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                  【知識分享】空氣源熱泵機組的設計、選型與安裝

                  發布時間:2018-12-06 05:12            

                  空氣源熱泵機組的主要特點

                  1、是以空氣為冷(熱)源,以水為供冷(熱)介質的 中央空調機組,即冷凝器為翅片式換熱器,蒸發器為水氟換熱應用的換熱器,如套管、殼管及板式換熱器等。

                  2、作為冷熱源兼用型的一體化設備,空氣源熱泵省卻了冷卻塔、冷卻水泵、鍋爐以及相應管道系統等多種輔件,系統結構簡單,安裝空間節省,維護管理方便而且節約能源,尤其適用于水源缺乏區域。

                  3、空氣源熱泵機組通常是許多冬冷夏熱,既無供熱鍋爐,又無供熱熱網,或熱網供熱時間短、不穩定,要求全年空調的暖通工程設計中優先選用的有效補充。

                  4、其與風機盤管、空調箱等末端裝置所組成的集中、半集中式中央空調系統具有布置靈活、控制方式多樣等優點。

                  機組工作原理

                  制冷模式

                  制冷模式:壓縮機排出的制冷劑高溫氣體在風側換熱器中冷凝成液體,經節流裝置節流降壓,進入水側換熱器,吸收熱量蒸發后回到壓縮機,完成一個制冷循環;同時,從室內來的空調用水經過水側換熱器后被冷卻降溫。

                  制熱模式

                  制熱模式:壓縮機排出的制冷劑高溫氣體在水側換熱器中冷凝成液體,經節流裝置節流降壓,進入風側換熱器,吸收熱量蒸發后回到壓縮機,完成一個制熱循環;同時,從室內來的空調用水經過水側換熱器后被加熱升溫。

                  機組一般結構及配置特點

                  幾種換熱器比較

                  熱回收概念及其形式

                  熱回收概念

                  如下圖,在lgP-H圖中

                  2點到5點的過程為整個冷凝過程

                  2點到3點是制冷劑的過熱段顯熱放熱過程

                  3點到4點是制冷劑的潛熱放熱過程

                  4點到5點是制冷劑的過冷段顯熱放熱過程

                  部分熱回收指部分利用制冷劑的冷凝熱加熱生活用水,水溫高于冷凝溫度(上圖2—3過程);

                  全部熱回收指制冷劑過熱蒸氣冷卻、冷凝和過冷,冷凝熱全部回收加熱生活用水,水溫低于冷凝溫度(上圖2—5過程)。

                  部分熱回收:只利用壓縮機出口蒸汽顯熱,蒸汽顯熱一般占全部冷凝熱的15﹪左右,其它的冷凝熱在冷凝器中被風機帶走;

                  全熱回收:利用全部的冷凝熱。

                  全熱回收與部分熱回收比較

                  機組熱回收內部結構與特點

                  機組熱回收內部結構與特點

                  空氣源熱泵全熱回收—制冷

                  此時與普通風冷冷水機組一樣使用,提供空調用冷凍水。制冷劑直接流入風冷冷凝器冷凝。

                  空氣源熱泵全熱回收—制冷+熱回收

                  高溫高壓的制冷劑直接從壓縮機至熱回收器,機組在提供7℃凍水的同時又提供55℃生活熱水。COP極高,最節能。

                  空氣源熱泵全熱回收置—空調制熱

                  此時與普通風冷熱泵機組一樣使用,提供空調用熱水。制冷劑直接流入水側換熱器,從空氣中吸取熱量。

                  空氣源熱泵全熱回收—熱泵熱水器

                  機組制冷劑經壓縮機直接流入熱回收器。可提供生活用55℃熱水,機組從空氣中吸取熱量。(空氣源熱泵)。

                  空氣源熱泵機組的設計選型與工程安裝

                  設計與材料選型

                  1.負荷計算參考

                  2.根據流量和流速選擇相應的管徑

                  3.水泵選型

                  水泵流量:在沒有考慮同時使用率的情況下選定的機組,可根據產品樣本提供的數值選用或根據如下公式進行計算。如果考慮了同時使用率,建議用如下公式進行計算。

                  4.管材的選擇

                  空調水系統的管道一般選用無縫鋼管、焊接鋼管、鍍鋅鋼管,其中鍍鋅鋼管屬于焊接鋼管的一種。空調水系統管道承壓一般都小于1.0MPa,特殊要求的承壓會達到1.6MPa,基本不會達到1.6MPa以上。管道可根據承壓能力和管徑按下表進行選擇。

                  5.保溫選型

                  水管保溫(橡塑保溫)

                  6.空開和電源線選型(具體請參見各廠商樣本)

                  注:

                  ①?上表中的零線最小滿足4mm

                  2

                  ,實際選用的電纜中零線大于或等于4mm

                  2

                  ②?上表中的斷路器及電源線規格是基于機組最大功率(最大電流)選取。

                  ③?上表中的電源線規格基于使用環境為40℃,電纜工作溫度為90℃的多芯銅芯電纜(如YJV 銅芯交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜)明敷在線槽中的條件下得出的(GB/T 16895.15),如果使用條件不同,請根據國家標準核算調整。

                  ④?上表中的斷路器規格基于斷路器工作時其旁邊環境溫度為40℃的條件下得出,如果使用條件不同,請根據斷路器規格書核算調整。

                  工程安裝要點

                  主機安裝

                  吊裝保護、通風良好、減震固定。

                  1、吊裝時必須保護好機組,避免機組被吊索割傷;

                  2、機組必須安裝在通風良好的地方,有足夠的換熱和維修空間;

                  3、機組必須水平放置,減震固定在設備基礎上;

                  4、制熱機組必須考慮冷凝水的排放問題。

                  主機不能放在地下車庫。


                  車庫內溫度較室外溫度低約10℃,機組翅片上全部結滿了霜,制熱效果很差,機組頻繁保護,壓縮機連續損壞。

                  翅片全部被油煙粘住,影響機組換熱。

                  壓縮機墊腳必須拆除


                  壓縮機墊腳是固定壓縮機,保證運輸時壓縮機不晃動,機組安裝完成后必須拆除,否則壓縮機減震失去作用,運行噪音很大。

                  管道安裝

                  壓縮機墊腳是固定壓縮機,保證運輸時壓縮機不晃動,機組安裝完成后必須拆除,否則壓縮機減震失去作用,運行噪音很大。



                  水系統管道附件設備

                  Y型過濾器

                  在水系統中的水泵、換熱器、主機、末端等設備的入口管道上,均應設置過濾器,以防止雜質進入,污染或堵塞這些設備。

                  常用的是Y型過濾器,具有外形尺寸小,安裝清洗方便的特點。

                  Y?型過濾器的本體一般為鑄鋼件,濾芯為不銹鋼網,管徑小的過濾器,多數為銅質或不銹鋼產品。小管徑多采用絲扣連接,大管徑采用法蘭連接。


                  排氣閥

                  水系統中的所有有可能積聚空氣的“氣囊”頂點,包括局部高點和系統最高點處均應設置自動或手動排氣閥,在設置排氣閥的局部位置將管道直徑加大有較好的排氣效果。

                  電磁閥:一般安裝于風機盤管出水管處,與風機盤管聯動。

                  電動閥:電動閥一般安裝于主機進水管處,與主機、水泵等聯動。

                  止回閥:安裝于水泵出水管處,水泵停止時,防止管路系統的水回流對水泵葉輪的沖擊。

                  溫度計:安裝于機組進、出水管上,顯示進、出水溫度。現在機組都有溫度感溫包,安裝得較少。

                  壓力表安裝于機組進、出水管上,顯示進、出水壓力。

                  壓力表安裝于水泵進出水管上,顯示水泵前、后壓力。

                  壓力表安裝于過濾器前后,看過濾器是否有堵。

                  軟接頭安裝于機組進、出水管上和水泵進、出水管上,起隔振減震作用。同時也方便維修時拆卸管路。

                  水泵

                  水泵兩個重要的參數:流量和揚程。

                  水泵流量和揚程應有10~20%的富裕量。選擇偏小易造成系統水流量小,對機組換熱有不利影響,甚至出現機組保護;選擇偏大,則會造成能耗增加,水流量偏大,水流速大造成管路震動大。

                  水泵安裝,應有設備基礎,并做相應的減震措施。

                  膨脹水箱

                  溢水管和循環管上不能安裝閥門,補水管和排水管需安裝閥門。

                  道的防腐

                  除銹:手工除銹、機械除銹、噴砂除銹。

                  手工除銹應注意清理焊縫的焊皮及飛濺的熔渣,這些更具有腐蝕性。應杜絕施焊后不清理藥皮就進行涂漆的錯誤做法。

                  防腐涂料:防銹漆刷2道。

                  管道的連接:管道的法蘭連接。


                  管道的螺紋連接:管道的螺紋連接強度較低,螺紋連接一般用于公稱直徑不大于50mm的閥門等附件的安裝。

                  管道的焊接:

                  優點:

                  1.接頭強度大,牢固耐久;

                  2.接頭嚴密性高,不易滲漏;

                  3.不需要接頭配件,造價相對較低;

                  4.工作性能可靠,運作后正常維護費用低。

                  缺點:

                  1.接口固定,若需拆卸必須將管子切斷重新焊接;

                  2.焊接工藝要求高,需受培訓的專業焊工。

                  焊接:焊接前應將管子焊端坡口面管壁內外20mm左右范圍內的鐵銹、泥土、油脂等臟物清除干凈。

                  不圓的管子要校圓。

                  檢查管子的平直度和垂直度。

                  檢查管子質量證明,重要的工程要進行試焊。

                  進行焊前預熱和焊后熱處理,降低或消除焊接接頭的殘余應力,防止產生裂紋、改善焊縫和熱影響的金屬組織與性能。

                  焊接不能出現氣孔、未焊透、焊縫、夾渣等缺陷。

                  支吊架安裝:

                  鋼管支托吊架安裝的最大距離

                  木托(木馬)的安裝

                  管道的試壓和清洗:

                  試壓和清洗時將管道與機組設備隔離

                  強度試驗

                  試驗壓力:當工作壓力不大于1.0MPa 時,為工作壓力的1.5倍,但不得小于0.6MPa;當工作壓力大于1.0MPa 時,為工作壓力加0.5MPa。

                  試驗時間為1小時

                  1)壓力表應安裝在管道系統的最低點,加壓泵應設在壓力表附近。

                  2)管道內充滿清水,徹底排除管道中的空氣。

                  3)用加壓泵將壓力加壓至試驗壓力,然后每隔10分鐘重新加壓至試驗壓力,重復兩次。

                  4)記錄最后一次泵加壓后10分鐘和40分鐘后的壓力值,壓差不得大于0.06MPa。

                  管道水壓試驗應符合以下規定:?

                  1)管道安裝完畢,外觀檢查合格后,方可進行試壓。

                  2)熱熔承插連接的管道,水壓試驗應在連接完成后24小時后進行。

                  3)試壓介質為常溫水,當管道系統較大時,應分層,分區試壓。

                  清洗:?

                  1)以系統可能達到的最大流量或不小于1.5m/s的流速進行。

                  2)以出口處的水色和透明度與入口處的水質目測一致為合格。

                  保溫粘貼嚴密:

                  1、保溫管連接處必須涂膠水進行連接,接口處剪齊平整,無間隙,禁止將兩端保溫管拉伸后再涂膠連接。

                  管道保溫案例

                  室內機組安裝

                  風機盤管風口設置案例


                  支吊架固定間距

                  風管連接不嚴,漏風


                  使用玻鎂風管案例


                  電氣安裝

                  ? ? 綠特——以特種熱泵為核心技術,是國內頂級非標冷暖設備定制專家,是建筑和工業節能及能源投資運維綜合服務商。主導產品有:

                  一、空氣源熱泵

                  ? ? ? ? 1、-35℃超低溫空氣源熱泵,獨特的結構和除霜方式,超低溫性能優越,制熱強勁,適合帶鑄鐵暖氣片。

                  ? ? ? ? 2、-25℃超低溫空氣源熱泵,強化制熱型在-30度下正常工作,除霜徹底迅速,型號齊全。

                  ? ? ? ? 3、煤改電民用冷暖兩用超低溫熱泵熱風機。

                  ? ? ? ? 4、雙源熱泵(空氣源、太陽能蓄熱低溫水源)。

                  二、水地源熱泵

                  ? ? ? ?1、工業余熱型熱泵釆用日本專項技術,在熱源側進水溫度65-70℃時,最高出液溫度達165℃,或出120和165℃蒸汽,能效分別為3.5和2.5。

                  ? ? ? ?2、降膜式污水源、海水源、地源、地熱尾水、洗浴熱泵,能效比高達6.3。

                  ? ? ? ?3、太陽能熱源塔熱泵機組。

                  三、熱泵除濕烘干機、大型水源熱泵烘干機。

                  四、鍋爐 儲能

                  ? ? ? ? 1、燃氣真空冷凝鍋爐,熱效率高達105%,氮排放≤30mg/Nm3,電熱鍋爐。

                  ? ? ? ? 2、水儲、固儲、熔鹽儲能,蓄熱鍋爐。

                  五、投資運維能源站。

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