公共建筑用空氣源熱泵熱水機(jī)組初探

李清

摘要：空氣源熱泵空調(diào)是主要的熱源之一。從實(shí)際應(yīng)用來看，需注重空氣源熱泵熱水機(jī)組的選型，與此同時(shí)考慮該機(jī)組在應(yīng)用過程中可能出現(xiàn)的一些問題，進(jìn)一步采取有效處理對策。本課題便從空氣熱源泵熱水機(jī)組選型出發(fā)，進(jìn)一步分析了空氣源熱泵熱水機(jī)組應(yīng)用的常見問題，并針對常見問題提出了有關(guān)機(jī)組運(yùn)行應(yīng)用的有效強(qiáng)化對策，希望以此使空氣源熱泵熱水機(jī)組的應(yīng)用價(jià)值得到有效提高。

關(guān)鍵詞：空氣源熱泵;熱水機(jī)組;應(yīng)用

目前國產(chǎn)空氣源熱泵、熱水機(jī)組的技術(shù)水平和技術(shù)含量均不太高，因而機(jī)組在效率和可靠性等方面并不理想，有待進(jìn)一步提高。國產(chǎn)機(jī)組普遍存在效率較低、可靠性較差及故障較多等問題，特別在較低環(huán)境溫度的制工況運(yùn)行時(shí)，這些問題更加突出。經(jīng)過最近十余年的發(fā)展，現(xiàn)在有必要對國產(chǎn)機(jī)組進(jìn)行回顧的總結(jié)，并對未來的發(fā)展做出一些展望，這對提高國產(chǎn)機(jī)組的質(zhì)量將有所裨益。

1空氣源熱泵的工作原理

空氣源熱泵是由壓縮機(jī)、換熱器、節(jié)流器、吸熱器、壓縮機(jī)等裝置構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。冷媒在壓縮機(jī)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程，然后進(jìn)入換熱器后釋放出高溫?zé)崃考訜崴瑫r(shí)自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為流液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下20℃一30℃，這時(shí)吸熱器周邊的空氣就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給冷媒。冷媒不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜崂渌^程。夏季空氣源熱泵以制冷劑為冷媒，吸收空氣中的冷量并在冷凝器中間接換熱，通過壓縮機(jī)將高溫位的熱能降為低溫位的冷能，制冷系統(tǒng)循環(huán)水（在蒸發(fā)器中間接換熱），從而降到所需溫度。

2空氣源熱泵的主要分類

2.1空氣一空氣型空氣源熱泵

空氣一空氣型空氣源熱泵是在單冷型的空調(diào)器基礎(chǔ)上發(fā)展的，一般來說，其作為夏季空調(diào)器的功能較好，通常是用用四通閥轉(zhuǎn)換夏季空調(diào)工況和冬季供熱工況，四通閥也可兼用于冬季除霜工況。空氣一空氣型熱泵最大的優(yōu)點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。從原理上講，空氣一空氣系統(tǒng)適于夏季空調(diào)，而不適合冬季供熱。

2.2空氣一水型空氣源熱泵

空氣一水型空氣源熱泵與空氣一空氣型熱泵相同，空氣一水型熱泵一般也是用四通閥轉(zhuǎn)換夏季空調(diào)工況和冬季供熱工況，四通閥也可兼用于除霜工況。它們的主要區(qū)別是室內(nèi)換熱器，不是風(fēng)冷式而是循環(huán)水式。循環(huán)水式是以水為傳熱介質(zhì)，可降低冷凝溫度，采用水冷的冷凝器，可在40℃的冷凝溫度下，產(chǎn)生35℃的熱水，提供給地板采暖，形成從下到上的自然對流，可有較好的采暖舒適度，也提高熱泵的制熱系數(shù)。到夏季，用冷水進(jìn)入室內(nèi)風(fēng)機(jī)盤管，冷風(fēng)從上至下，也有較好的舒適度。空氣一水系統(tǒng)出現(xiàn)的較晚，它在一定程度上克服了空氣一空氣型熱泵的缺點(diǎn)，比較適合冬季供暖的要求，如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，這種熱泵有著如下的優(yōu)點(diǎn)。（1）因配備了變速壓縮機(jī)和電子膨脹閥，使熱泵具有“廣譜”性能。室外溫度低時(shí)仍能工作，并通過提高壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，適當(dāng)增加輸出的熱量。（2）因?yàn)椴捎玫匕迳幔瑳]有吹風(fēng)感。35℃的熱水進(jìn)入地板散熱系統(tǒng)，房問可達(dá)到22℃，也不感到干燥。（3）濕度大時(shí)同空氣一空氣熱泵一樣需要頻繁除霜。由于有一個(gè)比較大的水箱作為蓄熱裝置，除霜需要的熱量取自水箱，不會(huì)導(dǎo)致室內(nèi)溫度波動(dòng)。也沒有空氣一空氣型熱泵的室內(nèi)換熱器在除霜時(shí)的噪聲等等。

3空氣源熱泵熱水機(jī)組應(yīng)用常見問題分析

3.1機(jī)組安裝問題

對于空氣源熱泵熱水機(jī)組，在安裝過程中，最為常見的問題便是機(jī)組換熱器上進(jìn)入雜物。對于空氣源熱泵水機(jī)組來說，所采取的是板式換熱器，而此類換熱器屬于高效換熱器，和一般的管殼式換熱器比較，基于流動(dòng)阻力及泵功率消耗保持一致的條件下，傳熱系數(shù)高許多，因?yàn)榘迤g的通道狹窄，通常僅為2mm到5mm，在換熱介質(zhì)中有偏大的顆粒物或者纖維物的情況下，極易致使板間通道造成堵塞。對此，在焊渣及鐵銹等一系列雜物置入熱泵機(jī)組換熱器的情況下，便會(huì)使機(jī)組出現(xiàn)換熱不良的情況，進(jìn)一步致使壓縮機(jī)出現(xiàn)高壓報(bào)警的情況，并當(dāng)鐵銹置入換熱器當(dāng)中難以得到消除。

3.2系統(tǒng)污垢問題

對于空氣源熱泵熱水系統(tǒng)來說，其熱水溫度通常維持在45℃到55℃間;基于這個(gè)溫度下，系統(tǒng)熱水管路極易結(jié)垢，尤其是水質(zhì)較硬的狀況下，結(jié)垢情況更為顯著。對于熱泵問題來說，大部分是因?yàn)榻Y(jié)垢而導(dǎo)致的。在系統(tǒng)結(jié)垢的情況下，會(huì)使機(jī)組熱效率大大降低，進(jìn)一步致使壓縮機(jī)發(fā)生高壓報(bào)警的幾率增大。在系統(tǒng)結(jié)垢的情況下，便需應(yīng)用化學(xué)藥劑進(jìn)行清洗，基于除垢期間，如果藥劑量不足，則會(huì)導(dǎo)致清洗效果受到影響;與此同時(shí)，如果劑量偏大，則會(huì)使機(jī)組換熱器受到損害，在嚴(yán)重的情況下會(huì)致使機(jī)組換熱器出現(xiàn)穿孔的情況，在水向制冷管路進(jìn)入的情況，會(huì)致使壓縮機(jī)出現(xiàn)報(bào)廢的嚴(yán)重問題。

4空氣源熱泵熱水機(jī)組運(yùn)行應(yīng)用對策探究

4.1機(jī)組安裝對策

在機(jī)組安裝過程中，為了使主機(jī)中有雜物進(jìn)入，需采取有效的對策，包括：①對Y型過濾器進(jìn)行安裝。為確保機(jī)組換熱器無雜物進(jìn)入，可基于系統(tǒng)進(jìn)水口位置與主機(jī)循環(huán)加熱進(jìn)水口位置分別進(jìn)行Y型過濾器的安裝。在這里，Y型過濾器處于流體或者氣體管路當(dāng)中，應(yīng)用具備沖孔或編制網(wǎng)孔的濾網(wǎng)對固體污物進(jìn)行阻隔;值得注意的是，為使該裝置的拆卸及清洗更加方便，在安裝的時(shí)候有必要確保濾網(wǎng)拆洗方向朝下，同時(shí)保證安裝高度的合理性;②合理選擇管道材料及熱水箱材料。一方面，管道材料中，可應(yīng)用PPR管和銅閥，并應(yīng)用熱熔焊接的連接方法;另一方面，在熱水箱材料選擇上，盡可能地選取不銹鋼材質(zhì);碳素鋼板焊接盡可能地少應(yīng)用，倘若必須應(yīng)用，則有必要做好相應(yīng)的防銹處理工作。

4.2系統(tǒng)防垢對策

從現(xiàn)狀來看，基于熱泵機(jī)組水循環(huán)進(jìn)口部位進(jìn)行電子除垢儀的加裝為優(yōu)良的防垢對策。主要是因?yàn)殡娮映竷x的功能強(qiáng)大，能夠起到殺菌滅藻、除垢防垢等作用。合理地應(yīng)用電子除垢儀，能夠使變頻高頻電場有效產(chǎn)生，進(jìn)一步完成對水的處理，并形成共鳴的效果，在之前的大締合體狀態(tài)水的結(jié)合鍵受到阻斷的情況下，能夠離解出來的水的活性增強(qiáng)，進(jìn)而使水的物理結(jié)構(gòu)及特性受到變化，當(dāng)水分子對鈣鎂例子以及碳酸根離子等相關(guān)成垢組分的水合能力變強(qiáng)的情況下，能夠使水垢的形成受到阻斷，最終起到防垢的作用。

5結(jié)束語

總之，有必要加強(qiáng)機(jī)組安裝，做好系統(tǒng)防垢工作，并優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)減震，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行熱水箱及電氣安裝。相信從以上方面加以完善，空氣熱源泵熱水機(jī)組運(yùn)行的可靠性及安全性將能夠得到有效提高。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：青島海爾空調(diào)電子有限公司）