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風冷熱泵冷熱水機組的選型
風冷熱泵冷熱水機組是九十年代在我國開端運用的一種新型空調(diào)主機，此類機組既可供冷又可供熱，省卻了鍋爐房和冷卻水體系，設備靈活便利。機組運轉(zhuǎn)選用微電腦操控，可靠性較高。因而在長江流域的許多空調(diào)工程中得以廣泛選用。但因為各地氣候條件不同，再加上工程設計方面也短少經(jīng)歷。因而在運用中也發(fā)現(xiàn)了不少問題。本文作者依據(jù)自己近年來的工程經(jīng)歷談幾點領會，以供廣闊同行參閱。
　　在進行一個工程的設計過程中，如果當?shù)貧夂颦h(huán)境允許，一起經(jīng)過技能經(jīng)濟剖析比較后斷定該工程空調(diào)冷熱源選用風冷熱泵機組，那么設計人員應該著手對國內(nèi)外相關廠家的產(chǎn)品進行剖析比較，為用戶挑選一款較為經(jīng)濟合理的熱泵產(chǎn)品。選型的主要內(nèi)容首先是機組的全體功能剖析，它包含熱泵機組的制冷量、制熱量、COP值、噪聲、外形尺度、運轉(zhuǎn)分量等參數(shù)。其次，剖析該類熱泵的內(nèi)部裝備，它包含緊縮機型式、冷凝器結(jié)構(gòu)及安置、熱力膨脹閥的裝備、蒸騰器型式、能量調(diào)理辦法、融霜辦法、安全維護及自動操控項目等等。在進行上述剖析比較后我們就可以挑選一款較為抱負的機組，接下來的作業(yè)就是進行設備安置，這過程中我們有必要考慮設備之間的合理距離，輔佐熱源的裝備以及多臺熱泵全體運轉(zhuǎn)噪聲對周圍環(huán)境的影響等。下面就以上幾方面的問題別離加以論述。
　　風冷熱泵的功能剖析
　　風冷熱泵的冷熱量：這兩個參數(shù)是決議風冷熱泵正常運用的zui要害參數(shù)，它是指風冷熱泵的進風溫度、進出水溫度在設計工況下時其所具備的制冷量或制熱量。它可從有關廠家供給的產(chǎn)品樣本中查得。但現(xiàn)在在設計中也發(fā)現(xiàn)這樣的狀況，那就是有的廠商所供給的樣本參數(shù)并未經(jīng)過測驗而是抄自其它廠家的相關樣本。這給設計人員的正確選型帶來了必定困難。因而筆者主張在有條件的狀況下設計人員可依據(jù)有關廠家的風冷熱泵所裝備的緊縮機類型，從緊縮機出產(chǎn)廠家處獲得該緊縮機的變工況功能曲線，依據(jù)熱泵的設計工況查得該緊縮機在熱泵設計工況下的制冷量和制熱量，然后判別該樣本所供給參數(shù)的真?zhèn)巍?BR>　　風冷熱泵的COP值：該值是斷定風冷熱泵功能好壞的重要參數(shù)，其值的高低直接影響到風冷熱泵運用中的耗電量，因而，應盡量挑選COP值高的機組。現(xiàn)在我國國家規(guī)范是COP值為2.57，大都進口或合資品牌的COP在3左右，單個進口品牌的高效型機組其值可到達3.8。
　　噪聲：噪聲也是衡量一臺風冷熱泵機組的重要參數(shù)，它直接聯(lián)系到熱泵運轉(zhuǎn)時對周圍環(huán)境的影響。國內(nèi)有關專家曾依據(jù)工程實測對各類進口熱泵的噪聲劃分為三檔，榜首檔在85dB以上、第二檔在75～85dB之間、第三檔在75dB以下。我們在進行工程設計選型中應優(yōu)先挑選噪聲在80dB以下的機組。
　　外型尺度：風冷熱泵機組大多安置在室外房頂，它在進行設備安置時對設備與周圍墻面的距離、設備之間的距離都有明確要求，因而我們在進行設備選型時有必要考慮所選設備尺度是否契合設備安置的尺度要求。在功能相同的前提下應優(yōu)先選用尺度較小的機組，以減小設備的占地面積。
　　運轉(zhuǎn)分量：因為風冷熱泵機組大多安置在屋面，因而在選型時有必要考慮屋面的承重才能，必要時應與結(jié)構(gòu)專業(yè)洽談，增強屋面的承重才能。但在設備選型時我們應優(yōu)先挑選運轉(zhuǎn)分量較輕的機組。
　　風冷熱泵的體系剖析
　　所謂風冷熱泵的體系剖析，就是在風冷熱泵的選型過程中除了比較各自的制冷量、制熱量、COP值、噪聲、運轉(zhuǎn)分量、外形尺度等參數(shù)外，還要對其各自的緊縮機型式、冷凝器型式及安置、熱力膨脹閥的裝備、蒸騰器型式、除霜辦法、能量調(diào)理辦法以及熱泵體系的自控和安全維護等等加以剖析，比較其各安閑體系裝備方面的優(yōu)缺陷。 緊縮機的型式：
　　現(xiàn)在用于風冷熱泵的緊縮機型式主要有活塞式、渦旋式、螺桿式三種型式。依據(jù)熱泵作業(yè)的特色是運轉(zhuǎn)時刻長、緊縮比大等狀況，筆者以為渦旋式和螺桿式緊縮機將成為熱泵緊縮機的干流。其理由是：
　　1、渦旋式和螺桿式緊縮機較活塞式緊縮機具有傳動件少，然后使緊縮機的磨擦損耗相應削減，整機的功率相應進步。
　　2、因為熱泵機組的緊縮比較大，因而關于活塞式緊縮機在相同的余隙容積下其容積功率下降，然后形成整機功率的下降。而渦旋式和螺桿式緊縮機不存在這方面的問題。
　　3、用于風冷熱泵的緊縮機其作業(yè)環(huán)境較其它在一般空調(diào)工況下作業(yè)的緊縮機要惡劣，每的運轉(zhuǎn)時刻也較長，工況變化規(guī)模也較大，因而對緊縮機的可靠性要求就較高。渦旋式和螺桿式緊縮機具有零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊的特色，所以特別適用于熱泵機組。
　　4、現(xiàn)在所選用的風冷熱泵機組一般都選用熱氣除霜的辦法來掃除冬天供熱工況下空氣側(cè)換熱器上積累的霜。在除霜開端和結(jié)束時，體系要進行反向運轉(zhuǎn)，在原冷凝一方盤管中所積累的液體制冷劑因為其間壓力俄然下降為吸汽壓力而很多涌向緊縮機，形成緊縮機的濕沖程，這關于渦旋式和螺桿式緊縮機而言并沒有什么大問題，而這關于活塞式緊縮機來講極易形成氣閥和連桿的損壞。
　　5、別的就熱泵緊縮機自身而言渦旋式和半關閉螺桿式比活塞式的噪聲要低。
　　冷凝器的型式與安置
　　冷凝器所用翅片型式現(xiàn)在主要有開窗片和波紋片兩種，開窗片換熱功率較高，因而前兩年出產(chǎn)的熱泵機組中常常得以選用。但因為我國城市大氣質(zhì)量較差，而這類翅片極易積灰，且較難整理，運用時刻一長，換熱作用大大下降。所以當時熱泵用冷凝器多選用波紋片配內(nèi)螺紋銅管，其具有換熱功率較高，不易積灰，風阻小等特色。
　　冷凝器的翅片距離也很考究，作為冷凝器運用時以肋化比高、傳熱體系數(shù)大為好，故期望片距小些較好。但當其作為蒸騰器運用時，翅片一結(jié)霜，運用時的換熱作用就會大大下降，因而期望片距大一些；一般片距以3mm為宜。
　　冷凝器的安置型式同其換熱作用和外形尺度有著直接的聯(lián)系。一般熱泵的冷凝盤管安置成直型盤管、V型盤管、W型盤管三種型式。但V型盤管間的較大空間內(nèi)除了軸流風機外并無其它零部件，空間利用率低。直型盤管間盡管集中安置了緊縮機、四通閥、蒸騰器等體系有關零部件，但因為盤管高度較高，頂風面速不均勻，冷凝器換熱功率較低，且氣流組織不抱負，空氣阻力較大。而W型安置克服了上述缺陷，不僅可改進氣流組織進步換熱功率，下降空氣阻力，而且因為在同樣空間條件下，冷凝盤管傳熱面積增大，空間利用率較高，然后縮小了機組外形尺度。
　　熱力膨脹閥裝備
　　現(xiàn)在熱泵制冷體系中有選用單膨脹閥和雙膨脹閥兩種辦法，所謂雙膨脹閥就是制熱工況和制冷工況各選用一只膨脹閥。如果體系選用一只膨脹閥，按規(guī)范制冷工況進行選型，因為熱泵體系在制熱工況下運轉(zhuǎn)時體系的制熱量跟著環(huán)境溫度的下降也隨之下降。這時膨脹閥的制熱才能也會有所下降，但其下降的起伏要小于體系制熱才能的下降。這樣在制熱工況下跟著環(huán)境溫度的下降，對體系而言所裝備膨脹閥顯得過大。過大的膨脹閥會引起蒸騰器供液過多，蒸騰壓力上升，與室外空氣換熱量削減，然后導致熱泵供熱量的削減。
　　當時許多廠家的熱泵機組多選用雙膨脹閥型式，制冷膨脹閥按規(guī)范制冷工況來挑選。制熱膨脹閥如若按規(guī)范制熱工況來挑選，那在低溫工況下運轉(zhuǎn)時膨脹閥會顯得過大，所以依據(jù)筆者自己的領會主張制熱膨脹閥按環(huán)境溫度-7℃，熱水進口溫度40℃，出口溫度45℃來選型，按這樣條件核算后選定的膨脹閥能在不低于-15℃的環(huán)境溫度下正常運轉(zhuǎn)。蒸騰器型式
　　現(xiàn)在在風冷熱泵機組中常用的蒸騰器主要是板式換熱器和干式殼管式換熱器。板式換熱器多用在小型風冷熱泵中，它具有傳熱功率高、蒸騰器不易積油的特色；特別是新的帶有內(nèi)置式分配設備的板塊處理了板片間制冷劑分配均勻性這一要害問題，能在相同的出水溫度下進步蒸騰溫度15～2℃，進步了制冷功率。干式殼管式蒸騰器多用在大中型風冷熱泵中，現(xiàn)在其傳熱管已廣泛選用高效管，因而換熱功率有很大進步。但總的來講不及板式換熱器。而且其回油相對困難，常積存于換熱器底部。如在底部設回油管與吸汽管相通，則因為有液體制冷劑帶入，導致制冷劑過熱度不穩(wěn)定，影響膨脹閥的作業(yè)和體系的制冷量。
　　軸流風機的裝備
　　軸流風機的裝備首先要滿意冷凝器(空氣側(cè)換熱器)的換熱要求，依據(jù)經(jīng)歷風冷熱泵機組所配軸流風機風量與規(guī)范制冷量(環(huán)境溫度35℃，出水溫度7℃)之比大約在0.071～0.095/kJ之間，此外還要確保冷凝器頂風面的風速，因為這聯(lián)系到冬天運轉(zhuǎn)時空氣側(cè)換熱器的結(jié)霜速度，頂風面風速越大冬天運轉(zhuǎn)時越不容易結(jié)霜。但風量過大風機的功耗也要增大，一起噪聲也要增大，因而一般狀況下頂風面風速取3～5m/s。別的，風機裝備時還要考慮噪聲，現(xiàn)在一般選用大直徑、低轉(zhuǎn)速、且葉片改變視點較小的軸流風機以下降風機噪聲。
　　能量調(diào)理辦法
　　現(xiàn)在在風冷熱泵機組中常用的能量調(diào)理辦法有緊縮機臺數(shù)操控、緊縮機空隙運轉(zhuǎn)、氣缸卸載調(diào)理(活塞式)、變頻調(diào)速(渦旋式)、滑閥無級調(diào)理(螺桿式)。從能量調(diào)理辦法中我們可以看出臺數(shù)操控、緊縮機空隙運轉(zhuǎn)、氣缸卸載調(diào)理都是歸于有級調(diào)理，而變頻調(diào)速和滑閥無級調(diào)理歸于無級調(diào)理。無級調(diào)理具有節(jié)能、噪聲和振蕩小、起動功能好一起也下降了對供電體系的攪擾。從這點也可看出渦旋式和螺桿式緊縮機的優(yōu)熱。
　　除霜辦法
　　各出產(chǎn)廠出產(chǎn)的機組其除霜辦法根本相同，大多選用熱汽除霜法；所不同是除霜的操控技能。常見的有壓差操控法、溫差操控法、溫度時刻操控法，其間以溫度時刻操控法zui為遍及。這種操控技能中除霜參數(shù)的設置zui為要害。除霜參數(shù)包含除霜溫度、除霜時刻、除霜距離。除霜溫度是由經(jīng)過坐落膨脹閥后的感溫元件來感應節(jié)流后的液體溫度，一般設定值為-5℃，除霜時刻隔是計時器操控，一般定為4min。除霜時刻也是由計時器操控，一般不超越10min。熱泵發(fā)溫度下降到-5℃，而且距上一次除霜時刻距離夠40min，機組就進入除霜形式。如果除霜時刻超越1010min而盤管內(nèi)的液體溫度仍未上升到+5℃，機組也要停止化霜恢復制熱。
　　在上述三個參數(shù)中除霜時刻距離是直接受環(huán)境影響的，但現(xiàn)在大都廠家的除霜時刻隔仍選用固定值，這種做法導致在低溫高濕區(qū)域結(jié)霜嚴峻的狀況下，因為沒有到設定時刻而不能進行除霜，然后形成霜層過厚甚至凍住，機組低壓維護而停機的現(xiàn)象。這個問題應在機組調(diào)試中加以留意。因而筆者主張一方面在熱泵的除霜參數(shù)設置上應該因地制宜，不能一概而論。另一方面就是前面曾提到的在低溫高濕的區(qū)域不宜運用熱泵機組。
　　安全維護與操控
　　現(xiàn)在國內(nèi)風冷熱泵機組的維護與操控多選用核算機操控，其又包含可編程操控和微電腦操控，兩者的操控原理大致相同。
　　一臺風冷熱泵的安全維護體系至少要包含以下幾個方面
　　1)吸氣壓力過低維護
　　2)排氣壓力過高維護
　　3)油壓維護
　　4)冷水溫度過低維護
　　5)水側(cè)換熱器斷水維護
　　6)緊縮機啟動時刻距離維護
　　7)緊縮機內(nèi)藏電機過熱維護
　　8)電機過載維護
　　9)電源電壓過低維護
　　10)三相電缺相維護
　　11)油溫操控
　　風冷熱泵操控至少要包含
　　1)除霜操控
　　2)多臺緊縮機次序操控
　　3)能量調(diào)理
　　4)毛病停機與顯現(xiàn)
　　5)長途操控接口(用于長途設置運轉(zhuǎn)參數(shù)以及操控機組啟停、將機組運轉(zhuǎn)參數(shù)和毛病內(nèi)容顯現(xiàn)于操控終端)