【正文】 第四章 空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 167。 44 空氣源熱泵機(jī)組的最佳平衡點(diǎn) ★ 167。 43 空氣源熱泵的結(jié)霜與融霜 ★ 167。 41 空氣源熱泵機(jī)組 ★ 167。 42 空氣源熱泵機(jī)組的運(yùn)行特性 ★ 167。 45 空氣源熱泵的低溫適應(yīng)性 ★ 熱 泵 HEAT PUMP 167。 41 空氣源熱泵機(jī)組 一、 空氣 /空氣熱泵機(jī)組 ? 空氣 /空氣熱泵機(jī)組又稱(chēng) 熱泵型房間空 調(diào)器 ，按其結(jié)構(gòu)型式主要分為 窗式、 掛壁式、吊頂式、柜式 等 ? 分體掛壁機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（ P93，圖 41） ? 講解 ： 熱泵型空調(diào)器原理圖（ 圖 42） ? 說(shuō)明 ： 熱泵型空調(diào)器常用功能（除濕、定時(shí)、靜電過(guò)濾、自動(dòng)送風(fēng)、 睡眠運(yùn)行、熱風(fēng)啟動(dòng)等） 第四章 空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 熱 泵 HEAT PUMP ? 柜式熱泵空調(diào)機(jī)組外形圖（圖 43） ? 講解 ： 柜式機(jī)組流程圖（ 圖 44） ? 說(shuō)明 ： 空氣 /空氣熱泵機(jī)組若是一臺(tái)室外機(jī)對(duì)應(yīng)一臺(tái)室內(nèi)機(jī)的，常稱(chēng)為 一拖一系統(tǒng)。 多聯(lián)（一拖多） 系統(tǒng)分體式空調(diào)機(jī)是一種只用一臺(tái)室外機(jī)組帶動(dòng)多臺(tái)室內(nèi)機(jī)組的系統(tǒng)，其室內(nèi)機(jī)與一拖一的完全一樣，但室外機(jī)一般較一拖一的要大一些，其工作原理與一拖一的類(lèi)似。 熱 泵 HEAT PUMP 二、空氣 /水熱泵機(jī)組 ? 空氣 /水熱泵機(jī)組產(chǎn)品目前有 空氣源熱泵冷熱水機(jī)組 和 空氣源熱泵熱水器 空氣源熱泵冷熱水機(jī)組 ? 主要由壓縮機(jī)、空氣側(cè)換熱器、水側(cè)換熱器、節(jié)流機(jī)構(gòu)等組成（ P98，圖 48） ? 講解 ： 機(jī)組制冷劑流程圖（ 圖 410） ? 說(shuō)明 ： 空氣源熱泵冷熱水機(jī)組作為空調(diào)冷熱源，其優(yōu)勢(shì)在于：①冬夏共用，設(shè)備利用率高；②省去了一套冷卻水系統(tǒng)；③不需另設(shè)鍋爐房；④機(jī)組可布置在室外，節(jié)省機(jī)房的建筑面積；⑤安裝使用方便；⑥不污染空氣，有利于環(huán)保。因此該機(jī)組在氣候適宜地區(qū)的中小型建筑中得到了廣泛地應(yīng)用。 熱 泵 HEAT PUMP 空氣源熱泵熱水器 ? 一種利用空氣作為低溫?zé)嵩磥?lái)制取生活及采暖熱水的熱泵熱水器，主要由封閉的熱泵循環(huán)系統(tǒng)和水箱組成（ P100，圖 411） ? 講解 ： 熱水器工作原理圖 （ 圖 412） ? 說(shuō)明 ： 空氣源熱泵熱水器的特點(diǎn)：高效節(jié)能、環(huán)保無(wú)污染、運(yùn)行安全可靠、使用壽命長(zhǎng)、適用范圍廣，但應(yīng)考慮冬季運(yùn)行時(shí)室外溫度過(guò)低及結(jié)霜對(duì)機(jī)組性能的影響。 熱 泵 HEAT PUMP 167。 42 空氣源熱泵機(jī)組的運(yùn)行特性 一、 變工況特性 ? 熱泵制熱量、功率等隨運(yùn)行工況的變化規(guī)律 ? LSQFR130機(jī)組制熱量、耗功與進(jìn)風(fēng)溫度和供 水溫度的關(guān)系（ P104， 圖 415） 二、當(dāng)供水溫度一定時(shí) ? 說(shuō)明 ： 熱泵的 制熱量 隨著 環(huán)境溫度 的升高而 增加；其制冷量隨著環(huán)境溫度的升高而減小。 但其功率通常情況下，都是隨著環(huán)境溫度的升 高而增大。 三、當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí) ? 說(shuō)明 ： 熱泵的 制熱量 隨著 供水溫度 的升高而 減少；其制冷量隨著供水溫度的升高而增加 ， 但其功率均隨著供水溫度的升高而增大 。 熱 泵 HEAT PUMP 167。 43 空氣源熱泵的結(jié)霜與融霜 一 、室外換熱器結(jié)霜和除霜問(wèn)題 結(jié)霜的 過(guò)程 霜的形成大致可分為三個(gè)時(shí)期，即 結(jié)晶生長(zhǎng)期、霜層生長(zhǎng)期和霜層充分生長(zhǎng)期 。 結(jié)霜對(duì)換熱器的影響 ? 少量結(jié)霜 會(huì)使換熱器表面變粗糙，可能在某一時(shí)間內(nèi)改善換熱器的性能，但影響較小 ? 大量結(jié)霜 將使換熱器的傳熱熱阻增大，同時(shí)，空氣通過(guò)換熱器的阻力也增大，導(dǎo)致通過(guò)蒸發(fā)器的風(fēng)量減少，二者的結(jié)果均使熱泵的性能降低。 （ P106~109，圖 416~424） 熱 泵 HEAT PUMP 室外側(cè)換熱器結(jié)霜的影響 ? 會(huì)對(duì)機(jī)組冬季的運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響，應(yīng)采取措施解決空氣源熱泵的結(jié)霜問(wèn)題。解決途徑： 一是延緩室外側(cè) 換熱器結(jié)霜，二是選擇良好的除霜方法 。 二、延緩結(jié)霜的技術(shù) ? 增加一個(gè)輔助的室外換熱器 ? 在室內(nèi)換熱器中設(shè)置一個(gè) 電加熱器 ? 改進(jìn)系統(tǒng)，采用蓄能熱氣除霜系統(tǒng)。 ? 對(duì)換熱器表面進(jìn)行特殊處理 ? 適當(dāng)增大室外換熱器通過(guò)空氣的流量，減少空氣的溫降，可減少結(jié)霜的危險(xiǎn)。 熱 泵 HEAT PUMP 三 、 除霜方式 ? 空氣除霜，一般要求室外空氣溫度高于2~3℃ 時(shí)才可使用。 ? 電熱除霜（ 電熱管布置 ） ? 熱氣除霜（ 蓄能熱氣除霜新系統(tǒng) ：可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 制熱、制熱兼蓄熱、余熱蓄能、釋能除霜、快速恢復(fù)制熱 等多工況之間的轉(zhuǎn)化 ）。 ? 水力除霜 熱 泵 HEAT PUMP 167。 44 空氣源熱泵機(jī)組的最佳平衡點(diǎn) 一 、熱泵制熱量與建筑物耗熱量計(jì)算式 建筑物耗熱量計(jì)算式 ? 講解 ： （ Qx計(jì)算式 ） 熱泵的制熱量計(jì)算式 ? 講解 ： （ Qc計(jì)算式 ） ? 說(shuō)明 ： 機(jī)組所提供的 實(shí)際供熱量曲線(xiàn) 與 建筑物熱負(fù)荷曲線(xiàn) 的 交點(diǎn) O稱(chēng)為空氣源熱泵的平衡點(diǎn) ，此時(shí)，機(jī)組所提供的熱量與建筑物所需熱負(fù)荷恰好相等，該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的室外溫度稱(chēng)為 平衡點(diǎn)溫度 。（ Q~t 圖示 ） 熱 泵 HEAT PUMP 二、熱泵的平衡點(diǎn)與平衡點(diǎn)溫度 平衡點(diǎn)溫度 ? 講解 ： 平衡點(diǎn)溫度 對(duì)于 空氣 空氣 熱泵的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性影響很大，如何合理選擇平衡點(diǎn)溫度十分重要，是一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較問(wèn)題。平衡點(diǎn)溫度低，要求配備的熱泵容量就大，甚至可不設(shè)輔助加熱器，但經(jīng)濟(jì)上不一定合理。（ 圖 427） 供熱季節(jié)性能系數(shù) ? 說(shuō)明 ： 用 供熱季節(jié)性能系數(shù) （ HSPF）來(lái)評(píng)價(jià)熱泵性能，較熱泵制熱性能系數(shù)更為合理。 熱 泵 HEAT PUMP ? 定義式 ： HSPF=（整個(gè)供熱季節(jié)采暖房間的耗熱量） /（整個(gè)供熱季節(jié)消耗的總能量） ? 計(jì)算式 ： HSPF =（供熱季節(jié)熱泵供給的總熱量 +供熱季節(jié)輔助加熱量） /供熱季節(jié)熱泵消耗的總耗能量 +供熱季節(jié)輔助加熱的耗能量 +曲軸箱加熱總耗能量） (P116，公式 44) 熱 泵 HEAT PUMP ? 分析 ： HSPF與熱泵的容量有關(guān)，熱泵容量小，則輔助電加熱就增加，顯然 HSPF會(huì)減少；但是熱泵容量太大，不僅設(shè)備費(fèi)用增加，而且設(shè)備經(jīng)常在部分負(fù)荷時(shí)工作，效率較低，同樣會(huì)使 HSPF減少 。 熱 泵 HEAT PUMP 三、空氣源熱泵機(jī)組的最佳平衡點(diǎn) 最佳能量平衡點(diǎn) ? 說(shuō)明 ： 以電鍋爐為輔助熱源，在該平衡點(diǎn)溫度下所選取的熱泵機(jī)組 HSPF最大。 ? 講解 ： 由 最大 HSPF（ P117，式 45），確定 最佳能量平衡點(diǎn)溫度（ Tb） 。 最小能耗平衡點(diǎn) ? 說(shuō)明 ： 以燃煤（油、氣）鍋爐為輔助熱源，該平衡點(diǎn)溫度作為熱泵機(jī)組和輔助熱源的開(kāi)停轉(zhuǎn)換點(diǎn)，可使整個(gè)運(yùn)行季節(jié)的 PER達(dá)到最大。 ? 講解 ： 由約束條件 E熱泵 =E鍋爐 （ 46），確定 最小能耗平衡點(diǎn)溫度 。 熱 泵 HEAT PUMP 最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn) ? 說(shuō)明 ： 即如果按此平衡點(diǎn)來(lái)選擇機(jī)組和輔助熱源，能夠使整個(gè)供熱系統(tǒng)（熱泵+輔助熱源）的 初投資和運(yùn)行費(fèi)最少 。 ? 講解 ： 影響 最佳經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)的因素有氣候特性、負(fù)荷特性、能源價(jià)格、主機(jī)設(shè)備價(jià)格等，其中 氣候特性和能源價(jià)格 是最主要因素 。 熱 泵 HEAT PUMP 四、輔助加熱與能量調(diào)節(jié) 輔助加熱 ? 加熱方式 ： 主要有 電加熱 、 燃料加熱和 蓄熱器加熱 （用非峰值電力來(lái)儲(chǔ)存的熱量）。 ? 講解 ： 單級(jí)和兩級(jí)輔助加熱的運(yùn)行方式， 圖 428 。 能量調(diào)節(jié) ? 調(diào)節(jié)方式 ： ① 有級(jí)能量調(diào)節(jié) （往復(fù)式壓縮機(jī)等）；② 無(wú)級(jí)能量調(diào)節(jié) （螺桿式壓縮機(jī)等）。 ? 講解 ： 多臺(tái)壓縮機(jī)可采用①臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)法（ P119，圖 430）；②階梯法（即每臺(tái)壓縮機(jī)按各自的上、下限調(diào)定值開(kāi)停，此法簡(jiǎn)單，但控制精度差 。） 熱 泵 HEAT PUMP 167。 45 空氣源熱泵的低溫適應(yīng)性 一 、空氣源熱泵在寒冷地區(qū)存在的問(wèn)題 ? 當(dāng)需要的熱量比較大的時(shí)候，空氣源熱泵的制熱量不足。 ? 空氣源熱泵在寒冷地區(qū)應(yīng)用的可靠性差 ? 在低溫環(huán)境下，空氣源熱泵的能效比（ EER）會(huì)急速下降。 二、改善熱泵低溫運(yùn)行特性的技術(shù)措施 ? 在低溫工況下，加大壓縮機(jī)的容量。 ? 采用噴液旁通技術(shù)（螺桿機(jī)、渦旋機(jī)） ? 加大室外換熱器的面積和風(fēng)量 ? 采用適用于寒冷氣候的熱泵循環(huán)（圖 431~440） 圖 42 熱泵型分體式空調(diào)器原理圖 圖 44 柜式熱泵空調(diào)機(jī)組流程圖 圖 410 空氣源熱泵冷熱水機(jī)組制冷劑流程圖 1螺桿式壓縮機(jī)； 2四通換向 3空氣側(cè)換熱器； 4貯液器； 5干燥過(guò)濾器； 6電磁閥； 7制熱膨脹閥； 8水側(cè)換熱器； 9液體分離器； 11止回閥； 12電磁閥； 13制冷膨脹閥； 14電磁閥； 15噴液膨脹閥； 16止回閥 圖 412 空氣源熱泵熱水器的工作原理 圖 425 空氣源熱泵蓄能熱氣除霜系統(tǒng) 1壓縮機(jī)； 2蓄能換熱器； 3室內(nèi)側(cè)換熱器； 4室外側(cè)換熱器； 5氣液分離器； 6四通換向閥； 7毛細(xì)管； F1～ F4電磁閥 熱 泵 HEAT PUMP 圖 415 LSQFR130機(jī)組制熱量、耗功與進(jìn)風(fēng) 溫度和供水溫度的關(guān)系 熱 泵 HEAT PUMP 帶有氟利昂電加熱器的熱泵圖示 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP Q ~ t0， x圖 熱 量溫 度圖 427 空氣源熱泵的穩(wěn)態(tài)供熱量 Qs、實(shí)際供熱量 Qf、 建筑物熱負(fù)荷 Ql隨溫度的變化示意圖 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 圖 428 具有輔助加熱的熱泵運(yùn)行負(fù)荷 (a)具有單級(jí)輔助加熱的熱泵， (b)具有兩級(jí)輔助加熱的熱泵 熱 泵 HEAT PUMP 電熱管的布置方式 熱 泵 HEAT PUMP 第五章 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 167。 54 海水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) ★ 167。 53 地表水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) ★ 167。 51 水源熱泵機(jī)組 ★ 167。 52 地下水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) ★ 167。 55 污水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) ★ 熱 泵 HEAT PUMP 167。 51 水 源熱泵機(jī)組 一 、定義 ? 又稱(chēng)水源熱泵。它是指以水為熱源（或熱匯）的、可以進(jìn)行制冷 /制熱的一種整體式熱泵機(jī)組。它在制熱時(shí)以水為熱源，而在制冷時(shí)以水為熱匯。 ? 有 水 /空氣 和 水 /水 兩種水源熱泵機(jī)組。 二、分類(lèi)（根據(jù)低品位熱源） ? 水源熱泵（ WaterSource Heat Pump） ? 地下水源熱泵（ Ground WaterSource Heat Pump） ? 地源閉式環(huán)路熱泵（ GroundSource ClosedLoop） 第五章 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng) 熱 泵 HEAT PUMP 三、 水 /空氣熱泵機(jī)組 ? 工作原理（ 圖 51） ? 類(lèi)型：暗裝機(jī)組、明裝機(jī)組（