82外磚墻（內(nèi)抹灰）二磚1.27帶玻璃陽臺門 二層2.67內(nèi)磚墻 半磚2.30外窗及天窗 一層木框5.82內(nèi)磚墻 一磚1.72外窗及天窗 二層木框2.67實體木外門 一層4.56外窗及天窗 二層金屬框3.26重點公式和基本數(shù)據(jù)（續(xù)）

4、重點公式和基本數(shù)據(jù)（續(xù)）二、流量計算公式：GL=0.86XQ/(tg-th)其中：GL流量，Kg/h；Q熱負(fù)荷，W；tg供水溫度，；th回水溫度，；三、不同供暖末端形式的供水溫度及溫差末端形式末端形式供水溫度供水溫度 （）供回水溫差供回水溫差（）特點特點地 暖35-455-10美觀舒適散熱器7525簡單實用風(fēng)機(jī)盤管6010升溫迅速空氣源熱泵出水溫度一般可達(dá)到45，溫差5，所以，最適合空氣源熱泵的供暖末端形式是地暖。低溫?zé)崴孛孑椛涔┡O(shè)計要點低溫?zé)崴孛孑椛涔┡O(shè)計要點1、低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)的供、回水溫度應(yīng)由計算確定，供水溫度不應(yīng)大于60。民用建筑供水溫度宜采用3550，供回水溫差不宜大

5、于10。2、地表面平均溫度（）區(qū)域特征區(qū)域特征適宜范圍適宜范圍最高限值最高限值人員經(jīng)常停留區(qū)24-2628人員短期停留區(qū)28-3032無人停留區(qū)35-40423、聚苯乙烯泡沫塑料板絕熱層厚度（mm）樓板特征樓板特征絕熱層厚度絕熱層厚度樓層之間樓板上的絕熱層 20與土壤或不采暖房間相鄰的地板上的絕熱層 30與室外空氣相鄰的地板上的絕熱層40低溫?zé)崴孛孑椛涔┡O(shè)計要點（續(xù)）低溫?zé)崴孛孑椛涔┡O(shè)計要點（續(xù)）4、地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范GB50019的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算。5、計算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷時，室內(nèi)計算溫度的取值應(yīng)比對流采暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度

6、低2，或取對流采暖系統(tǒng)計算總熱負(fù)荷的90%99%。6、局部地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷，可按整個房間全面輻射供暖所算得的熱負(fù)荷乘以該區(qū)域面積與所在房間面積的比值和下表中所規(guī)定附加系數(shù)確定。7、進(jìn)深大于6m的房間，宜以距外墻6m為界分區(qū)，分別計算熱負(fù)荷和進(jìn)行管線布置。8、敷設(shè)加熱管的建筑地面，不應(yīng)計算地面的傳熱損失。9、地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計算，可不考慮高度附加。10、分戶熱計量的地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計算，應(yīng)考慮間歇供暖和戶間傳熱等因素。供暖面積與房間總面積比值供暖面積與房間總面積比值0.550.550.400.400.250.25附加系數(shù)1.301.351.50查表法確定地暖管間距查表法確定地

7、暖管間距PE-X管單位地面面積的散熱量Qr和向下傳熱損失Qs（W/）管外徑為20mm、填充層厚度為50mm、聚苯乙烯泡沫塑料絕熱層厚度20mm、供回水溫差10（水泥或陶瓷地面，熱阻R=0.02(.k/w)）平均平均水溫水溫室內(nèi)室內(nèi)溫度溫度加熱管間距（加熱管間距（mmmm）300250200150100QrQsQrQsQrQsQrQsQrQs351684.723.892.524.0100.524.6108.924.8116.624.81876.421.783.322.090.422.697.922.7104.722.72068.019.974.020.280.420.587.120.593.12

8、0.54016108.029.7118.129.8128.730.5139.630.8149.730.81899.527.4108.727.9118.428.5128.428.7137.628.72091.025.499.425.7108.126.5117.326.7125.626.74516131.835.5144.435.5157.536.5171.236.8183.936.818123.333.2134.833.9147.034.5159.834.8171.634.820144.531.7125.332.0136.632.4148.532.7159.332.7查表法確定地暖管間距（續(xù)）查

9、表法確定地暖管間距（續(xù)）PE-X管單位地面面積的散熱量Qr和向下傳熱損失Qs（W/）管外徑為20mm、填充層厚度為50mm、聚苯乙烯泡沫塑料絕熱層厚度20mm、供回水溫差10（木地板地面，熱阻R=0.1(.k/w)）平均平均水溫水溫室內(nèi)室內(nèi)溫度溫度加熱管間距（加熱管間距（mmmm）300250200150100QrQsQrQsQrQsQrQsQrQs351664.224.466.024.669.625.073.125.576.226.11856.322.359.622.562.822.965.923.368.723.92050.320.153.120.556.020.758.821.161.3

10、21.6401679.130.283.730.788.431.292.831.996.932.51872.928.377.228.681.529.085.529.689.330.32066.826.370.726.574.626.978.327.481.728.1451696.036.4101.836.9107.537.5112.938.2117.939.11889.834.195.134.8100.535.3105.636.0110.236.82083.632.288.632.793.533.198.233.8102.634.5采暖方案設(shè)計估算指標(biāo)采暖方案設(shè)計估算指標(biāo)建筑物類型建筑物類型采暖

11、熱指標(biāo)推薦值（采暖熱指標(biāo)推薦值（W/W/）未采取節(jié)能措施采取節(jié)能措施住宅58-6440-45綜合居住區(qū)60-6845-55學(xué)校、辦公60-8050-70醫(yī)院、托幼65-8055-70旅館60-7050-60商店65-8055-70食堂、餐廳115-140100-130影劇院、展覽館95-11580-105大禮堂、體育館115-165100-1501、在方案設(shè)計階段，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下，采暖負(fù)荷可以按照熱指標(biāo)進(jìn)行估算，有條件時，應(yīng)進(jìn)行逐個房間、逐項的負(fù)荷計算。2、熱指標(biāo)用于單個房間，誤差可能很大。3、該表格按連續(xù)供暖考慮，間歇供暖熱指標(biāo)=連續(xù)熱指標(biāo)24/每日供暖小時數(shù)?？諝庠礋岜脵C(jī)組的容量修正

12、空氣源熱泵機(jī)組的容量修正1、空氣源熱泵機(jī)組的容量，應(yīng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱負(fù)荷綜合考慮后決定，一般取決于冷、熱負(fù)荷中的較大者。2、機(jī)組的制熱量，除了與環(huán)境溫度有密切關(guān)系外，還與除霜情況有關(guān)。確定機(jī)組冬季實際制熱量Q(KW)時，應(yīng)根據(jù)室外空調(diào)計算溫度和融霜頻率按下式進(jìn)行修正：Q=qK1K2其中：Q機(jī)組實際工況下的制熱量（kW）；q產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工況下的制熱量（標(biāo)準(zhǔn)工況：室外干球溫度7，濕球溫度6）（kW）；K1使用地區(qū)室外空調(diào)計算干球溫度修正系數(shù)，按產(chǎn)品樣本選?。籏2機(jī)組融霜修正系數(shù)，應(yīng)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)修正；當(dāng)無數(shù)據(jù)時，可按每小時融霜一次取0.9，兩次取0.8。匹數(shù)與國際單位的換算匹數(shù)與國際單位的換算

13、 空調(diào)匹數(shù)（HorsePower-HP 馬力)原指輸入功率，即1匹（馬力）=735W（瓦），包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇、電機(jī)以及電控部分。因不同品牌其具體的系統(tǒng)及電控設(shè)計的差異，其輸出制冷量也各不相同，故其制冷量以輸出功率計算。一般來講，1匹的制冷量大致為2000大卡，以國際單位換算應(yīng)乘以1.163，故1匹制冷量大約為20001.163=2326W。這里的W（瓦）即表示制冷量，是國家標(biāo)準(zhǔn)單位。 選擇空氣源熱泵需要的是實際溫度下的供熱或制冷能力，根據(jù)供熱量或制冷量來選擇機(jī)組，“匹”是一種功率單位，用起來是不科學(xué)的，現(xiàn)在制冷量和制熱量應(yīng)該以W或者KW作為計量單位。 但現(xiàn)在很多人都還在用匹作為單位，這里就介紹

14、一下其換算關(guān)系。匹數(shù)=Q/（能效比735）如，計算得到所需制熱量為20KW，能效系數(shù)假設(shè)為3（與室外溫度有關(guān)），則20000/（3735）=9匹戶式空氣源熱泵緩沖水箱戶式空氣源熱泵緩沖水箱為避免壓縮機(jī)頻繁啟動、增加系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性，應(yīng)校核系統(tǒng)水容量是否能滿足系統(tǒng)熱穩(wěn)定性的要求。即當(dāng)系統(tǒng)中（水）所存儲的能量不足以維持短暫停機(jī)（比如化霜）時水溫波動要求（夏季不大于5，冬季不大于3），應(yīng)設(shè)置緩沖水箱。1、系統(tǒng)水容量計算M1=Mg+MsMg管道水容積，kg；Ms設(shè)備水容積之和，kg；2、系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求1）夏季運行時，主機(jī)停機(jī)10min，供水溫度允許升高不大于5；2）冬季運行時，主機(jī)除霜時間為3min時

15、，供水溫度允許降低不大于3；3、系統(tǒng)要求的最小水容積M2=(Qt0）/（ct）Q末端設(shè)備的供冷或供熱量，kw；C水的定壓比熱容，4.2kj/（kg.K）；t水溫的波動要求值（夏季5，冬季3）冬、夏季水容積計算結(jié)果中，數(shù)值較大者為空調(diào)系統(tǒng)對水容積的要求值，如M1M2,應(yīng)放大管徑重新計算直至滿足要求，或設(shè)置緩沖水箱。設(shè)置緩沖水箱的優(yōu)點設(shè)置緩沖水箱的優(yōu)點一、如果不設(shè)置緩沖水箱，將導(dǎo)致主機(jī)頻繁啟停。特別是當(dāng)末端系統(tǒng)為暖氣片或風(fēng)機(jī)盤管時，環(huán)路中的循環(huán)水量有限，就會引起主機(jī)在很短的時間內(nèi)達(dá)到設(shè)計溫度，主機(jī)就會停止工作，然后又會在很短暫的時間內(nèi)，水溫達(dá)到主機(jī)啟動的條件，這樣頻繁啟停會大大減少主機(jī)的使用壽命和

16、浪費電能。加上緩沖水箱就相當(dāng)于系統(tǒng)能量增加了，系統(tǒng)的溫度變化平穩(wěn)了，主機(jī)啟動次數(shù)也自然減少了，使用壽命也就大大延長了。二、設(shè)置緩沖水箱可以高效除霜，除霜時間縮短。機(jī)組在除霜反向制冷時需要消耗管道內(nèi)的熱量，如果水系統(tǒng)的水量少，除霜時間就會加長，而且會造成管道內(nèi)水溫較低，除霜效果不好。如果加裝了緩沖水箱，那么在除霜的過程中，因為水箱內(nèi)有一定的溫度，可以在短時間內(nèi)完成化霜，并且消耗熱量也比較小，避免了因為主機(jī)除霜而造成的室內(nèi)溫度波動變化。三、緩沖水箱的第三個好處是能夠保證系統(tǒng)的水流暢通，能夠完成自動排氣，避免機(jī)組循環(huán)不暢報故障停機(jī)。四、設(shè)置緩沖水箱可以讓系統(tǒng)排污更徹底，防止系統(tǒng)阻塞。系統(tǒng)中的雜質(zhì)會通

17、過循環(huán)慢慢沉積到緩沖水箱的底部，經(jīng)過過濾器的時候，水泵的水質(zhì)會變好，從而減少過濾器的清洗。低溫空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵的區(qū)別低溫空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵的區(qū)別（1 1）區(qū)別一、產(chǎn)品依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同低溫?zé)岜玫臅盒袠?biāo)準(zhǔn)為：GB/T25127.1-2010低環(huán)境溫度空氣源熱泵（冷水）機(jī)組第1部分：工業(yè)或商業(yè)用及類似用途的熱泵（冷水）機(jī)組、GB/T25127.2-2010低環(huán)境溫度空氣源熱泵（冷水）機(jī)組第2部分：戶用及類似用途的熱泵（冷水）機(jī)組。商用與家用的區(qū)別是能量大小，大約50KW為商用。風(fēng)冷熱泵的標(biāo)準(zhǔn)為：GB/T18430.1-2007蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組第1部分：工商業(yè)用和類似用途的冷水（熱泵）

18、機(jī)組、GB/T18430.2-2008蒸汽壓縮循環(huán)冷水（熱泵）機(jī)組第2部分：戶用和類似用途的冷水（熱泵）機(jī)組。同樣是以制冷量大小區(qū)分，制冷量小于50KW為家用，大于50KW為商用。低溫空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵的區(qū)別低溫空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵的區(qū)別（2 2）區(qū)別二、產(chǎn)品設(shè)計條件不同兩者的設(shè)計條件不同，即設(shè)計工況不同，我們以名義工況為例來說明。名義工況是產(chǎn)品銘牌上標(biāo)示的額度制熱量（制冷量)測定時的工況，一般就是機(jī)組最普遍、最常用的工作狀態(tài)。低溫?zé)岜玫闹茻崦x工況，空氣側(cè)溫度為“-12”；風(fēng)冷熱泵的制熱名義工況，空氣側(cè)溫度為“7”。低溫?zé)岜弥茻釙r主要設(shè)計工況都是在0以下，而風(fēng)冷熱泵制熱時的所有設(shè)計工況都是在0以上。低溫空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵的區(qū)別