空氣源熱泵這些設(shè)計參數(shù),你知道多少?
空氣源熱泵和空調(diào)的運行原理幾乎是一致的,它們都是一側(cè)吸熱,另一側(cè)排熱,所以,一臺裝置伴生并兼具制冷和制熱兩種功能。下面,我們就來詳細講一講空氣源熱泵的設(shè)計。
空氣源熱泵的技術(shù)措施
1、具有先進可靠的融霜控制,融霜時間總和不應(yīng)超過運行周期時間的20%。
2、冬季設(shè)計工況時機組性能系數(shù)(COP),冷熱風機組不小于1.8,冷熱水機組不應(yīng)小于2.0。
3、寒冷地區(qū)采用空氣源熱泵機組應(yīng)注意以下事項:
1)室外計算干球溫度低于-10℃的地區(qū),應(yīng)采用低溫空氣源熱泵機組;
2)室外溫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物耗熱量)時,應(yīng)設(shè)置輔助熱源。
4、機組進風口的氣流速度宜控制在1.5-2.0m/s,排氣口的排氣速度不宜小于7m/s。
5、熱泵機組的基礎(chǔ)高度一般應(yīng)大于300mm,布置在可能有積雪的地方時,基礎(chǔ)高度需加高。
重點公式和基本數(shù)據(jù)
1、基本耗熱量公式:Q=K×F×ΔT
其中:
Q——圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量,W;
K——圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù),W/(㎡.℃);
F——圍護結(jié)構(gòu)傳熱面積,㎡;
ΔT——室內(nèi)外計算溫差,℃;
用于計算門、窗、墻、地面、屋面各部分圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量
常用圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K(W/(㎡.℃))
2、流量計算公式:GL=0.86X∑Q/(tg-th)
其中:
GL——流量,Kg/h;
∑Q——熱負荷,W;
tg——供水溫度,℃;
th——回水溫度,℃;
3、不同供暖末端形式的供水溫度及溫差
空氣源熱泵出水溫度一般可達到45℃,溫差5℃,所以,最適合空氣源熱泵的供暖末端形式是地暖。
低溫熱水地面輻射供暖設(shè)計要點
1、低溫熱水地面輻射供暖系統(tǒng)的供、回水溫度
低溫熱水地面輻射供暖系統(tǒng)的供、回水溫度應(yīng)由計算確定,供水溫度不應(yīng)大于60℃。民用建筑供水溫度宜采用35~50℃,供回水溫差不宜大于10℃。
2、地表面平均溫度(℃)
3、聚苯乙烯泡沫塑料板絕熱層厚度(mm)
4、執(zhí)行標準
地面輻射供暖系統(tǒng)熱負荷,應(yīng)按現(xiàn)行國家標準《采暖通風及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019的有關(guān)規(guī)定進行計算。
5、熱負荷計算原則
計算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷時,室內(nèi)計算溫度的取值應(yīng)比對流采暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度低2℃,或取對流采暖系統(tǒng)計算總熱負荷的90%~99%。
6、熱負荷確定
局部地面輻射供暖系統(tǒng)熱負荷,可按整個房間全面輻射供暖所算得的熱負荷乘以該區(qū)域面積與所在房間面積的比值和下表中所規(guī)定附加系數(shù)確定。
7、其他事項
1)進深大于6m的房間,宜以距外墻6m為界分區(qū),分別計算熱負荷和進行管線布置。
2)鋪設(shè)加熱管的建筑地面,不應(yīng)計算地面的傳熱損失。
3)地面輻射供暖系統(tǒng)熱負荷計算,可不考慮高度附加。
4)分戶熱計量的地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負荷計算,應(yīng)考慮間歇供暖和戶間傳熱等因素。
查表法確定地暖管間距
PE-X管單位地面面積的散熱量Qr和向下傳熱損失Qs(W/㎡)
管外徑為20mm、填充層厚度為50mm、聚苯乙烯泡沫塑料絕熱層厚度20mm、供回水溫差10℃(水泥或陶瓷地面,熱阻R=0.02(㎡.k/w))
采暖方案設(shè)計估算指標
1、在方案設(shè)計階段,缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下,采暖負荷可以按照熱指標進行估算,有條件時,應(yīng)進行逐個房間、逐項的負荷計算。
2、熱指標用于單個房間,誤差可能很大。
3、該表格按連續(xù)供暖考慮,間歇供暖熱指標=連續(xù)熱指標×24/每日供暖小時數(shù)。
空氣源熱泵機組的容量確定及修正
1、空氣源熱泵機組的容量,應(yīng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱負荷綜合考慮后決定,一般取決于冷、熱負荷中的較大者。
2、機組的制熱量,除了與環(huán)境溫度有密切關(guān)系外,還與除霜情況有關(guān)。確定機組冬季實際制熱量Q(KW)時,應(yīng)根據(jù)室外空調(diào)計算溫度和融霜頻率按下式進行修正:
Q=q×K1×K2
其中:
Q——機組實際工況下的制熱量(kW);
q——產(chǎn)品標準工況下的制熱量(標準工況:室外干球溫度7℃,濕球溫度6℃)(kW);
K1——使用地區(qū)室外空調(diào)計算干球溫度修正系數(shù),按產(chǎn)品樣本選??;
K2——機組融霜修正系數(shù),應(yīng)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)修正;當無數(shù)據(jù)時,可按每小時融霜一次取0.9,兩次取0.8。
匹數(shù)與國際單位的換算
空調(diào)匹數(shù)(HorsePower-HP 馬力)原指輸入功率,即1匹(馬力)=735W(瓦),包括壓縮機、風扇、電機以及電控部分。因不同品牌其具體的系統(tǒng)及電控設(shè)計的差異,其輸出制冷量也各不相同,故其制冷量以輸出功率計算。一般來講,1匹的制冷量大致為2000大卡,以國際單位換算應(yīng)乘以1.163,故1匹制冷量大約為2000×1.163=2326W。這里的W(瓦)即表示制冷量,是國家標準單位。
選擇空氣源熱泵需要的是實際溫度下的供熱或制冷能力,根據(jù)供熱量或制冷量來選擇機組,“匹”是一種功率單位,用起來是不科學的,現(xiàn)在制冷量和制熱量應(yīng)該以W或者KW作為計量單位。
但現(xiàn)在很多人都還在用匹作為單位,這里就介紹一下其換算關(guān)系。
匹數(shù)=Q/(能效比×735)
如,計算得到所需制熱量為20KW,能效系數(shù)假設(shè)為3(與室外溫度有關(guān)),則20000/(3×735)=9匹。
戶式空氣源熱泵緩沖水箱
為避免壓縮機頻繁啟動、增加系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性,應(yīng)校核系統(tǒng)水容量是否能滿足系統(tǒng)熱穩(wěn)定性的要求。即當系統(tǒng)中(水)所存儲的能量不足以維持短暫停機(比如化霜)時水溫波動要求(夏季不大于5℃,冬季不大于3℃),應(yīng)設(shè)置緩沖水箱。
1、系統(tǒng)水容量計算
M1=Mg+Ms
Mg——管道水容積,kg;
Ms——設(shè)備水容積之和,kg;
2、系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求
1)夏季運行時,主機停機10min,供水溫度允許升高不大于5℃;
2)冬季運行時,主機除霜時間為3min時,供水溫度允許降低不大于3℃;
3、系統(tǒng)要求的最小水容積
M2=(Q×t0)/(c×Δt)
Q——末端設(shè)備的供冷或供熱量,kw;
C——水的定壓比熱容,4.2kj/(kg.K);
Δt——水溫的波動要求值(夏季5℃,冬季3℃)
冬、夏季水容積計算結(jié)果中,數(shù)值較大者為空調(diào)系統(tǒng)對水容積的要求值,如M1<M2,應(yīng)放大管徑重新計算直至滿足要求,或設(shè)置緩沖水箱。
設(shè)置緩沖水箱的優(yōu)點
1、如果不設(shè)置緩沖水箱,將導致主機頻繁啟停。
特別是當末端系統(tǒng)為暖氣片或風機盤管時,環(huán)路中的循環(huán)水量有限,就會引起主機在很短的時間內(nèi)達到設(shè)計溫度,主機就會停止工作,然后又會在很短暫的時間內(nèi),水溫達到主機啟動的條件,這樣頻繁啟停會大大減少主機的使用壽命和浪費電能。加上緩沖水箱就相當于系統(tǒng)能量增加了,系統(tǒng)的溫度變化平穩(wěn)了,主機啟動次數(shù)也自然減少了,使用壽命也就大大延長了。
2、設(shè)置緩沖水箱可以高效除霜,除霜時間縮短。
機組在除霜反向制冷時需要消耗管道內(nèi)的熱量,如果水系統(tǒng)的水量少,除霜時間就會加長,而且會造成管道內(nèi)水溫較低,除霜效果不好。如果加裝了緩沖水箱,那么在除霜的過程中,因為水箱內(nèi)有一定的溫度,可以在短時間內(nèi)完成化霜,并且消耗熱量也比較小,避免了因為主機除霜而造成的室內(nèi)溫度波動變化。
3、緩沖水箱的第三個好處是能夠保證系統(tǒng)的水流暢通。
緩沖水箱能夠完成自動排氣,避免機組循環(huán)不暢報故障停機。
4、設(shè)置緩沖水箱可以讓系統(tǒng)排污更徹底,防止系統(tǒng)阻塞。
系統(tǒng)中的雜質(zhì)會通過循環(huán)慢慢沉積到緩沖水箱的底部,經(jīng)過過濾器的時候,水泵的水質(zhì)會變好,從而減少過濾器的清洗。
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