风冷热泵冷热水机组是20世纪90年代开始在我国使用的一种新型空调主机。这种机组既能供热又能供冷,省去了锅炉房和冷却水系统,安装灵活方便。该装置的运行由微机控制,可靠性高。因此,它被广泛应用于长江流域的许多空调工程中。然而,由于不同的气候条件和缺乏工程设计经验。因此,在使用中发现了许多问题。本文作者根据近年来的工程经验,谈了一些体会,供同行参考。
在项目设计过程中,如果当地气候和环境允许,经过技术经济分析比较,确定本项目空调冷热源采用风冷热泵机组,那么设计者应该开始分析比较国内外相关厂家的产品,为用户选择更经济合理的热泵产品。选型的主要内容是热泵机组的整体性能分析,包括制冷量、制热量、COP值、噪声、外形尺寸、运行重量等参数。其次,分析了该类型热泵的内部配置,包括压缩机类型、冷凝器结构和布置、热力膨胀阀配置、蒸发器类型、能量调节模式、除霜模式、安全保护和自动控制项目等。经过以上的分析和比较,我们可以选择一个更理想的单元。下一项工作是安排设备。在此过程中,必须考虑设备之间的合理间距、辅助热源的配置以及多台热泵的整体运行噪声对周围环境的影响。在下文中,将分别阐述上述方面的问题。
风冷热泵的性能分析
风冷热泵的冷却热:这两个参数是决定风冷热泵正常使用的最关键的参数。它们指的是当空气冷却热泵的入口和出口温度在设计条件下时的冷却能力或加热能力。可以从相关制造商提供的产品样品中找到。但是,在设计中也发现,一些制造商提供的样本参数没有经过测试,而是从其他制造商的相关样本中复制过来的。这给设计者选择合适的型号带来了一定的困难。因此,建议设计者根据相关厂家的风冷热泵配置的压缩机型号,从压缩机厂家获得压缩机的非设计性能曲线,并根据热泵的设计条件,检查热泵设计条件下压缩机的制冷量和制冷量,以判断样品提供的参数的真实性。
风冷热泵的COP值:该值是决定风冷热泵性能的重要参数。其值直接影响风冷热泵的功耗。因此,应尽可能选择高COP值的机组。目前,中国的国家标准是COP值为2.57,大多数进口或合资品牌的COP值约为3,单个进口品牌的高效单元的值可达到3.8。
噪声:噪声也是衡量台风冷热泵机组的一个重要参数,它直接关系到热泵运行对周围环境的影响。中国有关专家根据项目的实际测量,将各种进口热泵的噪声分为三档。第一档高于85dB,第二档在75和85dB之间,第三档低于75dB。在选择工程设计时,应优先考虑噪声低于80dB的机组。
外形尺寸:风冷热泵机组大多安装在室外屋顶。设备布置时,对设备与周围墙面的间距以及设备之间的间距有明确的要求。因此,在选择设备时,我们必须考虑所选设备的尺寸是否符合设备布局的尺寸要求。在性能相同的前提下,应优先选用较小的机组,以减少设备的占地面积。
工作重量:由于大部分风冷热泵机组都安装在屋顶上,因此屋顶的承载能力必须考虑
目前,风冷热泵压缩机主要有三种类型:活塞式、涡旋式和螺杆式。根据热泵运行时间长、压缩比大的特点,作者认为涡旋压缩机和螺杆式压缩机将成为热泵压缩机的主流。原因是:
1。涡旋压缩机和螺杆式压缩机的传动部件比活塞式压缩机少,因此减少了压缩机的摩擦损失,提高了整机的效率。
2。由于热泵单元的压缩相对较大,活塞压缩机的容积效率在相同的间隙容积下降低,从而导致整体效率降低。然而,涡旋压缩机和螺杆式压缩机没有这个问题。
3。风冷热泵用压缩机的工作环境比在普通空调条件下工作的其他压缩机差。每台压缩机运行时间较长,运行工况范围较大,因此对压缩机的可靠性要求较高。涡旋压缩机和螺杆式压缩机由于零件数量少、结构紧凑,特别适用于热泵机组。
4。目前使用的风冷热泵机组一般采用热气除霜来消除冬季供暖条件下空气侧换热器上的结霜。除霜开始和结束时,系统将反向运行。由于吸入压力突然下降,积聚在原冷凝侧盘管中的液态制冷剂将涌入压缩机,导致压缩机的湿冲程。这对于涡旋式和螺杆式压缩机来说不是大问题,并且很容易损坏活塞式压缩机的气阀和连杆。
5。此外,就热泵压缩机本身而言,涡旋式和半封闭螺杆式的噪声低于活塞式。
冷凝器类型和布置
目前,冷凝器中使用的翅片主要有两种:窗板和波纹板。窗板具有很高的热交换效率,所以它们经常用于前两年生产的热泵机组。然而,由于中国城市空气质量差,这种翅片容易积灰,难以清洁。结果,长时间使用后,热交换效果大大降低。因此,目前的热泵冷凝器大多采用内螺纹铜管波纹板,具有换热效率高、不易积灰、风阻小等特点。
冷凝器的翅片间距也非常重要。当用作冷凝器时,翅片间距更大,传热系统的数量更好。因此,翅片间距越小越好。然而,当其用作蒸发器时,一旦翅片结霜,使用期间的热交换效果将大大降低,因此希望翅片之间的距离将更大。一般来说,3毫米是最好的间距。
冷凝器的布置与其换热效果和外形尺寸直接相关。通常,热泵的冷凝器盘管有三种类型:直盘管、V型盘管和W型盘管。但是,在较大的V形线圈间距内,除轴流风机外,没有其他部件,空间利用率低。虽然压缩机、四通阀、蒸发器等系统相关部件集中布置在直盘管之间,但由于盘管高度高,迎风速度不均匀,冷凝器换热效率低,气流组织不理想,空气阻力大。W型布置克服了上述缺点,不仅可以改善气流组织,提高换热效率,降低空气阻力,而且在相同空间条件下,由于增加了传热面积,冷凝器盘管的空间利用率更高,因此减小了机组的整体尺寸。
热力膨胀阀配置
目前,在热泵制冷系统中有两种使用单膨胀阀和双膨胀阀的方式。所谓双膨胀阀是指一个膨胀阀用于加热,一个膨胀阀用于冷却。如果系统采用膨胀阀并根据标准制冷条件进行选择,当热泵系统在制热条件下运行时,系统的制热量将随着环境温度的降低而降低。此时,膨胀阀的制热能力也会下降,但下降幅度小于系统。这样,膨胀阀对于作为环境温度的系统来说太大
目前,风冷热泵机组中常用的蒸发器主要是板式换热器和干式管壳式换热器。板式换热器主要用于小型风冷热泵,具有传热效率高、蒸发器不易积油的特点。特别是内置分配装置的新型板解决了板间制冷剂分配均匀的关键问题,在相同出口温度下,蒸发温度可提高15-2℃,从而提高制冷效率。干式管壳式蒸发器主要用于大中型风冷热泵。目前,高效管在传热管中得到了广泛的应用,换热效率得到了很大的提高。但一般来说,它不如板式换热器好。此外,回油相对困难,并且通常储存在热交换器的底部。如果在底部设置回流管并与蒸汽吸入管连通,由于液体制冷剂的引入,制冷剂的过热度不稳定,这将影响膨胀阀的运行和系统的制冷量。
轴流风机的配置
轴流风机的配置必须首先满足冷凝器(空气侧换热器)的换热要求。根据经验,装有风冷热泵机组的轴流风机的风量与标准制冷量(环境温度35℃,出口温度7℃)的比值约为0.071 ~ 0.095/kJ。另外,冷凝器迎风面的风速必须保证,因为它与冬季运行时空气侧换热器的结霜速度有关。迎风面的风速越高,冬季作业时就越不容易结霜。但是,风量过大的风机的功耗和噪声也会增加,因此迎风面的风速一般为3 ~ 5m/s,此外,在配置风机时应考虑噪声。目前,为了降低风机噪声,一般选用大直径、低转速、小叶片扭转角的轴流风机。
能量调节方法
目前,风冷热泵机组常用的能量调节方法有压缩机数量控制、压缩机间隙操作、气缸卸荷调节(活塞式)、变频调速(涡旋式)、滑阀无级调节(螺旋式)。从能量调节方式来看,级数控制、压缩机间隙操作和气缸卸荷调节属于阶梯调节,而变频调速和滑阀无级调节属于阶梯调节。无级调节具有节能、低噪声、低振动、启动性能好、减少对供电系统干扰的优点。从这里我们还可以看到涡旋压缩机和螺杆式压缩机的卓越散热性能。
除霜方法
各生产厂生产的机组除霜方法基本相同,大多采用热蒸汽除霜方法;不同的是除霜控制技术。常见的方法包括压差控制、温差控制和温度-时间控制,其中温度-时间控制是最常见的。在这种控制技术中,除霜参数的设置是最关键的。除霜参数包括除霜温度、除霜时间和除霜间隔。除霜温度是通过位于膨胀阀后面的温度传感元件节流后的液体温度。一般设定值为-5℃,除霜间隔由定时器控制,一般设定为4分钟。除霜时间也由定时器控制,一般不超过10分钟。当热泵温度降至-5℃且最后一次除霜的时间间隔为40分钟时,机组进入除霜模式。如果除霜时间超过1010分钟,盘管中的液体温度仍未升至5℃,机组也将停止除霜并恢复加热。
在以上三个参数中,除霜时间间隔直接受环境影响,但目前大多数厂家仍然使用固定值作为除霜时间间隔。这种做法导致在低温高湿地区严重结霜的情况下,由于未能达到设定时间而无法除霜,从而导致霜层过厚或甚至冻结,并导致机组在低压保护下停机。机组调试时应注意这个问题。因此,作者建议,一方面,教师要培养学生的创新能力
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风冷热泵冷热水机组是20世纪90年代开始在我国使用的一种新型空调主机。这种机组既能供热又能供冷,省去了锅炉房和冷却水系统,安装灵活方便。该装置的运行由微机控制,可靠性高。因此,它被广泛应用于长江流域的许多空调工程中。然而,由于不同的气候条件和缺乏工程设计经验。因此,在使用中发现了许多问题。本文作者根据近年来的工程经验,谈了一些体会,供同行参考。
在项目设计过程中,如果当地气候和环境允许,经过技术经济分析比较,确定本项目空调冷热源采用风冷热泵机组,那么设计者应该开始分析比较国内外相关厂家的产品,为用户选择更经济合理的热泵产品。选型的主要内容是热泵机组的整体性能分析,包括制冷量、制热量、COP值、噪声、外形尺寸、运行重量等参数。其次,分析了该类型热泵的内部配置,包括压缩机类型、冷凝器结构和布置、热力膨胀阀配置、蒸发器类型、能量调节模式、除霜模式、安全保护和自动控制项目等。经过以上的分析和比较,我们可以选择一个更理想的单元。下一项工作是安排设备。在此过程中,必须考虑设备之间的合理间距、辅助热源的配置以及多台热泵的整体运行噪声对周围环境的影响。在下文中,将分别阐述上述方面的问题。
风冷热泵的性能分析
风冷热泵的冷却热:这两个参数是决定风冷热泵正常使用的最关键的参数。它们指的是当空气冷却热泵的入口和出口温度在设计条件下时的冷却能力或加热能力。可以从相关制造商提供的产品样品中找到。但是,在设计中也发现,一些制造商提供的样本参数没有经过测试,而是从其他制造商的相关样本中复制过来的。这给设计者选择合适的型号带来了一定的困难。因此,建议设计者根据相关厂家的风冷热泵配置的压缩机型号,从压缩机厂家获得压缩机的非设计性能曲线,并根据热泵的设计条件,检查热泵设计条件下压缩机的制冷量和制冷量,以判断样品提供的参数的真实性。
风冷热泵的COP值:该值是决定风冷热泵性能的重要参数。其值直接影响风冷热泵的功耗。因此,应尽可能选择高COP值的机组。目前,中国的国家标准是COP值为2.57,大多数进口或合资品牌的COP值约为3,单个进口品牌的高效单元的值可达到3.8。
噪声:噪声也是衡量台风冷热泵机组的一个重要参数,它直接关系到热泵运行对周围环境的影响。中国有关专家根据项目的实际测量,将各种进口热泵的噪声分为三档。第一档高于85dB,第二档在75和85dB之间,第三档低于75dB。在选择工程设计时,应优先考虑噪声低于80dB的机组。
外形尺寸:风冷热泵机组大多安装在室外屋顶。设备布置时,对设备与周围墙面的间距以及设备之间的间距有明确的要求。因此,在选择设备时,我们必须考虑所选设备的尺寸是否符合设备布局的尺寸要求。在性能相同的前提下,应优先选用较小的机组,以减少设备的占地面积。
工作重量:由于大部分风冷热泵机组都安装在屋顶上,因此屋顶的承载能力必须考虑
目前,风冷热泵压缩机主要有三种类型:活塞式、涡旋式和螺杆式。根据热泵运行时间长、压缩比大的特点,作者认为涡旋压缩机和螺杆式压缩机将成为热泵压缩机的主流。原因是:
1。涡旋压缩机和螺杆式压缩机的传动部件比活塞式压缩机少,因此减少了压缩机的摩擦损失,提高了整机的效率。
2。由于热泵单元的压缩相对较大,活塞压缩机的容积效率在相同的间隙容积下降低,从而导致整体效率降低。然而,涡旋压缩机和螺杆式压缩机没有这个问题。
3。风冷热泵用压缩机的工作环境比在普通空调条件下工作的其他压缩机差。每台压缩机运行时间较长,运行工况范围较大,因此对压缩机的可靠性要求较高。涡旋压缩机和螺杆式压缩机由于零件数量少、结构紧凑,特别适用于热泵机组。
4。目前使用的风冷热泵机组一般采用热气除霜来消除冬季供暖条件下空气侧换热器上的结霜。除霜开始和结束时,系统将反向运行。由于吸入压力突然下降,积聚在原冷凝侧盘管中的液态制冷剂将涌入压缩机,导致压缩机的湿冲程。这对于涡旋式和螺杆式压缩机来说不是大问题,并且很容易损坏活塞式压缩机的气阀和连杆。
5。此外,就热泵压缩机本身而言,涡旋式和半封闭螺杆式的噪声低于活塞式。
冷凝器类型和布置
目前,冷凝器中使用的翅片主要有两种:窗板和波纹板。窗板具有很高的热交换效率,所以它们经常用于前两年生产的热泵机组。然而,由于中国城市空气质量差,这种翅片容易积灰,难以清洁。结果,长时间使用后,热交换效果大大降低。因此,目前的热泵冷凝器大多采用内螺纹铜管波纹板,具有换热效率高、不易积灰、风阻小等特点。
冷凝器的翅片间距也非常重要。当用作冷凝器时,翅片间距更大,传热系统的数量更好。因此,翅片间距越小越好。然而,当其用作蒸发器时,一旦翅片结霜,使用期间的热交换效果将大大降低,因此希望翅片之间的距离将更大。一般来说,3毫米是最好的间距。
冷凝器的布置与其换热效果和外形尺寸直接相关。通常,热泵的冷凝器盘管有三种类型:直盘管、V型盘管和W型盘管。但是,在较大的V形线圈间距内,除轴流风机外,没有其他部件,空间利用率低。虽然压缩机、四通阀、蒸发器等系统相关部件集中布置在直盘管之间,但由于盘管高度高,迎风速度不均匀,冷凝器换热效率低,气流组织不理想,空气阻力大。W型布置克服了上述缺点,不仅可以改善气流组织,提高换热效率,降低空气阻力,而且在相同空间条件下,由于增加了传热面积,冷凝器盘管的空间利用率更高,因此减小了机组的整体尺寸。
热力膨胀阀配置
目前,在热泵制冷系统中有两种使用单膨胀阀和双膨胀阀的方式。所谓双膨胀阀是指一个膨胀阀用于加热,一个膨胀阀用于冷却。如果系统采用膨胀阀并根据标准制冷条件进行选择,当热泵系统在制热条件下运行时,系统的制热量将随着环境温度的降低而降低。此时,膨胀阀的制热能力也会下降,但下降幅度小于系统。这样,膨胀阀对于作为环境温度的系统来说太大
目前,风冷热泵机组中常用的蒸发器主要是板式换热器和干式管壳式换热器。板式换热器主要用于小型风冷热泵,具有传热效率高、蒸发器不易积油的特点。特别是内置分配装置的新型板解决了板间制冷剂分配均匀的关键问题,在相同出口温度下,蒸发温度可提高15-2℃,从而提高制冷效率。干式管壳式蒸发器主要用于大中型风冷热泵。目前,高效管在传热管中得到了广泛的应用,换热效率得到了很大的提高。但一般来说,它不如板式换热器好。此外,回油相对困难,并且通常储存在热交换器的底部。如果在底部设置回流管并与蒸汽吸入管连通,由于液体制冷剂的引入,制冷剂的过热度不稳定,这将影响膨胀阀的运行和系统的制冷量。
轴流风机的配置
轴流风机的配置必须首先满足冷凝器(空气侧换热器)的换热要求。根据经验,装有风冷热泵机组的轴流风机的风量与标准制冷量(环境温度35℃,出口温度7℃)的比值约为0.071 ~ 0.095/kJ。另外,冷凝器迎风面的风速必须保证,因为它与冬季运行时空气侧换热器的结霜速度有关。迎风面的风速越高,冬季作业时就越不容易结霜。但是,风量过大的风机的功耗和噪声也会增加,因此迎风面的风速一般为3 ~ 5m/s,此外,在配置风机时应考虑噪声。目前,为了降低风机噪声,一般选用大直径、低转速、小叶片扭转角的轴流风机。
能量调节方法
目前,风冷热泵机组常用的能量调节方法有压缩机数量控制、压缩机间隙操作、气缸卸荷调节(活塞式)、变频调速(涡旋式)、滑阀无级调节(螺旋式)。从能量调节方式来看,级数控制、压缩机间隙操作和气缸卸荷调节属于阶梯调节,而变频调速和滑阀无级调节属于阶梯调节。无级调节具有节能、低噪声、低振动、启动性能好、减少对供电系统干扰的优点。从这里我们还可以看到涡旋压缩机和螺杆式压缩机的卓越散热性能。
除霜方法
各生产厂生产的机组除霜方法基本相同,大多采用热蒸汽除霜方法;不同的是除霜控制技术。常见的方法包括压差控制、温差控制和温度-时间控制,其中温度-时间控制是最常见的。在这种控制技术中,除霜参数的设置是最关键的。除霜参数包括除霜温度、除霜时间和除霜间隔。除霜温度是通过位于膨胀阀后面的温度传感元件节流后的液体温度。一般设定值为-5℃,除霜间隔由定时器控制,一般设定为4分钟。除霜时间也由定时器控制,一般不超过10分钟。当热泵温度降至-5℃且最后一次除霜的时间间隔为40分钟时,机组进入除霜模式。如果除霜时间超过1010分钟,盘管中的液体温度仍未升至5℃,机组也将停止除霜并恢复加热。
在以上三个参数中,除霜时间间隔直接受环境影响,但目前大多数厂家仍然使用固定值作为除霜时间间隔。这种做法导致在低温高湿地区严重结霜的情况下,由于未能达到设定时间而无法除霜,从而导致霜层过厚或甚至冻结,并导致机组在低压保护下停机。机组调试时应注意这个问题。因此,作者建议,一方面,教师要培养学生的创新能力
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