空氣源熱泵空調系統(tǒng)在家用中央空調中的應用

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 簡介：空氣源熱泵空調系統(tǒng)為家用中央空調的一種主要的空調方式，本文詳細闡述了空氣源熱泵空調系統(tǒng)的技術特點、主要性能及設計中需要注意的問題。

  關鍵字：空氣源熱泵家用中央空調冷熱負荷   隨著生活水平的提高，人們對住宅環(huán)境的要求越來越高，尤其是對居室空氣環(huán)境提出了越來越高的要求。最初人們采用窗式空調器、分體式、壁掛式等家用空調器來降低室內溫度，但由于沒有室外新風，使得住宅室內空氣品質難以得到保證；分體式空調的室外機和窗式空調的安裝預留洞成為破壞房屋建筑立面和破壞城市景觀的重要因素。而且，近年來隨著居住條件的不斷改善，普通居民住宅建筑面積已擴大到90~200m²，一些別墅型住宅甚至達到500~600m²,顯然家用空調器已越來越不適應較高檔次住宅發(fā)展的需要,家用中央空調便應運而生。[1]   目前典型的家用中央空調系統(tǒng)大致有三種類型：家用小型空氣源熱泵中央空調系統(tǒng)、家用變頻多聯(lián)中央空調系統(tǒng)、風管式家用中央空調系統(tǒng)。從我國目前的技術水平和空調生產狀況來看,空氣源熱泵家用中央空調系統(tǒng)比較適合于我國國情。下面重點介紹家用空氣源熱泵冷熱水空調系統(tǒng)的設計及需要注意的問題。   1.系統(tǒng)冷熱負荷的確定及設備選擇   計算出住宅的冷負荷后，由于所有末端設備同時使用的可能性很小，計算系統(tǒng)的總冷負荷時，應根據用戶的要求及使用性質考慮不同的使用系數(shù)。供熱時,則應根據不同的供熱方式來選取同時使用系數(shù)及考慮戶間傳熱的影響。確定總冷熱負荷之后根據本地區(qū)的氣象條件和能源供應狀況進行合理的設備選擇，如空氣源熱泵冷熱水機組、空氣源單冷機組+熱水爐、空氣源單冷機組+城市熱源等。室內末端設備一般為風機盤管和空調箱,選用末端設備時應考慮1.2的間歇使用系數(shù)和1.2的臨室無空調時內圍護結構的負荷附加系數(shù)。   選用空氣源熱泵機組時，應按當?shù)刈罴哑胶恻c來選擇。最佳平衡點選擇機組的一般步驟為：   ①計算最佳平衡點溫度下的建筑物熱負荷。   ②把該平衡點溫度下的供熱量，換算到標準工況下的制熱量選擇空氣源熱泵冷熱水機組。   ③通過查詢生產廠家的樣本或技術資料，求得該機組在冬季空調設計工況下的制熱量，并由設計熱負荷求得輔助熱源的容量。   ④通過查詢生產廠家的樣本或技術資料，求得該機組在夏季空調設計工況下的制冷量，如果不能滿足空調冷負荷的要求，則應補充輔助冷源，考慮到冷機布置的方便，一般選用風冷單冷機組作輔助冷源   按此方法選擇機組，一般來說不會存在夏季空調設計工況下熱泵機組所提供的冷量遠大于空調設計冷負荷的情況。[2]   2.空氣源熱泵機組的除霜   由于眾所周知的原因，空氣源熱泵的應用受到氣候條件的約束，在熱泵技術較為領先的日本曾有“采暖度日數(shù)HDD3000”的推薦使用標準，在我國使用范圍曾一度劃定在長江中下游地區(qū)，目前指導工程設計的各種文獻將冬季室外計算溫度tw=-3ºC定作最低線。然而在過去的十多年其應用范圍向北擴展的趨勢是顯而易見的，西安、鄭州、煙臺、北京等城市都多有應用。   有研究者提出了計算空氣—水熱泵干濕工況轉變臨界濕度和結霜臨界濕度的方法，建立了求解這兩個臨界相對濕度的空氣源熱泵模型，求解出不同的出水溫度和不同的空氣溫度下的這兩個臨界濕度值，繪制出使用空氣—水熱泵時的結霜區(qū)域和干工況區(qū)域。45ºC出水時，空氣源熱泵機組運行時的結霜區(qū)域和干工況區(qū)域的分界線走向大致沿著拉薩—蘭州—太原—石家莊—濟南一線。此線以北區(qū)域空氣源熱泵運行時，不會結霜；而此線以南，機組都存在不同程度的結霜。[3]