《空气源热泵空调系统.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《空气源热泵空调系统.ppt（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、1,第4章 空气源热泵空调系统4.1 空气源热泵机组 4.1.1 空气/空气热泵机组 4.1.2 空气/水热泵机组4.2 空气源热泵机组的运行特性4.3 空气源热泵的结霜和融霜 4.3.1 结霜的原因与危害 4.3.2 结霜的规律 4.3.3 延缓结霜的技术 4.3.4 除霜的方法与控制方式 4.4 空气源热泵机组的最佳平衡点 4.4.1 平衡点与平衡点温度 4.4.2 空气源热泵机组供热最佳平衡点的确定4.5 空气源热泵的低温适应性 4.5.1 空气源热泵在寒冷地区应用存在的问题 4.5.2 改善空气源热泵低温运行特性的技术措施,2,4.1 空气源热泵机组 空气源热泵机组包括：空气/空气热泵
2、机组和空 气/水热泵机组。4.1.1 空气/空气热泵机组 空气/空气热泵机组又称热泵型房间空调器，按其结构型式主要分为窗式、挂壁式、吊顶式、柜式等。（1）挂壁式热泵型空调器 大多采用分体式结构：由独立分开的室内机和室外 机组成。制冷循环：制热循环：,3,图4-1 挂壁式室内机组,4,图4-2 室外机组,5,图4-3 热泵型分体式空调器原理图,6,热泵型空调器的主要功能：制冷和制热功能 除湿功能 定时功能 静电功能 自动送风 睡眠运行 热风启动,7,（2）柜式空气/空气热泵机组 制冷量或制热量：一般为7100(KW),图4-4 柜式热泵空调机外形图,8,图4-5 柜式热泵空调机组流程图,9,上述
3、空气/空气热泵机组是一台室外机对应一 台室内机的，常称为一拖一系统。多联机（也 称一拖多）系统分体式空调机是一种只用一台 室外机组带动多台室内机组的系统，其室内机 与一拖一的完全一样，但室外机一般较一拖一 的要大一些，其工作原理与一拖一的类似。,10,4.1.2 空气/水热泵机组空气/水热泵机组主要产品：空气源热泵冷热水机组和空气源热泵热水器。（1）空气源热泵冷热水机组 主要由压缩机、空气侧换热器、水侧换热器、节流机构 等设备组成。分类方法很多：从压缩机的形式看：有全封闭、半封闭往复式、涡旋式、半封闭螺杆式；从机组容量看：有小型机组（制冷量为10.652.8KW）、中大型机组（制冷量为70.3
4、1406.8KW)；从机组功能看：有一般机组、带热回收的机组及蓄冷热机组。,11,图4-6 空气源热泵冷热水机组外形图,12,空气源热泵冷热水机组的优势：冬夏共用，设备利用率高；省去了一套冷却水系统；不需另设锅炉房；机组可布置在室外，节省机房的建筑面积；安装使用方便；不污染空气，有利于环保。该机组适合用在气候适宜的中小型建筑中使用：,13,图4-7 空气源热泵冷热水机组制冷剂流程图,1-螺杆式压缩机；2-四通换向；3-空气侧换热器；4-贮液器；5-干燥过滤器；6-电磁阀；7-制热膨胀阀；8-水侧换热器；9-液体分离器；10、11-止回阀；12-电磁阀；13-制冷膨胀阀；14-电磁阀；15-喷液
5、膨胀阀；16-止回阀,14,夏季制冷（图中实线）：螺杆式压缩机1 止回阀16四通换向阀2 空气侧换热器3 止回阀10 贮液器4液体分离器9中的换热盘管 干燥过滤器5 电磁阀12制冷膨胀阀13 水侧换热器8 四通换向阀2 液体分离器9 螺杆式压缩机1。冬季制热（图中虚线）：螺杆式压缩机1 止回阀16四通换向阀2 水侧换热器8 止回阀11 贮液器4液体分离器9中的换热盘管 干燥过滤器5 电磁阀6制热膨胀阀7 空气侧换热器3 四通换向阀2 液体分离器9 螺杆式压缩机1。,15,（2）空气源热泵热水器 是一种利用空气作为低温热源来制取生活及采暖 热水的热泵热水器，主要由封闭的热泵循环系统 和水箱两部分
6、组成。下图分别为空气源热泵热水器的外形图和空气源 热泵热水器的工作原理图：,16,图4-8 分体水箱热水器外形图,17,图4-9 分体水箱热水器外形图,18,图4-10 空气源热泵热水器的工作原理,19,4.2 空气源热泵机组的运行特性（1）供水温度一定时 空气源热泵的制热量随着环境温度的升高而增加；其制冷量随着环境温度的升高而减小。但其功率 通常情况下，都是随着环境温度的升高而增大。（2）环境温度一定时 热泵的制热量随着供水温度的升高而减少；其制 冷量随着供水温度的升高而增加，但其功率均随 着供水温度的升高而增大。下图给出了某型号的热泵机组制热量、耗功与进风 温度和供水温度的关系图：,20,
7、图4-11 某型号热泵机组制热量、耗功与进风温度和供水温度的关系,21,4.3 空气源热泵的结霜与融霜4.3.1 结霜的原因与危害（1）结霜的原因空气源热泵机组冬季运行时，由于室外侧换热器表面温度低于周围空气的露点温度且低于0C时，换热器会结霜。（2）结霜的危害 使换热器传热效果恶化；增加了空气流动阻力。,22,图4-12 某室外机结霜图,23,4.3.2 结霜的规律 建立结霜模型时，应同时考虑霜层厚度和密度 的变化。（1）结霜厚度和密度变化规律 经前人研究：当空气温度一定（0C)时,随着时间的增加，霜厚度和密度增加，而且相对湿度越大，霜厚度增加越快；当相对湿度一定（75%）时，空气温度为0C
8、时要比 温度为-4C时结霜速度要快，结霜量越多，密度变 化要大。,24,（2）不同管排处结霜规律 在同一台室外机中，越靠前的管子，结霜越多。（3）迎面风速对结霜的影响 在一定风速范围内，随着迎面风速增加，结霜量减 少，当增加到一定时，风速对结霜量的影响已不大，因此，应选择最佳迎面风速。（4）风量和换热量的变化规律 随着结霜量的增加，风量迅速减少；相对湿度越大，风量减少的越快；在结霜后期，由于风量减少很多，换热器换热效果 恶化。,25,4.3.3 延缓结霜的技术 解决途径：一是设法防止室外侧换热器结霜，二 是选择良好的除霜方法。抑制结霜一般的方法：系统增加一个辅助的室外换热器；在室内换热器中设置
9、一个电加热器；改进系统，如采用蓄能热气除霜系统；对换热器表面进行特殊处理；适当增大室外换热器通过空气的流量。,26,4.3.4 除霜的方法与控制方式 融霜方式：热气融霜，如蓄能热气除霜系统；电热融霜；空气融霜，一般要求室外空气温度高于23时才 可使用；热水融霜。除霜控制方法：定时控制法，时间-温度法，空气压差除霜控制法，霜层传感器法，最大平均供热量法，模糊智能控制 除霜法等。,27,图4-13 空气源热泵蓄能热气除霜系统1-压缩机；2-蓄能换热器；3-室内侧换热器；4-室外侧换热器；5-气液分离器；6-四通换向阀；7-毛细管；F1F4-电磁阀,28,4.4 空气源热泵机组的最佳平衡点4.4.1
10、 平衡点与平衡点温度 建筑物耗热量与热泵机组制热量一般难以匹配：平衡点：空气源热泵机组所提供的实际供热量曲 线与建筑物热负荷曲线的交点。平衡点温度：当处在平衡点时，热泵机组所提供 的热量与建筑物所需热负荷恰好相等，该点所对 应的室外温度。,29,图4-14 空气源热泵的稳态供热量Qs、实际供热量Qf、建筑物热负荷Ql随温度的变化示意图,30,评价空气源热泵在整个采暖季节的经济性：供 热季节性能系数（HSPF）HSPF定义式：HSPF=（整个供热季节采暖房间的耗热量）/（整个供热季节消耗的总能量）以下是我国7个采暖区的平衡点和HSPF值的图表:,31,32,4.4.2 空气源热泵机组供热最佳平衡
11、点的确定（1）最佳能量平衡点空气源热泵系统通常以电锅炉为辅助热源，在该平衡 点温度下所选取的空气源热泵机组供热季节性能系数 最大。一般由最大HSPF确定最佳能量平衡点温度。（2）最小能耗平衡点以燃煤（油、气）锅炉为辅助热源，该平衡点温度 作为热泵机组和辅助热源的开停转换点，可使整个 运行季节的一次能源利用率达到最大。一般由约束 条件E热泵=E锅炉确定最小能耗平衡点。,33,（3）最佳经济平衡点按该平衡点来选择机组和辅助热源，能够使整个供 热系统（热泵+辅助热源）的初投资和运行费最少。影响该平衡点因素：气候特性、负荷特性、能源价 格、主机设备价格等。,34,4.5 空气源热泵的低温适应性4.5.
12、1 空气源热泵在寒冷地区应用存在的问题当需要的热量比较大的时候，空气源热泵的制热量 不足；空气源热泵在寒冷地区应用的可靠性差（如出现失 油问题，压缩机排气温度过高，压缩比变大，容易 引起毛细管不畅等）；在低温环境下，空气源热泵的能效比（EER）会急 速下降。,35,4.5.2 改善空气源热泵低温运行特性的技术措施常采用的措施：在低温工况下，加大压缩机的容量；采用喷液旁通技术；加大室外换热器的面积和风量；采用适用于寒冷气候的热泵循环。,36,本章重点：了解空气源热泵机组的种类以及各种热泵机组的原理和特征。理解空气源热泵机组的运行特性及相关的曲线；了解空气源热泵结霜的原因、危害、规律、延缓结霜的技术以及除霜的方法。理解空气源热泵机组供热的最佳平衡点及平衡点温度。了解空气源热泵机组在低温地区应用存在的问题及改善措施。,
