風(fēng)冷熱泵機(jī)組

風(fēng)冷熱泵機(jī)組的系統(tǒng)分析，就是在風(fēng)冷熱泵的選型過程中除了比較各自的制冷量、制熱量、COP值、噪聲、運(yùn)行重量、外形尺寸等參數(shù)外，還要對(duì)其各自的壓縮機(jī)型式、冷凝器型式及布置、熱力膨脹閥的配置、蒸發(fā)器型式、除霜方式、能量調(diào)節(jié)方式以及熱泵系統(tǒng)的自控和安全保護(hù)等等加以分析，比較其各自在系統(tǒng)配置方面的優(yōu)缺點(diǎn)。

壓縮機(jī)的型式：

用于風(fēng)冷熱泵的壓縮機(jī)型式主要有活塞式、渦旋式、螺桿式三種型式。根據(jù)熱泵工作的特點(diǎn)是運(yùn)行時(shí)間長、壓縮比大等情況，筆者認(rèn)為渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)將成為熱泵壓縮機(jī)的主流。其理由是：

1.渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)較活塞式壓縮機(jī)具有傳動(dòng)件少，從而使壓縮機(jī)的磨擦損耗相應(yīng)減少，整機(jī)的效率相應(yīng)提高。

2.由于熱泵機(jī)組的壓縮比較大，因此對(duì)于活塞式壓縮機(jī)在相同的余隙容積下其容積效率下降，從而造成整機(jī)效率的下降。而渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)不存在這方面的問題。

3.用于風(fēng)冷熱泵的壓縮機(jī)其工作環(huán)境較其它在普通空調(diào)工況下工作的壓縮機(jī)要惡劣，每的運(yùn)行時(shí)間也較長，工況變化范圍也較大，因此對(duì)壓縮機(jī)的可靠性要求就較高。渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)具有零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，所以尤其適用于熱泵機(jī)組。

4.所采用的風(fēng)冷熱泵機(jī)組一般都采用熱氣除霜的方法來排除冬季供熱工況下空氣側(cè)換熱器上積聚的霜。在除霜開始和結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)要進(jìn)行反向運(yùn)行，在原冷凝一方盤管中所積聚的液體制冷劑由于其中壓力突然降低為吸汽壓力而大量涌向壓縮機(jī)，造成壓縮機(jī)的濕沖程，這對(duì)于渦旋式和螺桿式壓縮機(jī)而言并沒有什么大問題，而這對(duì)于活塞式壓縮機(jī)來講極易造成氣閥和連桿的損壞。

5.另外就熱泵壓縮機(jī)本身而言渦旋式和半封閉螺桿式比活塞式的噪聲要低。

國內(nèi)風(fēng)冷熱泵機(jī)組的保護(hù)與控制多采用計(jì)算機(jī)控制，其又包括可編程控制和微電腦控制，兩者的控制原理大致相同。

一臺(tái)風(fēng)冷熱泵的安全保護(hù)系統(tǒng)至少要包括以下幾個(gè)方面：

（1）吸氣壓力過低保護(hù)

（2）排氣壓力過高保護(hù)

（3）油壓保護(hù)

（4）冷水溫度過低保護(hù)

（5）水側(cè)換熱器斷水保護(hù)

（6）壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)間間隔保護(hù)

（7）壓縮機(jī)內(nèi)藏電機(jī)過熱保護(hù)

（8）電機(jī)過載保護(hù)

（9）電源電壓過低保護(hù)

（10）三相電缺相保護(hù)

（11）油溫控制

風(fēng)冷熱泵控制至少要包括：

（1）除霜控制

（2）多臺(tái)壓縮機(jī)順序控制

（3）能量調(diào)節(jié)

（4）故障停機(jī)與顯示

（5）遠(yuǎn)程控制接口（用于遠(yuǎn)程設(shè)置運(yùn)行參數(shù)以及控制機(jī)組啟停、將機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和故障內(nèi)容顯示于控制終端）

1.風(fēng)冷熱泵機(jī)組屬中小型機(jī)組，適用于200-10000平方米的建筑物。

2.空調(diào)系統(tǒng)冷熱源合一，更適用于同時(shí)具有采暖和制冷需求的用戶，省去了鍋爐房。

3.機(jī)組戶外安裝，省去了冷凍機(jī)房，節(jié)約了建筑投資。

4.風(fēng)冷熱泵機(jī)組的一次能源利用率可達(dá)90%，節(jié)約了能源消耗，大大降低了用戶成本。

5.無須冷卻塔，同時(shí)省去了冷卻水泵和管路，減少了附加設(shè)備的投資。

6.風(fēng)冷系統(tǒng)替代冷卻水系統(tǒng)，更適用于缺水地區(qū)。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組冷熱量

這個(gè)參數(shù)是決定風(fēng)冷熱泵正常使用的最關(guān)鍵參數(shù)，它是指風(fēng)冷熱泵的進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)出水溫度在設(shè)計(jì)工況下時(shí)其所具備的制冷量或制熱量。它可從有關(guān)廠家提供的產(chǎn)品樣本中查得。但在設(shè)計(jì)中也發(fā)現(xiàn)這樣的情況，那就是有的廠商所提供的樣本參數(shù)并未經(jīng)過測試而是抄自其它廠家的相關(guān)樣本。這給設(shè)計(jì)人員的正確選型帶來了一定困難。因此筆者建議在有條件的情況下設(shè)計(jì)人員可根據(jù)有關(guān)廠家的風(fēng)冷熱泵所配置的壓縮機(jī)型號(hào)，從壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家處獲得該壓縮機(jī)的變工況性能曲線，根據(jù)熱泵的設(shè)計(jì)工況查得該壓縮機(jī)在熱泵設(shè)計(jì)工況下的制冷量和制熱量，從而判斷該樣本所提供參數(shù)的真?zhèn)巍?h3 class="title-text">風(fēng)冷熱泵機(jī)組COP值

該值是確定風(fēng)冷熱泵性能好壞的重要參數(shù)，其值的高低直接影響到風(fēng)冷熱泵使用中的耗電量，因此，應(yīng)盡量選擇COP值高的機(jī)組。我國國家標(biāo)準(zhǔn)是COP值為2.57，多數(shù)進(jìn)口或合資品牌的COP在3左右，個(gè)別進(jìn)口品牌的高效型機(jī)組其值可達(dá)到3.8。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組噪聲

噪聲也是衡量一臺(tái)風(fēng)冷熱泵機(jī)組的重要參數(shù)，它直接關(guān)系到熱泵運(yùn)行時(shí)對(duì)周圍環(huán)境的影響。國內(nèi)有關(guān)專家曾根據(jù)工程實(shí)測對(duì)各類進(jìn)口熱泵的噪聲劃分為三檔，第一檔在85dB以上、第二檔在75～85dB之間、第三檔在75dB以下。我們?cè)谶M(jìn)行工程設(shè)計(jì)選型中應(yīng)優(yōu)先選擇噪聲在80dB以下的機(jī)組。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組外型尺寸

風(fēng)冷熱泵機(jī)組大多布置在室外屋頂，它在進(jìn)行設(shè)備布置時(shí)對(duì)設(shè)備與周圍墻面的間距、設(shè)備之間的間距都有明確要求，因此我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)備選型時(shí)必須考慮所選設(shè)備尺寸是否符合設(shè)備布置的尺寸要求。在性能相同的前提下應(yīng)優(yōu)先選用尺寸較小的機(jī)組，以減小設(shè)備的占地面積。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組運(yùn)行重量

由于風(fēng)冷熱泵機(jī)組大多布置在屋面，因此在選型時(shí)必須考慮屋面的承重能力，必要時(shí)應(yīng)與結(jié)構(gòu)專業(yè)協(xié)商，增強(qiáng)屋面的承重能力。但在設(shè)備選型時(shí)我們應(yīng)優(yōu)先選擇運(yùn)行重量較輕的機(jī)組。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組風(fēng)冷熱泵

風(fēng)冷熱泵機(jī)組在使用中不同程度的都存在這樣一種現(xiàn)象，即夏季制冷量不足，冬季制熱量不足的現(xiàn)象。造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，這里除了設(shè)備本身的因素外也有工程設(shè)計(jì)中的問題。主要是設(shè)備布置不合理造成氣流短路，夏季機(jī)組高溫排風(fēng)被重新吸入，造成進(jìn)風(fēng)溫度過高冷凝壓力上升，導(dǎo)致機(jī)組制冷量下降；冬季正在融霜的機(jī)組排出的濕空氣被旁邊正在供暖的機(jī)組吸入造成吸入空氣濕度過高，加劇了供暖機(jī)組的結(jié)霜速度，從而使其融霜時(shí)間延長，供暖時(shí)間減少，從而使機(jī)組的供熱量減少。

因此風(fēng)冷熱泵應(yīng)盡可能布置在室外，進(jìn)風(fēng)應(yīng)通暢，排風(fēng)不應(yīng)受到阻擋。避免造成氣流短路。如有阻擋物，應(yīng)符合一定的要求。許多生產(chǎn)等單位提供的設(shè)計(jì)手冊(cè)中對(duì)機(jī)組之間的間距及機(jī)組與墻間的距離均有明確要求，大致如下：機(jī)組間的距離應(yīng)保持在2米以上，機(jī)組與主體建筑（或高度較高的女兒墻）間的距離應(yīng)保持在3米以上。另外為避免排風(fēng)短路在機(jī)組上部不應(yīng)設(shè)置擋雨棚之類的遮擋物。如果機(jī)組必須布置在室內(nèi)，應(yīng)采取提高風(fēng)機(jī)靜壓的辦法，接風(fēng)管將排風(fēng)排至室外。排風(fēng)口的風(fēng)速要大（7米/秒），使其具有一定的射程，而進(jìn)風(fēng)口速度則要?。?米/秒），進(jìn)排風(fēng)口垂直高差應(yīng)盡可能大，以避免氣流短路。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組輔助熱源

風(fēng)冷熱泵冬季的供熱量是隨室外氣溫的下降而降低，室外氣溫每降低1℃，供熱量大約降低2%；而隨室外氣溫的下降，室內(nèi)需熱量卻需增加，所以應(yīng)考慮設(shè)置輔助熱源，輔助熱源可以是電鍋爐、燃油鍋爐、燃?xì)忮仩t、汽-水熱交換器等等。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)風(fēng)冷熱泵機(jī)組每1RT制冷是配置0.6kW輔助熱源是較為穩(wěn)妥的，這樣的配置可以充分保證整幢建筑在冬季的空調(diào)效果。當(dāng)然許多工程出于投資的考慮往往不配置輔助熱源，這也是許多采用熱泵的建筑在冬季空調(diào)效果不好的其中一個(gè)原因。

影響風(fēng)冷熱泵冬季供熱量的主要原因是冬季室外空氣的相對(duì)濕度，特別是室外空氣相對(duì)濕度大于75%的地區(qū)，風(fēng)冷熱泵的結(jié)霜較快；除霜時(shí)須停止供熱，使機(jī)組的總供熱量下降，功耗增大。因此筆者建議冬季室外空氣相對(duì)濕度平均值高于75%的地區(qū)不宜使用此類機(jī)組。如若有其它原因而必須選用熱泵機(jī)組的話，應(yīng)考慮配置輔助熱源。

風(fēng)冷熱泵機(jī)組噪聲控制

風(fēng)冷熱泵空調(diào)工程的噪聲控制首先是在設(shè)備選型階段就要優(yōu)先選擇噪聲較低的品牌，單臺(tái)風(fēng)冷熱泵的噪聲一般在65～85dB之間，每增加一臺(tái)機(jī)組，整體噪聲將增加3dB，當(dāng)一個(gè)工程中熱泵的臺(tái)數(shù)較多時(shí)則噪聲就較難控制。因此在選用熱泵的工程中機(jī)組的臺(tái)數(shù)不宜過多，換句話講就是熱泵不宜在大型空調(diào)工程中采用，一般情況一個(gè)工程的熱泵臺(tái)數(shù)不應(yīng)超過5臺(tái)。

另外，在機(jī)組的布置中除應(yīng)考慮排風(fēng)通暢，避免排風(fēng)回流以外，在機(jī)組的底座及進(jìn)出水管處必須安裝減震裝置，隔震效率要滿足設(shè)計(jì)要求。在供冷、供熱站內(nèi)的空調(diào)水主干管道要安裝有減震的吊架或支架，防止機(jī)組和水泵的振動(dòng)通過管道傳到其它地方。

再則，在有條件的情況下機(jī)組應(yīng)盡可能布置在主樓屋面，減小其噪聲對(duì)主樓本身和周圍環(huán)境的影響。