【正文】 便，熱泵機(jī)組大多對齊并列布置，為改善通風(fēng)，熱泵機(jī)組可錯(cuò)列。同樣由于加接風(fēng)管，熱泵所配風(fēng)機(jī)應(yīng)予調(diào)整，以適新的通風(fēng)工況。噴水的不利后果是可能導(dǎo)致?lián)Q熱器表面積垢，而影響換熱，但由于盤管表面還有一定的灰塵，水垢也許不會(huì)直接在盤管表面形成甚至造成影響傳熱之程度。 除此以外，空調(diào)系統(tǒng)在上班人員到達(dá)前提前開啟，有利于節(jié)能，另外由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)及家具等的蓄熱特性，空調(diào)系統(tǒng)熱泵機(jī)組比下班時(shí)間提前關(guān)閉半小時(shí)至 1小時(shí)，既不影響整體舒適，又有明顯節(jié)能效果。推廣節(jié)能技術(shù)改良既有的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)新的熱泵空調(diào)系統(tǒng)，可節(jié)省巨大能源，具有顯著 的經(jīng) 濟(jì)效益、節(jié)能效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。（注：一般習(xí)慣地把 2500W稱為 1匹，而把 2300W稱為小 1匹， 3500/3600W稱為 ，而把 3200稱為小 ） 空調(diào)制冷量 是判斷使用何種空調(diào)的重要依據(jù)?，F(xiàn)提出改進(jìn)與建議如下： 1)充注量在熱泵系統(tǒng)運(yùn)行中起重要作用。 盡管 R22 屬于 HCFC 類物質(zhì)，環(huán)境指標(biāo) ODP(Ozonedestroy Potential消耗臭氧層潛能值 )為 ， GWP (Globalwarm Potential溫室效應(yīng)潛能值 )為 左右，對大氣臭氧層也有一定的破壞作用，但比 R12 小得多，所以在一些場合，它適合作為某些禁用制冷劑的過度性替代物，目前廣泛應(yīng)用在家用空調(diào)器以及中型冷水機(jī)組中，在工業(yè)制冷中也有所使用 [2]。另外， R407C 是非共沸型制冷劑，一旦發(fā)生泄漏，其 COP 值就急速下降，屬于過渡工質(zhì)。但是使用 R134a 要加強(qiáng)干燥防水措施 ，防止對設(shè)備和管道腐蝕，這點(diǎn)要特別值得注意。這就引發(fā)了我們對于熱水器的思考：能不能 設(shè)計(jì) 出一種安全節(jié)能又方便使用的熱水器呢？ 熱泵是以冷凝器放出的熱量來供熱的制冷系統(tǒng)，它被形象的稱為 “ 熱量倍增器 ” 。 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 22 圖 311 熱泵熱水器工作原理 用熱泵供熱水在國外已有多年的研究基礎(chǔ)和應(yīng)用實(shí)例，但國內(nèi)近幾年才興起，而且對工程機(jī)研究較多。 2)要求客戶確保： C、 確保熱水供、回水管路安裝到位，距安裝水箱的位置不超過 4米，并且便于與水箱連接。 尤其對于含水系統(tǒng)的空氣源熱泵熱水器來說表現(xiàn)的更加尤為突出。 （ 4） 安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電、強(qiáng)磁場直接作用的區(qū)域 （ 5） 機(jī)組必須安裝減震裝置，以防止振動(dòng)傳遞。 古語有說 “ 七分安裝 ， 三分產(chǎn)品。 第四章 熱泵熱水器設(shè)計(jì)實(shí)例 第一 節(jié) 實(shí)例介紹 4． 1． 1安裝的選擇 (1)安裝前的準(zhǔn)備工作： 1)察看安 裝現(xiàn)場： A、 確認(rèn)場地的面積足夠容納所有的設(shè)備（包括水箱、水泵、主機(jī)、控制器、管材、管鍵等），并且有足夠的可操作空間。 熱泵熱水器的基本原理如圖 1所示：它主要是由壓縮機(jī)、熱交換器、軸流風(fēng)扇、保溫水箱、水泵、儲(chǔ)液罐 、過濾器、電子膨脹閥和電子自動(dòng)控制器等組成。各種燃?xì)鉄崴鞯男室话愣家堰_(dá) 80%左右，有的甚至已達(dá) 85%，進(jìn)一步提高效率較難，最多還有 5%的節(jié)能潛力。 系統(tǒng)的理論循環(huán)和工質(zhì)熱力計(jì)算 現(xiàn)選取 R2 R134a、 R407C 和 R417a 四種工質(zhì)，蒸發(fā)熱量為 1KW 時(shí)，考慮一定的過冷度和過熱度，對過渡季、夏季和冬季三種典型工況進(jìn)行熱力計(jì)算，系統(tǒng)的理論循環(huán)如圖 2所示，理論計(jì)算結(jié)果列表如下：（其中過冷度和過熱度均取 5 ℃ ） 一般工況：取 T0=15℃ ， Tk=60℃ （見表 1） 夏季工況：取 T0=20℃ ， Tk =60℃ （見表 2） 冬 季工況：取 T0=10℃ ， Tk =60℃ （見表 3） 圖 系統(tǒng)的理論循環(huán) 顯然，由圖中可以看出： 單位工質(zhì)的制熱量 qh = h2 h4 ， 單位工質(zhì)的耗電量 w0 = h2 h1 ， 則制熱系數(shù)為： 表 1 一般工況不同工質(zhì)熱力性能比較表 工質(zhì) R22 R134a 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 20 R407C R417a 表 2 夏季工況不同工質(zhì)熱力性能比較表 工質(zhì) 冷凝壓力(KPa) 蒸發(fā)壓力(KPa) 壓縮機(jī)功率(kW) 冷凝熱量(kW) 制熱系數(shù) 壓比 壓差 (KPa) 壓縮機(jī)排氣溫度（ ℃ ） R22 2431.00 906.33 8 5.04 2.682 152 R134a 1699.27 569.75 8 5.12 2.982 112 R407C 2494.30 864.46 0 4.89 2.885 162 R417a 2151.81 786.59 0 5.00 2.736 136 表 3 冬季工況不同工質(zhì)熱力性能比較表 工質(zhì) 冷凝壓力(KPa) 蒸發(fā)壓力(KPa) 壓縮機(jī)功率(kW) 冷凝熱量(kW) 制熱系數(shù) 壓比 壓差 (KPa) 壓縮機(jī)排氣溫度（ ℃ ） R22 2431.00 353.50 9 2.83 6.877 207 R134a 1699.27 199.74 1 2.81 8.508 149 R407C 2494.30 313.66 4 2.70 7.952 218 R417a 2151.81 297.58 7 2.68 7.231 185 計(jì)算結(jié)果分析 （ 1）由計(jì)算結(jié)果可知，不管用何種制冷工質(zhì)，一般工況下其平均制熱系數(shù) h =，夏季平均 h =，冬季平均 h =，都比電熱水器和燃?xì)鉄崴鞲叩亩?，這表明其具有顯著的節(jié)能經(jīng)濟(jì)性； （ 2）從系統(tǒng)運(yùn)行來看，由于冬季溫差較大，故冬季運(yùn)行時(shí)制熱系數(shù)相對較低，而且壓比較大，對壓縮機(jī)等 設(shè)備 運(yùn)行有很大影響，因此建議熱泵熱水器夏季和過渡季運(yùn)行，而冬季適當(dāng)輔以電加熱，安全合理地發(fā)揮熱泵的效能； （ 3） R22 的排氣溫度最高，不利于系 統(tǒng)的運(yùn)行，加之對大氣臭氧層有破壞作用，因此替代在所難免； 南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì) 21 （ 4） R134a 的制熱系數(shù)最大，但其溶水性較強(qiáng)，少量的水即可以使其產(chǎn)生較強(qiáng)的金屬腐蝕性，或產(chǎn)生 “鍍銅 ”現(xiàn)象； （ 5） R417a 的排氣溫度最低，排氣溫度低對潤滑油的粘度影響降低，可防止?jié)櫥头纸庾冑|(zhì)，改善系統(tǒng)的工作條件，提高機(jī)器的使用壽命；雖然其制熱系數(shù)比 R22 稍低，但在環(huán)保方面有一定優(yōu)勢，因此具有廣闊的市場前景。 R407C 具有與 R22 相近的制冷量，壓力基本相當(dāng)，對整個(gè)系統(tǒng)的改動(dòng)小。標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度為－ ℃ ，凝固溫度為－ 160℃ ，具有較好的熱力性質(zhì)和熱物理性質(zhì)。 就現(xiàn)有系統(tǒng)而言，除改變冷凝盤管長度外，調(diào)整充注量和膨脹閥開度對系統(tǒng) COP 也有明顯的提高，并且穩(wěn)定性得到改善。通常情況下，家庭普通房間每平方米所需的制冷量為 115145W，客廳、飯廳每平方米所需的制冷量為 145175W。熱泵機(jī)組冷凝熱的回收也應(yīng)成為制造商、業(yè)主、工程設(shè)計(jì)人員共同關(guān)心的節(jié)能課題。冬天的情況也有類似結(jié)果，在室外溫度為 6℃ 時(shí)（南京空調(diào)設(shè)計(jì)室外計(jì)算溫度），熱泵機(jī)組出水溫度為 40℃ 時(shí)的效率，比出水溫度為 50℃ 時(shí)的效率高出 13％左右，在 0℃ 時(shí)，熱泵機(jī)組出水溫度 40℃ 時(shí)的效率是出水 50℃ 時(shí)的 。對于熱泵空調(diào)系統(tǒng)，如能將排風(fēng)有組織地排至熱泵機(jī)組入口，也是有利于提高熱泵機(jī)組效率的，不失為一簡便有效的節(jié)能措施。如布置于陽臺(tái)上，陽臺(tái)宜突出整體平面，宜設(shè)于通風(fēng)良好的轉(zhuǎn)角處，宜選用側(cè)排風(fēng)形式，或?qū)ωQ排風(fēng)的熱泵加接風(fēng)管水平排風(fēng)，但風(fēng)機(jī)應(yīng)作相應(yīng)調(diào)整。通風(fēng)良好的標(biāo)準(zhǔn)是，進(jìn)入熱泵的空氣為環(huán)境空氣，而熱泵排出的氣流又能及時(shí)排走、排遠(yuǎn)，熱泵機(jī)組排氣與吸氣不短路。從節(jié)省角度，盡可能少用四排管空調(diào)器，多用六排管空調(diào)器，對組合式空調(diào)器可考慮用八排管空調(diào)器。 （ 3）采用自動(dòng)控制方法 部分負(fù)荷情況下，熱泵機(jī)組投入臺(tái)數(shù)的合理確定，需要對熱泵機(jī)組進(jìn)行群控，要使水泵的 運(yùn)行臺(tái)數(shù)與熱泵機(jī)組同步，需要對系統(tǒng)采取變水量自控方式。原則上，熱泵機(jī)組不少于 2~3 臺(tái)，獨(dú)立的制冷循環(huán)數(shù)不少于 4~6 個(gè)。熱泵空調(diào)的節(jié)能措施可分下列幾個(gè)方面 ： （ 1）． 選用高效率低能耗的熱泵，合理確定熱泵臺(tái)數(shù)。從樓內(nèi)走向熱泵所在屋面平臺(tái)的出入口應(yīng)做隔音門并設(shè)隔聲套間，或熱泵機(jī)組與大樓核心筒 之間有輔助房 間（如水泵間、配電間）等隔斷。膨脹水箱應(yīng)設(shè)信號管以便觀測其中的水位。 系統(tǒng)中熱泵與水泵的連接宜采用壓入式連接，即水泵往熱泵供水。但當(dāng)系統(tǒng)熱泵只有 1~2個(gè)回路時(shí)，為減少化霜對室內(nèi)溫度的影響，有條件時(shí)，可將 熱泵 器啟?？刂婆c水溫同步，如當(dāng)水溫低于35℃ 時(shí)， 熱泵 器風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)水溫高于 35℃ 時(shí)風(fēng)機(jī)恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。而當(dāng)室外溫度較低時(shí)，熱泵 熱泵 系統(tǒng)的供水溫度一般維持在 39~40℃ 。備用水泵可采用先不安裝臨時(shí)替換的方法。比較理想的方法還是將熱泵 機(jī)組置于塔樓頂，以使熱泵有良好的通風(fēng)條件并使噪音影響面降為最小 。 2． 3． 3 熱泵的位置 熱泵的位置有下列幾種，一是置于裙樓頂，二是置于塔樓頂，三是置于 窗 臺(tái)，四是置于凈高較高的室內(nèi)。在選擇整體式熱泵機(jī)組時(shí)，應(yīng)考慮到 熱泵 系統(tǒng)負(fù)荷變化的特點(diǎn)和設(shè)備間的互備性，考慮到冬季熱泵化霜時(shí)盡可能減少對水溫的影響。國內(nèi)熱泵機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)以生產(chǎn)模塊式熱泵機(jī)組為多，而整體式熱泵機(jī)組從外觀上看是一組合單元，一整體框架，雖然內(nèi)部可有多臺(tái)壓縮機(jī)，甚至有 2個(gè)以上的制冷回路，但它們之間一般不可再分解。對于一般辦公、酒店為主的綜合樓，冬季 熱泵 供暖設(shè)計(jì)計(jì)算熱負(fù)荷約為夏季 熱泵 設(shè)計(jì)計(jì)算冷負(fù)荷的 7085％。QD 。這是一個(gè)受室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、室內(nèi)人員、設(shè)備等散熱、散濕量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)、室外空氣環(huán)境參數(shù)（ 包 括溫度濕度、氣流速度等）、太陽輻射強(qiáng)度等諸多因素影響的變量。今后更需改進(jìn)的是對熱泵壓縮機(jī)的改良。 綠色環(huán)保 因不使用燃?xì)馑圆粫?huì)產(chǎn)生廢氣，不會(huì)破壞臭氧層。 2． 2． 1系統(tǒng)介紹 空氣源熱泵熱水器內(nèi)專置一種吸熱介質(zhì) —— 冷媒，它在液化的狀態(tài)下低于零下 20℃，與外界溫度存 在著溫差，因此，冷媒可吸收外界的熱能，在蒸發(fā)器內(nèi)部蒸發(fā)汽化，通過空氣源熱泵熱水器中壓縮機(jī)的工作提高冷媒的溫度，再通過冷凝器使冷媒從汽化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為液化狀態(tài)，在轉(zhuǎn)化過程中，釋放出大量的熱量，傳遞給水箱中的儲(chǔ)備水，使水溫升高，達(dá)到制熱水的目的。混合物中的蒸氣通常稱為閃發(fā)蒸氣，在它被壓縮機(jī)重新吸入之前幾乎不再起吸熱作用。這樣的機(jī)器就稱之為 “ 熱泵 ” 。熱泵還可替代部分鍋爐（太陽能大面積熱水系統(tǒng)跟其是無法比較的）供生活熱水，根據(jù)一些媒體、雜志得出的初步估算數(shù)據(jù)來看，當(dāng)熱泵熱水器進(jìn)入市場成長期和成熟期時(shí)，應(yīng)有 400 億以上的蛋糕等著分割。我國節(jié)能政策和環(huán)境保護(hù)政策、巨大的建筑市場、豐富的工業(yè)余熱資源等因素將會(huì)極大地促進(jìn)空氣源熱泵熱水器市場的發(fā)展。而能源緊張、拉閘限電、燃?xì)鉂q價(jià)等問題的凸現(xiàn)，正促使傳統(tǒng)的、高能耗的家電產(chǎn)品加速退出市場。 伴隨著能源緊缺的影響，一些標(biāo)榜節(jié)能、環(huán)保的產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，特別是夏季來臨時(shí)各個(gè)行業(yè)對電能的嚴(yán)重依賴，“電荒”的影響對一些耗電大的產(chǎn)品的節(jié)能性提出了更高的要求，諸如空調(diào)、電熱水器等產(chǎn)品。 適應(yīng)性強(qiáng)空氣源熱泵型熱水機(jī)組的工作性能隨室外氣候變化比 較明顯，室外環(huán)境溫度在 0～ 40℃ 范圍內(nèi)，熱泵機(jī)組都能正常工作。設(shè)備緊湊，操作、維護(hù)簡單，無需人工管理費(fèi)用。 空氣能是一種廣泛存在、平等給予和可自由利用的低價(jià)位能源，利用熱泵循環(huán)提高其能源品位，因而是一項(xiàng)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(shí)用價(jià)值。熱泵工業(yè)在 20 世紀(jì) 40 年代到 50 年代早期得到迅速發(fā)展，家用熱泵和工業(yè)建筑用的熱泵開始進(jìn)入市場，熱泵進(jìn)入了早期發(fā)展階段。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過 膨脹閥 返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復(fù)。同理，熱量不可能自發(fā)的從低溫環(huán)境傳送到 高溫環(huán)境中去，如果要實(shí)現(xiàn)熱能從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境的轉(zhuǎn)移，必須通過一臺(tái)設(shè)備，并消耗一部分機(jī)械功（例如電能）作為補(bǔ)償，這種設(shè)備就稱為 “ 熱泵 ” 。 空氣源 熱泵不需要人工的冷熱源 ,可以取代鍋爐或市政管網(wǎng)等傳統(tǒng)的供暖方式和中央 空調(diào)系統(tǒng)。 空氣源 能不需要開采和運(yùn)輸，使用安全衛(wèi)生，對環(huán)境無污染，是當(dāng)之無愧的清潔能源。盡管我國人均用能不及世界平均人均能耗水平的一半 ,但能源消費(fèi)總量已達(dá)世界第二。南京化工職業(yè)技術(shù)