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空氣源熱泵講堂
空氣源熱泵采暖機(jī) 不等于 冷暖空調(diào)
作者: 發(fā)布于:2018-11-29 11:13:47

空氣源熱泵采暖機(jī)≠冷暖空調(diào)

  目前市場常見的空氣源熱泵采暖機(jī)和普通空調(diào)相比有著顯著的不同,首先要了解空氣源熱泵和空調(diào)兩種產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念不同,進(jìn)而理解其產(chǎn)品的不同,我們先把兩者設(shè)計(jì)理念不同的地方列表如下。

  由于兩種產(chǎn)品的使用對象不同,決定他們采用的國家標(biāo)準(zhǔn)、選用的零部件、使用的地域、出風(fēng)(或出水)溫度、能效等均不同,列表分析如下:

空氣源熱泵和空調(diào)設(shè)計(jì)理念對照表

  在以上所有列項(xiàng)中,又以壓縮機(jī)不同為最重要,不同的壓縮機(jī)決定產(chǎn)品的不同使用效果和不同的使用地域?照{(diào)選用空調(diào)壓縮機(jī),以R22為例,最大運(yùn)行壓力不超過2MPa,壓縮機(jī)比小于7,最高排氣溫度不超過90度;但空氣源熱泵必須采用熱泵壓縮機(jī),同樣以R22為例,最大運(yùn)行壓力達(dá)到3 MPa,壓縮機(jī)比達(dá)到12,甚至更高到20,最高排氣溫度達(dá)到110度。

  這些參數(shù)的不同,要求熱泵壓縮機(jī)的加工精度、軸承強(qiáng)度、電機(jī)耐溫性能等方面均是在空調(diào)壓縮機(jī)有數(shù)量級上的提升,為了表達(dá)更直觀,我們來看一下兩種壓縮機(jī)的運(yùn)行范圍對比圖。

  空氣源熱泵和空調(diào)設(shè)計(jì)區(qū)別對照表

  圖1 空調(diào)壓縮機(jī)(A/C)和熱泵壓縮機(jī)(HPWH)運(yùn)行范圍對比圖

  圖中,橫軸對應(yīng)蒸發(fā)溫度(相當(dāng)于熱泵的室外環(huán)境溫度),縱軸對應(yīng)冷凝溫度(相當(dāng)于熱泵的使用側(cè)的出風(fēng)或水溫度),可以看出,熱泵壓縮機(jī)的運(yùn)行范圍是在空調(diào)壓縮機(jī)上有成倍的擴(kuò)大。

  有了強(qiáng)壯的“心臟”,空氣源熱泵才能高溫出風(fēng)(水),低溫運(yùn)行。“高溫”到廣泛使用在出風(fēng)溫度達(dá)80℃以上的烘干行業(yè),“低溫”到大西北新疆等地,帶老式鑄鐵暖氣片采暖。為滿足這種極端而又正常的使用條件,除了有強(qiáng)壯的“心臟”,還要有聰明的“大腦”,要求空氣源熱泵的主控制器既要保護(hù)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行可靠,又要保證用戶24小時(shí)不斷續(xù)的使用需求,容錯性和精準(zhǔn)性,兩種相互矛盾的關(guān)系在空氣源熱泵的控制邏輯上得到完美的統(tǒng)一。

  由于空氣源熱泵寬氣候的運(yùn)行特性,最高和最低環(huán)境溫度的溫差近80℃,由于制冷系統(tǒng)在低溫工況運(yùn)行時(shí)需要的制冷劑流量相對較小,較高溫工況運(yùn)行的制冷劑量減少20%以上,這對空氣源熱泵的系統(tǒng)容液量提出更高的要求,要系統(tǒng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)自動調(diào)節(jié)參與有效運(yùn)行的制冷劑的量。所以,需要對氣液分離器進(jìn)行特別的設(shè)計(jì),包括容積、回油孔、平衡孔等方面進(jìn)行熱泵方面的專門設(shè)計(jì)和大量的試驗(yàn)驗(yàn)證。

  

  圖2 變頻低溫空氣源熱泵系統(tǒng)圖

  變頻低溫空氣源熱泵系統(tǒng)內(nèi)部組件圖

空調(diào)熱泵制熱原理圖

  圖3 空調(diào)器熱泵的制熱系統(tǒng)圖

  綜上所述,空氣源熱泵不同于并優(yōu)于空調(diào)的主要有:

  空氣源熱泵采用熱泵專用壓縮機(jī),耐壓、耐溫、加工精度等方面均在空調(diào)壓縮機(jī)上有數(shù)量級上的提高,并且使用壽命也大為延長;

  空氣源熱泵的主控制器的邏輯設(shè)計(jì)較空調(diào)來的更復(fù)雜,比空調(diào)的單一制冷系統(tǒng)控制,還多一個(gè)水路系統(tǒng)控制;

  空氣源熱泵的寬氣候運(yùn)行特點(diǎn),同樣匹數(shù)的機(jī)器,需要的制冷劑量較空調(diào)有增大,要求儲液器的設(shè)計(jì)更復(fù)雜,一般還需要采用雙儲液器設(shè)計(jì);

  空氣源熱泵的化霜設(shè)計(jì)相對空調(diào)要求更高,既要保證制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行,又要減少室內(nèi)溫度的波動幅度,提高用戶的舒適度;

  低溫空氣源熱泵一般采用“五大件”設(shè)計(jì),由空調(diào)的“四大件”的單一系統(tǒng)變成了帶噴氣增焓的雙系統(tǒng),低溫制熱效果更好,性能系數(shù)更高;

  空氣源熱泵的節(jié)流裝置全部采用電子膨脹閥或外平衡熱力膨脹閥,相對空調(diào)的毛細(xì)管節(jié)流精度更高,調(diào)節(jié)范圍更寬。

  基于以上幾點(diǎn),空氣源熱泵不等同空調(diào),可以說是空調(diào)的升級品,也是將來建筑舒適節(jié)能系統(tǒng)的必選品。