【正文】 （ 1） 選擇一個能夠支撐熱泵熱水器重量且不會增加噪音和振動的水平位置。 3)按場地的條件繪制標準施工圖紙： F、 根據(jù)客戶的場地具體規(guī)劃設(shè) 備的布局，力求水路的最短、最直，設(shè)備之間預(yù)留合理的操作維護空間。 需要進一步解決的問題和研究方向 （ 1）對熱泵熱水器的工質(zhì)進行綜合評價，其結(jié)果還有待實驗進一步論證；依據(jù)實驗結(jié)果對系統(tǒng)進行優(yōu)化改進； （ 2）開發(fā)適用于中高溫工況的新型制冷工質(zhì)，進一步提高水溫，滿足用戶對水溫度的要求。 目前市場上熱泵熱水器種類很多，主要有太陽能助推型、水源和空 氣源三種系列。在熱水器行業(yè)，用戶熱水能耗的節(jié)約途徑主要是采用新型高效熱水器，提高熱水器的效率。在相同設(shè)計運行能力的熱泵系統(tǒng)中， R417a 的制熱量略小于R22，耗功也比 R22 小， COP 值高于 R22，因此 R417a 完全可以在熱泵熱水系統(tǒng)中作為替南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 19 代工質(zhì)直接替代 R22，并可以安全可靠運行。對于它的替代情況很多文獻都有相關(guān)介紹，在這里就不一一贅述。今后的研究中，可以考慮用一些數(shù)學方法進行系統(tǒng)識別，以便找出 充注量和其他參數(shù)的關(guān)系； 2)冷凝器盤管的長度關(guān)系到熱泵系統(tǒng)設(shè)計的合理性與經(jīng)濟性，在理論計算的基礎(chǔ)上，由實驗結(jié)果驗證，可以對其進一步優(yōu)化； 3)壓縮機功率的波動顯示了系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，加裝了儲液器后，冷凝器出口溫度曲線波動明顯變小，穩(wěn)定性有明顯提高； 4)家庭用空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)中，應(yīng)注意水箱容積與壓縮機匹配的合理性，否則影響到用戶的使用方便與否。 空調(diào)制冷量 確定后，即可根據(jù)目己家庭之實際情況估算制冷量，選擇合適的空調(diào)機。 第一節(jié) 空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)計算 空調(diào)制冷量 計算并不復(fù)雜。改善化霜控制方式，提高智能化化霜控制的精 確性是熱泵機組改進性能的重要課題之一。 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 17 （ 8）運行與節(jié)能 從前面討論的熱泵特性曲線可知，熱泵機組出水溫 度的改變可以改變熱泵機組的效率。新風在數(shù)量上等于排風和滲透風及侵入風等風量之和。在熱泵機組并排布置時，在熱泵之間搭涼柵，可較有效地減少短路，另可改善吸氣環(huán)境，對冬季雨雪天減弱積霜程度有良好效果，這一措施也可減少夏天熱泵吸入氣流的溫度，減少太陽輻射對換熱器表面溫度的不良影響。末端空調(diào)器的節(jié)能還可體現(xiàn)在當室外空氣焓值低于室內(nèi)空氣焓值的情況下，盡可能利用室外空氣冷卻室內(nèi)空氣。另外，高焓差低風量的空調(diào)器耗電少于低焓差大風量空調(diào)器。所選水泵也應(yīng)為高效之水泵，所需水泵的流量、揚程應(yīng)與實際一致。采用高效熱泵節(jié)能意義明顯。 2． 3． 8 空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能措施 就熱泵空調(diào)系統(tǒng)而言，其額定電耗超過了整個建筑額定耗電量的 50％。熱泵機組除自身內(nèi)部壓縮機臺座有良好減振外，熱泵整機底座也應(yīng)有減振措施，盡可能選用彈簧減振器，彈簧減振器應(yīng)通過認真計算確定。系統(tǒng)定壓點應(yīng)設(shè)于集水器或回水管上。并聯(lián)的水泵，并聯(lián)的熱泵或并聯(lián)的水泵 熱泵組之間的連接也盡可能采用同程布 置形式，各不同的水路系統(tǒng)宜通過分集水器連接，在集水器各分支管上宜設(shè)溫度計和平衡閥。冬季當進水 溫度降至 39~40℃ 時， 熱泵 器的散熱量能滿足室內(nèi)供暖的要求。水泵的布置要有一定的間距，南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 14 有條件時預(yù)留 1~2臺水泵的安裝位置以備發(fā)展之需。 2． 3． 4 水泵的選擇與布置 水泵的數(shù)量宜與熱泵的臺數(shù)相對應(yīng)。選用上排風熱泵時應(yīng)安裝導(dǎo)流風管，改成側(cè)排風。另外，對于熱泵機組熱阻主要在室外換熱器側(cè)，熱泵的效率還受兩器面積等因素的影響，故從工程角度，螺桿式熱泵與活塞型熱泵在效率上的差異有限。綜上所述，對較小系統(tǒng)，或?qū)Τ叽?、重量吊裝等有特殊要求的場合，模塊式熱泵有其優(yōu)越性。 2． 3． 2 機組類型與臺數(shù)的確定 熱泵型冷熱水機組根據(jù)壓縮機的不同可分為渦旋式熱泵機組、往復(fù)式熱泵機組和 螺 桿式熱泵機組，按機組結(jié)構(gòu)大小、組合規(guī)模不同，熱泵機組可分為整體式熱泵機組和模塊式熱泵機組。而冬季制熱熱泵的額定工況條件為室外空氣溫度 7~8℃ ，進出水水溫為 5055℃ 。在以空氣源熱泵型冷熱水機組為冷源的 熱泵 系統(tǒng)設(shè)計中熱泵機組的容量既要考慮到大樓各部分的同時使 用系數(shù)，還應(yīng)考慮到熱泵的實際制冷量、實際供熱量會因設(shè)備間距限制等原因造成通風不暢，部分氣流短路 (這部分的出力損失約占 5％左右 )而受到影響，和室外換熱器因 表 面積灰、換熱器表面結(jié)垢、設(shè)備衰減等因素的影響，故所選擇的熱泵機組尚應(yīng)考慮安全系數(shù)。在有集中供熱的地區(qū)，就不宜采用。而日本等一些國家已率先采用 CO2 作為熱媒（冷媒），不對臭氧層造成破壞（ 所以在安裝時，銅管務(wù)必要連接緊密，防止 R22 漏出。 高效節(jié)能的制熱系統(tǒng) 空氣能熱泵是以空氣做為能源來源的，受環(huán)境影響很小。 第二節(jié) 空氣源熱泵熱水器工作原理 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 10 空氣源熱泵熱水器是 繼燃氣熱水器、電熱水器和太陽能熱水器的新一代熱水裝置，是可替代鍋爐的供暖水設(shè)備。壓縮機不斷地抽吸蒸發(fā)器中產(chǎn)生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力， 然后送往冷凝器，在冷凝壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質(zhì)（通常是水或空氣） 與冷凝壓力相對應(yīng)的冷凝溫度一定要高于冷卻介質(zhì)的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 9 或其它節(jié)流元件進入蒸發(fā)器。 圖 131 第二章 熱泵熱水器系統(tǒng)運行原理 第一節(jié) 蒸 汽壓縮式制冷循環(huán)原理 熱泵熱水機組遵循能量守恒定律和熱力學第 2定律，運用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機械功（電能），將處于低溫 環(huán)境（大氣或地下水等）下的熱量轉(zhuǎn)移到高溫環(huán)境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。 在空氣源熱泵制造行業(yè)中，以芬尼克茲節(jié)能設(shè)備有限公 司為首的部分企業(yè)，在經(jīng)過了幾年時間的努力后，從目前市場對熱泵的接受程度及反響來看，無論從經(jīng)銷商層面還是終端用戶，其認知程度都在大大提高，一些報刊、媒體也在大肆報道空氣能熱泵熱水器在業(yè)內(nèi)創(chuàng)造的種種神話；并且在過去一段時間，我們在全國市場所做的熱泵工程反映來看，空氣能熱泵熱水器確實是節(jié)能、環(huán)保的熱水產(chǎn)品，在為客戶創(chuàng)造價值的同時，用戶對熱泵的好評度也越來越高。 由于熱泵具有較好的節(jié)能效果，《節(jié)能法》的頒布實施促進了熱泵事業(yè)的發(fā)展，減少二氧化碳的排放量和限期停用 CFCS 工質(zhì)的環(huán)境保護政策。由于高安全、高節(jié)能、壽命長、不排放毒氣等諸多優(yōu)點，以及可以有效的解決目前國內(nèi)有關(guān)部門對節(jié)約能源、環(huán)保、安全等各方面較棘手問題，而日益受到社會各方面的廣泛關(guān)注 。節(jié)能不再只是作為一種宣傳口號被傳播，而是切實地被各地的政府等相關(guān)職能部門提上了日程。熱泵機組設(shè)有高低壓異常保護、壓縮機過載保護、風機過熱保護、缺相保護、漏電保護、傳感器故障保護、限溫保護等多種自動安全保護功能。運行費用是普通電熱水器的 1/4，燃氣熱水器的 1/3，燃油熱水器的 1/，太陽能熱水器的 1/。三種熱泵中，空氣源熱泵受到的條件限制最小 。首先空氣源是因為我們能量的大量的來源是空氣，其次為什么中間還要加個熱泵，是因為在我們的理解中，泵本來是提高水的位能惡的南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 5 一種設(shè)備，即把水從地處抽到高出的一種設(shè)備，同理這種設(shè)別是將熱量從低的地方帶到高的地方的設(shè)備，所以就叫空氣源熱泵，最后因為這是一種熱水的設(shè)備，所以叫熱水器，所以全名就叫空氣源熱泵熱水器。而熱泵所消耗的電能只是供應(yīng)機械（壓縮機、電機等）系統(tǒng)做功搬運熱能—— 把熱能從低品位（低溫）熱源中運送到高品位（高溫）熱源中。人們所熟悉的 “泵 ”是一種可以提高位能的機械設(shè)備，比如 水泵 主要是將水從低位抽到高位。作為一種有效地節(jié)能綠色產(chǎn)品， 空氣源 熱泵將在我國建筑空調(diào)系統(tǒng)中發(fā)揮越來越重要的作用。用之不竭的能源。 最后對空氣源熱泵的系統(tǒng)計算、工質(zhì)性能的分析，從環(huán)保節(jié)能經(jīng)濟性等方面入手說明空氣源的相對于其他熱泵的優(yōu)勢。從中可以了解到什么是熱泵熱水器？什么又是空氣源熱泵熱水器以及空氣源熱泵技術(shù)前景等等。因此，大力開拓新能源與可再生能源的實際應(yīng)用成為我國解決能源緊張和保護生態(tài)環(huán)境的重要戰(zhàn)略任務(wù)。 近年來隨著資源和環(huán)境的問題日益嚴重，在滿足人們健康 、舒適要求的前提下，合理利用自然資源，保護環(huán)境，減少常規(guī)能源消耗，已成為暖通空調(diào)行業(yè)需要面對的一個重要問題 。夏季它可以代替普通空調(diào)向土壤、地下水或者地表水放熱給建筑物制冷。 壓縮機每消耗 1份電能就能使工質(zhì)運送 2～ 6份熱能（根據(jù)環(huán)境溫度不同而定）。空氣源熱泵系統(tǒng)通過自然能 (空氣蓄熱 )獲取低溫熱源，經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供 )暖或供應(yīng)熱水，整個系統(tǒng)集熱效率甚高。 前國際熱能署專門成立國際熱泵中心，設(shè)立熱泵推廣工程（ Heat Pump Programme），向世界上各國推廣協(xié)調(diào)熱泵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展?？諝饽軣岜脽崴鳎諝庠礋岜脽崴鳎┮驳玫搅斯俜降膽?yīng)用。壓縮機、熱交換器和主要零部件均選用名牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，運行可靠，使用壽命長。與水箱配套使用，充分利用夜間優(yōu)惠電價時段來加熱，預(yù)先儲存大量的熱水?？諝庠礋岜门c目前常用的電熱水器不同，它不是用 電熱管在水中直接加熱，而是通過熱泵集熱器從自然空氣中收集熱源，傳熱工質(zhì)吸熱自然汽化，經(jīng)壓縮后形成高溫高壓氣體，再通過冷凝盤管“搬運”到水中釋放熱量。中國科學院廣州能源研究所專家李凡提出，節(jié)能型熱水器產(chǎn)品并不能把眼睛只盯在傳統(tǒng) 的熱水器之上，空氣能熱泵熱水器將是繼電熱水器、燃氣熱水器及太陽能熱水器之后的第四大種類熱水器，并且安裝不受建筑物或樓層限制，使用上也不受氣候條件限制。在今后的十年，中國將有 33％的家庭遷入新居，意味著平均每年有 260萬個以上的家庭需要熱水器，熱水器的市場容量將以兩位數(shù)增長。當前熱泵市場最主要的問題就是產(chǎn)品知名度的問題，一萬個人中，可能只有兩三個人知道熱泵熱水器。 單級蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)如下圖所示。 壓縮 －放熱（冷卻與冷凝）－節(jié)流－吸熱（汽化、蒸發(fā)） 空氣能是一種廣泛存在、平等給予和可自由利用的低價位能源，利用熱泵循環(huán)提高其能源品位，因而是一項極具開發(fā)和應(yīng)用潛力的節(jié)能、環(huán)保新技術(shù)，具有實用價值。 2． 2． 2 特點與優(yōu)勢 設(shè)計先進 南京化工職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計 11 通過計算機仿真測試實驗室，模擬各種惡劣環(huán)境的運行，調(diào)試評估出機組系統(tǒng)的最優(yōu)化配置方案及機組最合理的 COP值。而每減少消耗一度電量，可以減少發(fā)電時的 磅的二氧化碳產(chǎn)生，也就可以減少對大氣層破壞。 其次還要考慮一些其他因素的影響，例如使用時間、較低溫度的放不宜使用、 當室外強度低于空氣源熱泵平衡點溫度（即空氣源熱泵供熱量等于建筑牦熱量時的室外計算溫度 )時，應(yīng)設(shè)置輔助熱源。讓 熱泵 系統(tǒng)恰如其分地提供冷（熱）量，以滿足設(shè)計計算狀態(tài)下建筑物的需求，并隨時適應(yīng)建筑物 熱泵 冷（熱）負荷及其變化的需要是 熱泵 設(shè)計的根本目的。 另外，熱泵機組既要滿足系統(tǒng)夏季的供冷要求，又要滿足系統(tǒng)冬季的 熱泵 供暖要求。如果熱泵機組在設(shè)計計算室外參數(shù)條件下的制冷量大于設(shè)計計算冷負荷，而制熱量等于熱負荷，則應(yīng)以熱負荷為準選擇熱泵。系統(tǒng)互備性也好，另外，熱泵機組一般置于屋頂，模塊式熱泵機組由于各單元組合 靈活，各單元尺寸小，重量輕，故具有運輸?shù)跹b、安裝方便等優(yōu)點。當然，熱泵的臺數(shù)還應(yīng)考慮大樓功能、用戶單元劃分、計量、管理等綜合因素。當熱泵置于裙樓頂時，要評估其對主樓及周圍環(huán)境的影響，較大的熱泵機組（ ≥200RT ），單機噪音在75~85db(A)左右。熱泵機組宜采用彈簧減振器隔振，減振器型號及布置點經(jīng)計算確定。這種連接方式應(yīng)將水泵布置于臨近熱泵的室內(nèi)，也可以置于地下室，水泵的臺數(shù)應(yīng)考慮 1~2臺的備用泵。有學者因此認為熱泵 熱泵 系統(tǒng)末端設(shè)備應(yīng)在夏季工況計算選擇結(jié)果的基礎(chǔ)上有所放大。 2． 3． 6 熱泵 熱泵 水系統(tǒng) 較大的 熱泵 系統(tǒng)，或一個大樓中有運行時間不一致的不同功能部分 ，或有若干需獨立計量的部分，或存在阻力相差較大的若干部分， 熱泵 水系統(tǒng)宜通過分集水器分設(shè)若干個子系統(tǒng)，熱泵和水泵的配置應(yīng)與之相適應(yīng)，以保證系統(tǒng)始終處在較高工作效率狀態(tài)。采用板式換熱器的熱泵入口應(yīng)裝不少于 60日 /吋的過濾器。有條件時 熱泵 水系統(tǒng)宜采用變水量控制以有效解決水力失衡和減少部分負荷情況下水泵的消耗。置于屋面的水泵宜設(shè)帶配重平衡塊的彈簧減振臺座。所以熱泵機組效率的高低對空調(diào)系統(tǒng)能耗有決定作用。 另外， 工程中普遍出現(xiàn)的所選水泵過大，水溫差過小的現(xiàn)象。新風量的組織與控制（根據(jù)室外環(huán)境參數(shù)或二氧化碳濃度控制新風量），可以將新風能耗降為最小，有時還可利用室外新風進行自然降溫，最大限制地減少能耗。不管水系統(tǒng)是否變水量，空調(diào)器設(shè)三檔變速是需要的。為了美觀及布置方