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发布时间:2024-08-01 点此:1570次
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首先我们要了解空气源热泵和空调不同的设计理念,进而了解它们产品之间的区别,我们先将他们设计理念上的不同列举如下。
表1 空气源热泵与空调设计理念的差异
顺序
不同之处
冷气机
空气源热泵
使用对象不同
主要用在需要制冷的地方,所以空调的设计以制冷为主,制热为辅,这也是为什么在空调当前处于制热模式时,采用电加热来补充制热的原因。
主要用在需要供暖的场所,所以空气源热泵在设计上首先强调供暖,目标是全天候运行不采用电加热辅助供暖,兼顾制冷功能。
不同的功能
空调功能单一,只有制冷和制热
空气源热泵不仅能制冷、制热,还可以作为泳池、洗浴、电泳等特殊行业的供暖热源,还可以用于农业烘干、污泥干化等,用途十分广泛。
由于两种产品的使用对象不同kaiyun体育网页版登录网页版,因而根据不同的国家标准、选用元器件、使用地域、出风(或水)温度、能效等决定,表格分析如下:
表2 空气源热泵与空调设计的主要区别列表
顺序
不同之处
冷气机
空气源热泵
执行不同的国家标准
标准主要包括:家用空调器、多联机、风冷冷水机组等标准。
制冷量和能效比作为衡量指标
标准主要包括:生活热水、商用热水、家庭采暖、商业采暖等标准。
冷暖空调除了以制热能力、性能系数作为衡量指标外,还需对制冷能力、能效比进行考核。
主要成分不同
1)空调压缩机
2)翅片冷凝器或板式冷凝器
3)无亲水膜的室外翅片换热器
4)无系统高压保护控制
使用领域不同
使用区域环境温度范围为-7℃~43℃
使用区域环境温度范围为-30℃~43℃
最高出风(水)温度不同
最高空气(水)出口温度低于50°C
最高出水温度为60℃,对于干燥机等特殊机器,最高出风(水)温度约为90℃
不同的能源效率要求
该空调只对制冷工况有能效要求,对制热工况没有能效要求,为单工况设计。
空气源热泵不仅有制冷(两联产)的要求,而且对制热能效也有要求,特别是低温机组,要求在-12℃进行测试
双重条件设计
以上所有项目中,最重要的是压缩机,不同的压缩机决定了产品的不同效果和使用领域。空调使用空调压缩机,例如R22,其最高工作压力不超过2MPa,压缩机倍数小于7,最高排气温度不超过90度;但是空气源热泵必须使用热泵压缩机,以R22为例,其最高工作压力达到3MPa,压缩机倍数达到12,甚至更高达到20,最高排气温度达到110度。
这些参数的差异,决定了热泵压缩机的加工精度、轴承强度、电机耐温等方面都要比空调压缩机高出几个数量级,为了更直观的表达,我们先来看看两款压缩机的运行范围对比图。
图1 空调压缩机(A/C)与热泵压缩机(HPWH)运行范围比较
图中横轴对应蒸发温度(相当于热泵室外环境温度),纵轴对应冷凝温度(相当于热泵用户侧出口空气或水温度),可以看出热泵压缩机的运行范围比空调压缩机有倍数的扩大。
有了强劲的“心脏”云开APP·登录入口,空气源热泵才能产出高温空气(水),又能在低温下运行,“高温”多用于出风口温度在80℃以上的烘干行业,“低温”多用于西北新疆等地,用老式铸铁散热器供暖。要满足如此极端和正常的使用条件,除了要有强劲的“心脏”,还得有聪明的“大脑”,要求空气源热泵主控制器既要保护制冷系统,又要保证空气源热泵可靠运行,又要保证用户24小时不间断的使用需求。容错性和准确性两个矛盾关系在空气源热泵的控制逻辑中得到了完美的统一。
由于空气源热泵气候运行特性广泛kaiyun体育app官网,最高与最低环境温度相差近80℃,由于低温工况运行时制冷系统所需制冷剂流量较小,在较高温度工况运行时制冷剂量减少20%以上,对空气源热泵的系统液体容量提出了更高的要求,系统需根据实际运行参数自动调节参与有效运行的制冷剂量,因此需要对气液分离器进行专门设计,包括容积、回油孔、平衡孔等方面对热泵进行特殊设计和大量试验验证。
同时,为了保证系统全天候运行时,达到最合适的过冷度和液体的充分蒸发,需要额外增加一个高压储液罐,而空调器一般不需要这个功能。
为了验证制冷系统对过量液体储存的耐受能力,至少还需要进行低温液体冲击试验、低温回油试验、低温低压启动试验等三项验证试验,设计考核比空调更严格、更全面。
鉴于空气源热泵的使用特点,冬季为全天候制热运行,在低温环境下为保证制热效果和室内温度舒适度(减少波动),除霜是无法避免的问题,且对除霜的要求较空调较高。
常用的方法有:制冷剂换向除霜、热气旁通除霜、冷凝器端余热除霜、热水回流翅片除霜、加热带底盘除霜等等,真的是五花八门,综合运用才能保证机组即使运行在-25℃的环境下,除霜时间也只有3分钟左右,大大提高了机组的制热效果和用户的舒适度。
最后我们来看看空气源热泵中的新人,低温空气源热泵与空调在系统设计上的不同。在北京“煤改电”政策的带动下,空气源热泵在低温环境供暖技术上获得了不少的普及。新人改进之处是直流变频喷射增焓技术的应用,让空气源热泵在“煤改电”运动中,在众多供暖设备中脱颖而出。
图2 变频低温空气源热泵系统图
图3 空调热泵供暖系统图
从图2、图3可以清楚的看到空调器四大部分压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置,在低温空气源热泵中变成了五大部分压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置,单系统改造成带喷射增热的双系统,系统更复杂,成本更高,低温制热效果更好。
同时可以看到,目前市场上80%以上的空调器节流装置都是采用双毛细管节流,这是因为空调器只需考虑制冷、制热的国家标准工况,两个单工况,一根毛细管对应一个工况,如果将一个工况调节到最佳点,则其它工况(环境温度)的制冷(制热)性能就会偏离最佳工况,效果会下降。
低温空气源热泵采用双电子膨胀阀节流系统,根据不同的工况(环境温度)计算系统最佳过热度和系统压力并自动调节系统最佳流量,使得低温空气源热泵全天候运行,保证系统处于最佳运行状态,效果最优,确保低温空气源热泵更节能,更可靠。
综上所述,空气源热泵相对于空调的主要区别和优势有:
综合以上几点来看,空气源热泵并不等同于空调,可以说是空调的升级换代产品,也是未来建筑舒适节能系统的必备之选。
版权:首次刊登于《热泵市场》杂志2018年3月号。为了方便向普通从业者和消费者传达相关知识,本文可能使用一些口语和俚语。请谅解。标题图片由中广奥的斯提供。特别感谢。