江南官方网站下载·详解风冷热泵机组的原理、选型、设计

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　　风冷热泵机组是由压缩机——换热器——节流器——吸热器——压缩机等装置构成的一个循环系统。风冷热泵的基本原理是基于压缩式制冷循环，利用冷媒作为载体，通过风机的强制换热，从大气中吸取热量或排放热量，以达到制冷或制热的需求。

　　风冷热泵机组是中央空调机组的一部分，它主要区别于风冷冷水机组，风冷热泵在机组内部至少增加了一个四通换向阀，作为制冷或制热的功能切换，除具备风冷冷水机组制取冷水的功能外，风冷热泵机组还能切换到制热工况制取热水，通过强制换热，来满足室内温度的需要。

　　和大型中央空调采用水冷热泵机组不同，风冷热泵主要用于家用中央空调领域以及一些轻型工业、商用领域。

　　风冷热泵机组是空调系统中的主机，由于采用风冷冷凝器不需要冷却塔，而蒸发器是水冷的，夏天制冷时提供冷水，冬季制热时提供热水，风机盘管是空调系统的末端装置，装在室内如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以热泵实质上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的、风冷热泵相对于空气源热泵来说它的能力要低一点，进出水温差是5℃左右（大部分公司的设置参数），而空气源的进出水温差能达到40℃。

　　风冷热泵机组与风机盘管共同使用，前者提供冷水或热水，后者将冷水或热水通过热交换，吸出冷风或热风。我们可以形象的把风冷热泵机组比作是中央空调的大脑，如果大脑不工作了，那中央空调将丧失全部功能，系统也将停止运行。

　　项目 风冷冷(热)水模块式机组 变频多联机(VRV系统) 简介 1、风冷模块式冷热水机组是以空气为冷（热）源，以水为供冷（热）介质的中央空调机组。 1、VRV空调系统全称为Variable Refrigerant Volume系统，即变制冷剂流量系统。 2、具有布置灵活、控制方式多样等特点，尤其适用于商场、医院、宾馆、工厂、办公大楼等场合使用。 2、系统结构上类似于分体式空调机组，采用一台室外机对应一组室内机（一般可达50台）。控制技术上采用变频控制方式，按室内机开启的数量控制室外机内的涡旋式压缩机转速，进行制冷剂流量的控制。 3、风冷模块式冷热水机组配以标准水管接口和单元组合控制功能，使机组运行自如。安装完毕，接上电源、水路即可使用。 3、VRV空调系统与全空气系统，全水系统、空气—水系统相比，更能满足用户个性化的使用要求，设备占用的建筑空间比较小，而且更节能。正是由于这些特点，其更适合那些需经常独立加班使用的办公楼建筑工程项目 4、当空调面积增减而需要增减主机时，更显出其方便自如。 4、VRV空调系统还具有集中控制管理环节，可以在控制室内对远端各组VRV空调系统进行监控管理，是一种比较完善的控制方式。 初投入 投入较经济、实惠；制冷面积约单价在280-350元/㎡之间； 属商用领域的高端产品，初投入成本略高；通常在350-450元/㎡之间； 维护 1、 二类中：能效比较高，设备主机集中，日后维护保养成本较低。 1、 二类中：能效比高，变频节能系数强，设备主机集中，日后维护保养成本较低。 2、 风冷热泵系统每年一次对室内的过滤网（可以自行操作）和室外主机的水过滤器和对管道系统进行清洗和除垢即可。 2、 变频一拖多空调需要定期清洗室内的过滤网，操作简单，维护方便，可自己进行维护。 节能 能效比较高，EER值3.2以上，即耗电量偏低； 能效比高，EER值3.3-4.3；即耗电量最低 开机率的节能：开机率低于30%时，略比氟系统耗能，开机率≥31%\≤50%时，所耗能相当，开机率大于50%时，比氟系统节能（以14KW的主机为例：当开机率为30%时，制冷4.2KW，所耗功率为2.0～2.4KW）； 开机率的节能：开机率低于30%时，比水系统节能，开机率≥31%\≤50%时，所耗能相当，开机率大于50%时，比水系统耗能（以15KW的主机为例 ：当开机率为30%时，制冷4.5KW，所耗功率为1.8～2.0KW）； 优 缺 点 室外主机 主机最少，主机可放至地面或屋面，室外主机二类中最重，单台65模块重量在800kg左右。 主机数较少且体积小（一般客载电梯可运）：主机可放至地面、屋面或建筑平台，单台主机重量在250kg左右。 辅助功能 主机集中管理，室内末端自由调节性较强。附加功能少：制冷（热）、除湿、送风、定时等；相对优势：故障点较少； 附加功能多，除基本功能外，还有：全热新风模块、除甲酫、睡眠、；可扩展功能：网络控制、电话控制、集中控制、远程控制）；相对劣势：故障点略多。 通讯 通讯控制简易；一般强电通讯。 通讯控制科技化、人性化、具有可扩展功能接口(如:远程控制,网络控制)。 控制 控制精确度较低： 控制精度较高： 1)、末端是选配件，生产精度略低； 1)、末端均是由设备原厂生产，是经过多次实验调配； 2)、控制功能较少，属基本控制（制冷、制热、温度、送风）； 2)、控制功能较多； 3)、控制点较少：根据环境温度来确定风盘的开关，导致提高或降低供回水温度，达到主机的运转功率（属于间接控制）； 3)、控制点较多（传感器较多）：由内外环温传感器、室内管温传感器、设定温度传感器、室外吸/排气传感器直接来调节压缩机的工作（属于直接控制）； 速效 制冷/热属于二次交换，速度较氟系统略滞后几分钟；但舒适性强，长时间使用后相对不会产生口干鼻燥现象。 直接蒸发，速度较水系统快；一开机几分钟后就会有明显的感受。 配置 室内外机的配置灵活； 室内外机的配置受局限； 优 缺 点 舒适性 因是水作载体，盘管表冷温度比较恒定，空气的除湿比较恒定，感觉舒适性强。 直接蒸发，盘管表冷温度较低，吸入空气中的水份较多，故除湿量大；但温差极小，感觉舒适性强 维修成本 维修费用低：室内部份无电脑板，最大损坏部件只有电机； 维修费用略高：有电脑板，易出现故障的部件有：通讯控制、电机、电脑板； 联机管 管材采用PP-R管或金属钢管，若干年后回收率较低；而室内外联机管不受管长限制； 管材采用铜管，若干年后回收率较高；内外机管长最长在120m； 环保 较环保，虽然目前主机仍是采用R22作为冷媒，但传入室内的介质为水，冷媒的采用量较少； 最环保，冷媒介质采用R410，不含氯离子，不对大气层的臭氧进行破坏。是当前市场最环保的产品。 缺点 在寒冷地区（如东北地区）制热时要配置电辅助加热设备，设备每年都必须进行一次检修及设备清洗，维保费用多。 系统多，制冷泄漏不易察觉。(连接压力表可查漏） 设备使用寿命分析 地下水式水源热泵机组的一般设计寿命为12-15年（优质水质情况下），如果存在水质污染、水位低、污浊、杂质大等因素，使用寿命会缩短3-5年。变频一拖多空调设备的设计使用寿命一般为30000 小时（18年左右）以上，最高可达40000 小时。

　　这个参数是决定风冷热泵正常使用的最关键参数，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。它可从有关厂家提供的产品样本中查得。但目前在设计中也发现这样的情况，那就是有的厂商所提供的样本参数并未经过测试而是抄自厂家的相关样本。这给设计人员的正确选型带来了一定困难。因此笔者建议在有条件的情况下设计人员可根据有关厂家的风冷热泵所配置的压缩机型号，从压缩机生产厂家处获得该压缩机的变工况性能曲线，根据热泵的设计工况查得该压缩机在热泵设计工况下的制冷量和制热量，从而判断该样本所提供参数的线、COP值

　　该值是确定风冷热泵性能好坏的重要参数，其值的高低直接影响到风冷热泵使用中的耗电量，因此，应尽量选择COP值高的机组。目前我国国家标准是COP值为2.57，多数进口或合资品牌的COP在3左右，个别进口品牌的高效型机组其值可达到3.8.

　　所谓风冷热泵机组的系统分析，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、运行重量、外形尺寸等参数外，还要对其各自的压缩机型式、冷凝器型式及布置、热力膨胀阀的配置、蒸发器型式、除霜方式、能量调节方式以及热泵系统的自控和安全保护等等加以分析，比较其各自在系统配置方面的优缺点。

　　目前用于风冷热泵的压缩机型式主要有活塞式、涡旋式、螺杆式三种型式。根据热泵工作的特点是运行时间长、压缩比大等情况，笔者认为涡旋式和螺杆式压缩机将成为热泵压缩机的主流。其理由是：

　　①、涡旋式和螺杆式压缩机较活塞式压缩机具有传动件少，从而使压缩机的摩擦损耗相应减少，整机的效率相应提高。 ②、由于热泵机组的压缩比较大，因此对于活塞式压缩机在相同的余隙容积下其容积效率下降，从而造成整机效率的下降。而涡旋式和螺杆式压缩机不存在这方面的问题。 ③、用于风冷热泵的压缩机其工作环境较在普通空调工况下工作的压缩机要恶劣，每次开启的运行时间也较长，工况变化范围也较大，因此对压缩机的可靠性要求就较高。涡旋式和螺杆式压缩机具有零部件少，结构紧凑的特。