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风冷热泵冷热水机组的选型
风冷热泵冷热水机组是九十年代在我国开端运用的一种新型空调主机,此类机组既可供冷又可供热,省却了锅炉房和冷却水体系,设备灵活便利。机组运转选用微电脑操控,可靠性较高。因而在长江流域的许多空调工程中得以广泛选用。但因为各地气候条件不同,再加上工程设计方面也短少经历。因而在运用中也发现了不少问题。本文作者依据自己近年来的工程经历谈几点领会,以供广阔同行参阅。
  在进行一个工程的设计过程中,如果当地气候环境允许,一起经过技能经济剖析比较后断定该工程空调冷热源选用风冷热泵机组,那么设计人员应该着手对国内外相关厂家的产品进行剖析比较,为用户挑选一款较为经济合理的热泵产品。选型的主要内容首先是机组的全体功能剖析,它包含热泵机组的制冷量、制热量、COP值、噪声、外形尺度、运转分量等参数。其次,剖析该类热泵的内部装备,它包含紧缩机型式、冷凝器结构及安置、热力膨胀阀的装备、蒸腾器型式、能量调理办法、融霜办法、安全维护及自动操控项目等等。在进行上述剖析比较后我们就可以挑选一款较为抱负的机组,接下来的作业就是进行设备安置,这过程中我们有必要考虑设备之间的合理距离,辅佐热源的装备以及多台热泵全体运转噪声对周围环境的影响等。下面就以上几方面的问题别离加以论述。
  风冷热泵的功能剖析
  风冷热泵的冷热量:这两个参数是决议风冷热泵正常运用的最要害参数,它是指风冷热泵的进风温度、进出水温度在设计工况下时其所具备的制冷量或制热量。它可从有关厂家供给的产品样本中查得。但现在在设计中也发现这样的状况,那就是有的厂商所供给的样本参数并未经过测验而是抄自其它厂家的相关样本。这给设计人员的正确选型带来了必定困难。因而笔者主张在有条件的状况下设计人员可依据有关厂家的风冷热泵所装备的紧缩机类型,从紧缩机出产厂家处获得该紧缩机的变工况功能曲线,依据热泵的设计工况查得该紧缩机在热泵设计工况下的制冷量和制热量,然后判别该样本所供给参数的真伪。
  风冷热泵的COP值:该值是断定风冷热泵功能好坏的重要参数,其值的高低直接影响到风冷热泵运用中的耗电量,因而,应尽量挑选COP值高的机组。现在我国国家规范是COP值为2.57,大都进口或合资品牌的COP在3左右,单个进口品牌的高效型机组其值可到达3.8。
  噪声:噪声也是衡量一台风冷热泵机组的重要参数,它直接联系到热泵运转时对周围环境的影响。国内有关专家曾依据工程实测对各类进口热泵的噪声划分为三档,榜首档在85dB以上、第二档在75~85dB之间、第三档在75dB以下。我们在进行工程设计选型中应优先挑选噪声在80dB以下的机组。
  外型尺度:风冷热泵机组大多安置在室外房顶,它在进行设备安置时对设备与周围墙面的距离、设备之间的距离都有明确要求,因而我们在进行设备选型时有必要考虑所选设备尺度是否契合设备安置的尺度要求。在功能相同的前提下应优先选用尺度较小的机组,以减小设备的占地面积。
  运转分量:因为风冷热泵机组大多安置在屋面,因而在选型时有必要考虑屋面的承重才能,必要时应与结构专业洽谈,增强屋面的承重才能。但在设备选型时我们应优先挑选运转分量较轻的机组。
  风冷热泵的体系剖析
  所谓风冷热泵的体系剖析,就是在风冷热泵的选型过程中除了比较各自的制冷量、制热量、COP值、噪声、运转分量、外形尺度等参数外,还要对其各自的紧缩机型式、冷凝器型式及安置、热力膨胀阀的装备、蒸腾器型式、除霜办法、能量调理办法以及热泵体系的自控和安全维护等等加以剖析,比较其各安闲体系装备方面的优缺陷。 紧缩机的型式:
  现在用于风冷热泵的紧缩机型式主要有活塞式、涡旋式、螺杆式三种型式。依据热泵作业的特色是运转时刻长、紧缩比大等状况,笔者以为涡旋式和螺杆式紧缩机将成为热泵紧缩机的干流。其理由是:
  1、涡旋式和螺杆式紧缩机较活塞式紧缩机具有传动件少,然后使紧缩机的磨擦损耗相应削减,整机的功率相应进步。
  2、因为热泵机组的紧缩比较大,因而关于活塞式紧缩机在相同的余隙容积下其容积功率下降,然后形成整机功率的下降。而涡旋式和螺杆式紧缩机不存在这方面的问题。
  3、用于风冷热泵的紧缩机其作业环境较其它在一般空调工况下作业的紧缩机要恶劣,每的运转时刻也较长,工况变化规模也较大,因而对紧缩机的可靠性要求就较高。涡旋式和螺杆式紧缩机具有零部件少,结构紧凑的特色,所以特别适用于热泵机组。
  4、现在所选用的风冷热泵机组一般都选用热气除霜的办法来扫除冬天供热工况下空气侧换热器上积累的霜。在除霜开端和结束时,体系要进行反向运转,在原冷凝一方盘管中所积累的液体制冷剂因为其间压力俄然下降为吸汽压力而很多涌向紧缩机,形成紧缩机的湿冲程,这关于涡旋式和螺杆式紧缩机而言并没有什么大问题,而这关于活塞式紧缩机来讲极易形成气阀和连杆的损坏。
  5、别的就热泵紧缩机自身而言涡旋式和半关闭螺杆式比活塞式的噪声要低。
  冷凝器的型式与安置
  冷凝器所用翅片型式现在主要有开窗片和波纹片两种,开窗片换热功率较高,因而前两年出产的热泵机组中常常得以选用。但因为我国城市大气质量较差,而这类翅片极易积灰,且较难整理,运用时刻一长,换热作用大大下降。所以当时热泵用冷凝器多选用波纹片配内螺纹铜管,其具有换热功率较高,不易积灰,风阻小等特色。
  冷凝器的翅片距离也很考究,作为冷凝器运用时以肋化比高、传热体系数大为好,故期望片距小些较好。但当其作为蒸腾器运用时,翅片一结霜,运用时的换热作用就会大大下降,因而期望片距大一些;一般片距以3mm为宜。
  冷凝器的安置型式同其换热作用和外形尺度有着直接的联系。一般热泵的冷凝盘管安置成直型盘管、V型盘管、W型盘管三种型式。但V型盘管间的较大空间内除了轴流风机外并无其它零部件,空间利用率低。直型盘管间尽管集中安置了紧缩机、四通阀、蒸腾器等体系有关零部件,但因为盘管高度较高,顶风面速不均匀,冷凝器换热功率较低,且气流组织不抱负,空气阻力较大。而W型安置克服了上述缺陷,不仅可改进气流组织进步换热功率,下降空气阻力,而且因为在同样空间条件下,冷凝盘管传热面积增大,空间利用率较高,然后缩小了机组外形尺度。
  热力膨胀阀装备
  现在热泵制冷体系中有选用单膨胀阀和双膨胀阀两种办法,所谓双膨胀阀就是制热工况和制冷工况各选用一只膨胀阀。如果体系选用一只膨胀阀,按规范制冷工况进行选型,因为热泵体系在制热工况下运转时体系的制热量跟着环境温度的下降也随之下降。这时膨胀阀的制热才能也会有所下降,但其下降的起伏要小于体系制热才能的下降。这样在制热工况下跟着环境温度的下降,对体系而言所装备膨胀阀显得过大。过大的膨胀阀会引起蒸腾器供液过多,蒸腾压力上升,与室外空气换热量削减,然后导致热泵供热量的削减。
  当时许多厂家的热泵机组多选用双膨胀阀型式,制冷膨胀阀按规范制冷工况来挑选。制热膨胀阀如若按规范制热工况来挑选,那在低温工况下运转时膨胀阀会显得过大,所以依据笔者自己的领会主张制热膨胀阀按环境温度-7℃,热水进口温度40℃,出口温度45℃来选型,按这样条件核算后选定的膨胀阀能在不低于-15℃的环境温度下正常运转。蒸腾器型式
  现在在风冷热泵机组中常用的蒸腾器主要是板式换热器和干式壳管式换热器。板式换热器多用在小型风冷热泵中,它具有传热功率高、蒸腾器不易积油的特色;特别是新的带有内置式分配设备的板块处理了板片间制冷剂分配均匀性这一要害问题,能在相同的出水温度下进步蒸腾温度15~2℃,进步了制冷功率。干式壳管式蒸腾器多用在大中型风冷热泵中,现在其传热管已广泛选用高效管,因而换热功率有很大进步。但总的来讲不及板式换热器。而且其回油相对困难,常积存于换热器底部。如在底部设回油管与吸汽管相通,则因为有液体制冷剂带入,导致制冷剂过热度不稳定,影响膨胀阀的作业和体系的制冷量。
  轴流风机的装备
  轴流风机的装备首先要满意冷凝器(空气侧换热器)的换热要求,依据经历风冷热泵机组所配轴流风机风量与规范制冷量(环境温度35℃,出水温度7℃)之比大约在0.071~0.095/kJ之间,此外还要确保冷凝器顶风面的风速,因为这联系到冬天运转时空气侧换热器的结霜速度,顶风面风速越大冬天运转时越不容易结霜。但风量过大风机的功耗也要增大,一起噪声也要增大,因而一般状况下顶风面风速取3~5m/s。别的,风机装备时还要考虑噪声,现在一般选用大直径、低转速、且叶片改变视点较小的轴流风机以下降风机噪声。
  能量调理办法
  现在在风冷热泵机组中常用的能量调理办法有紧缩机台数操控、紧缩机空隙运转、气缸卸载调理(活塞式)、变频调速(涡旋式)、滑阀无级调理(螺杆式)。从能量调理办法中我们可以看出台数操控、紧缩机空隙运转、气缸卸载调理都是归于有级调理,而变频调速和滑阀无级调理归于无级调理。无级调理具有节能、噪声和振荡小、起动功能好一起也下降了对供电体系的搅扰。从这点也可看出涡旋式和螺杆式紧缩机的优热。
  除霜办法
  各出产厂出产的机组其除霜办法根本相同,大多选用热汽除霜法;所不同是除霜的操控技能。常见的有压差操控法、温差操控法、温度时刻操控法,其间以温度时刻操控法最为遍及。这种操控技能中除霜参数的设置最为要害。除霜参数包含除霜温度、除霜时刻、除霜距离。除霜温度是由经过坐落膨胀阀后的感温元件来感应节流后的液体温度,一般设定值为-5℃,除霜时刻隔是计时器操控,一般定为4min。除霜时刻也是由计时器操控,一般不超越10min。热泵发温度下降到-5℃,而且距上一次除霜时刻距离够40min,机组就进入除霜形式。如果除霜时刻超越1010min而盘管内的液体温度仍未上升到+5℃,机组也要停止化霜恢复制热。
  在上述三个参数中除霜时刻距离是直接受环境影响的,但现在大都厂家的除霜时刻隔仍选用固定值,这种做法导致在低温高湿区域结霜严峻的状况下,因为没有到设定时刻而不能进行除霜,然后形成霜层过厚甚至冻住,机组低压维护而停机的现象。这个问题应在机组调试中加以留意。因而笔者主张一方面在热泵的除霜参数设置上应该因地制宜,不能一概而论。另一方面就是前面曾提到的在低温高湿的区域不宜运用热泵机组。
  安全维护与操控
  现在国内风冷热泵机组的维护与操控多选用核算机操控,其又包含可编程操控和微电脑操控,两者的操控原理大致相同。
  一台风冷热泵的安全维护体系至少要包含以下几个方面
  1)吸气压力过低维护
  2)排气压力过高维护
  3)油压维护
  4)冷水温度过低维护
  5)水侧换热器断水维护
  6)紧缩机启动时刻距离维护
  7)紧缩机内藏电机过热维护
  8)电机过载维护
  9)电源电压过低维护
  10)三相电缺相维护
  11)油温操控
  风冷热泵操控至少要包含
  1)除霜操控
  2)多台紧缩机次序操控
  3)能量调理
  4)毛病停机与显现
  5)长途操控接口(用于长途设置运转参数以及操控机组启停、将机组运转参数和毛病内容显现于操控终端)