空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在家用中央空調(diào)中的應用

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 簡介：空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)為家用中央空調(diào)的一種主要的空調(diào)方式，本文詳細闡述了空氣源熱泵空調(diào)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(diào)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(diào)器、分體式、壁掛式等家用空調(diào)器來降低室內(nèi)溫度，但由于沒有室外新風，使得住宅室內(nèi)空氣品質(zhì)難以得到保證；分體式空調(diào)的室外機和窗式空調(diào)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(diào)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(diào)便應運而生。[1]   目前典型的家用中央空調(diào)系統(tǒng)大致有三種類型：家用小型空氣源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)、家用變頻多聯(lián)中央空調(diào)系統(tǒng)、風管式家用中央空調(diào)系統(tǒng)。從我國目前的技術水平和空調(diào)生產(chǎn)狀況來看,空氣源熱泵家用中央空調(diào)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(diào)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(jù)用戶的要求及使用性質(zhì)考慮不同的使用系數(shù)。供熱時,則應根據(jù)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(jù)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(nèi)末端設備一般為風機盤管和空調(diào)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(diào)時內(nèi)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(chǎn)廠家的樣本或技術資料，求得該機組在冬季空調(diào)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(chǎn)廠家的樣本或技術資料，求得該機組在夏季空調(diào)設計工況下的制冷量，如果不能滿足空調(diào)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(diào)設計工況下熱泵機組所提供的冷量遠大于空調(diào)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(zhuǎn)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]