空氣源熱泵和空調(diào)的運行原理幾乎是一致的，它們都是一側(cè)吸熱，另一側(cè)排熱，所以，一臺裝置伴生并兼具制冷和制熱兩種功能。下面，我們就來詳細(xì)講一講空氣源熱泵的設(shè)計。


空氣源熱泵的技術(shù)措施

1、具有先進(jìn)可靠的融霜控制，融霜時間總和不應(yīng)超過運行周期時間的20%。

2、冬季設(shè)計工況時機(jī)組性能系數(shù)（COP），冷熱風(fēng)機(jī)組不小于1.8，冷熱水機(jī)組不應(yīng)小于2.0。

3、寒冷地區(qū)采用空氣源熱泵機(jī)組應(yīng)注意以下事項：

1）室外計算干球溫度低于-10℃的地區(qū)，應(yīng)采用低溫空氣源熱泵機(jī)組；
2）室外溫度低于空氣源熱泵平衡點溫度（即空氣源熱泵供熱量等于建筑物耗熱量）時，應(yīng)設(shè)置輔助熱源。
 

4、機(jī)組進(jìn)風(fēng)口的氣流速度宜控制在1.5-2.0m/s，排氣口的排氣速度不宜小于7m/s。

5、熱泵機(jī)組的基礎(chǔ)高度一般應(yīng)大于300mm，布置在可能有積雪的地方時，基礎(chǔ)高度需加高。

重點公式和基本數(shù)據(jù)
1、基本耗熱量公式：Q=K×F×ΔT

其中：

Q——圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本耗熱量，W；

K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，W/(㎡.℃)；

F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積，㎡；

ΔT——室內(nèi)外計算溫差，℃；

用于計算門、窗、墻、地面、屋面各部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量

常用圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)K（W/(㎡.℃))

2、流量計算公式：GL=0.86X∑Q/(tg-th)

其中：

GL——流量，Kg/h；

∑Q——熱負(fù)荷，W；

tg——供水溫度，℃；

th——回水溫度，℃；

3、不同供暖末端形式的供水溫度及溫差

空氣源熱泵出水溫度一般可達(dá)到45℃，溫差5℃，所以，最適合空氣源熱泵的供暖末端形式是地暖。

低溫?zé)崴孛孑椛涔┡O(shè)計要點
1、低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)的供、回水溫度
低溫?zé)崴孛孑椛涔┡到y(tǒng)的供、回水溫度應(yīng)由計算確定，供水溫度不應(yīng)大于60℃。民用建筑供水溫度宜采用35～50℃，供回水溫差不宜大于10℃。

2、地表面平均溫度（℃）


3、聚苯乙烯泡沫塑料板絕熱層厚度（mm）

4、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷，應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《采暖通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》GB50019的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算。
5、熱負(fù)荷計算原則
計算全面地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷時，室內(nèi)計算溫度的取值應(yīng)比對流采暖系統(tǒng)的室內(nèi)計算溫度低2℃，或取對流采暖系統(tǒng)計算總熱負(fù)荷的90%～99%。
6、熱負(fù)荷確定
局部地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷，可按整個房間全面輻射供暖所算得的熱負(fù)荷乘以該區(qū)域面積與所在房間面積的比值和下表中所規(guī)定附加系數(shù)確定。

7、其他事項

1）進(jìn)深大于6m的房間，宜以距外墻6m為界分區(qū)，分別計算熱負(fù)荷和進(jìn)行管線布置。

2）鋪設(shè)加熱管的建筑地面，不應(yīng)計算地面的傳熱損失。

3）地面輻射供暖系統(tǒng)熱負(fù)荷計算，可不考慮高度附加。

4）分戶熱計量的地面輻射供暖系統(tǒng)的熱負(fù)荷計算，應(yīng)考慮間歇供暖和戶間傳熱等因素。

查表法確定地暖管間距

PE-X管單位地面面積的散熱量Qr和向下傳熱損失Qs（W/㎡）

管外徑為20mm、填充層厚度為50mm、聚苯乙烯泡沫塑料絕熱層厚度20mm、供回水溫差10℃（水泥或陶瓷地面，熱阻R=0.02(㎡.k/w)）



采暖方案設(shè)計估算指標(biāo)

1、在方案設(shè)計階段，缺乏基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的情況下，采暖負(fù)荷可以按照熱指標(biāo)進(jìn)行估算，有條件時，應(yīng)進(jìn)行逐個房間、逐項的負(fù)荷計算。

2、熱指標(biāo)用于單個房間，誤差可能很大。

3、該表格按連續(xù)供暖考慮，間歇供暖熱指標(biāo)=連續(xù)熱指標(biāo)×24/每日供暖小時數(shù)。

空氣源熱泵機(jī)組的容量確定及修正

1、空氣源熱泵機(jī)組的容量，應(yīng)根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱負(fù)荷綜合考慮后決定，一般取決于冷、熱負(fù)荷中的較大者。

2、機(jī)組的制熱量，除了與環(huán)境溫度有密切關(guān)系外，還與除霜情況有關(guān)。確定機(jī)組冬季實際制熱量Q(KW)時，應(yīng)根據(jù)室外空調(diào)計算溫度和融霜頻率按下式進(jìn)行修正：

Q=q×K1×K2

其中：

Q——機(jī)組實際工況下的制熱量（kW）；

q——產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)工況下的制熱量（標(biāo)準(zhǔn)工況：室外干球溫度7℃，濕球溫度6℃）（kW）；

K1——使用地區(qū)室外空調(diào)計算干球溫度修正系數(shù)，按產(chǎn)品樣本選??；

K2——機(jī)組融霜修正系數(shù)，應(yīng)根據(jù)廠家提供的數(shù)據(jù)修正；當(dāng)無數(shù)據(jù)時，可按每小時融霜一次取0.9，兩次取0.8。

 

匹數(shù)與國際單位的換算
空調(diào)匹數(shù)（HorsePower-HP 馬力)原指輸入功率，即1匹（馬力）=735W（瓦），包括壓縮機(jī)、風(fēng)扇、電機(jī)以及電控部分。因不同品牌其具體的系統(tǒng)及電控設(shè)計的差異，其輸出制冷量也各不相同，故其制冷量以輸出功率計算。一般來講，1匹的制冷量大致為2000大卡，以國際單位換算應(yīng)乘以1.163，故1匹制冷量大約為2000×1.163=2326W。這里的W（瓦）即表示制冷量，是國家標(biāo)準(zhǔn)單位。

選擇空氣源熱泵需要的是實際溫度下的供熱或制冷能力，根據(jù)供熱量或制冷量來選擇機(jī)組，“匹”是一種功率單位，用起來是不科學(xué)的，現(xiàn)在制冷量和制熱量應(yīng)該以W或者KW作為計量單位。

但現(xiàn)在很多人都還在用匹作為單位，這里就介紹一下其換算關(guān)系。

匹數(shù)=Q/（能效比×735）

如，計算得到所需制熱量為20KW，能效系數(shù)假設(shè)為3（與室外溫度有關(guān)），則20000/（3×735）=9匹。

戶式空氣源熱泵緩沖水箱

為避免壓縮機(jī)頻繁啟動、增加系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性，應(yīng)校核系統(tǒng)水容量是否能滿足系統(tǒng)熱穩(wěn)定性的要求。即當(dāng)系統(tǒng)中（水）所存儲的能量不足以維持短暫停機(jī)（比如化霜）時水溫波動要求（夏季不大于5℃，冬季不大于3℃），應(yīng)設(shè)置緩沖水箱。

1、系統(tǒng)水容量計算

M1=Mg+Ms

Mg——管道水容積，kg；

Ms——設(shè)備水容積之和，kg；

2、系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求

1）夏季運行時，主機(jī)停機(jī)10min，供水溫度允許升高不大于5℃；

2）冬季運行時，主機(jī)除霜時間為3min時，供水溫度允許降低不大于3℃；

3、系統(tǒng)要求的最小水容積

M2=(Q×t0）/（c×Δt）

Q——末端設(shè)備的供冷或供熱量，kw；

C——水的定壓比熱容，4.2kj/（kg.K）；

Δt——水溫的波動要求值（夏季5℃，冬季3℃）

冬、夏季水容積計算結(jié)果中，數(shù)值較大者為空調(diào)系統(tǒng)對水容積的要求值，如M1＜M2,應(yīng)放大管徑重新計算直至滿足要求，或設(shè)置緩沖水箱。

設(shè)置緩沖水箱的優(yōu)點

1、如果不設(shè)置緩沖水箱，將導(dǎo)致主機(jī)頻繁啟停。

特別是當(dāng)末端系統(tǒng)為暖氣片或風(fēng)機(jī)盤管時，環(huán)路中的循環(huán)水量有限，就會引起主機(jī)在很短的時間內(nèi)達(dá)到設(shè)計溫度，主機(jī)就會停止工作，然后又會在很短暫的時間內(nèi)，水溫達(dá)到主機(jī)啟動的條件，這樣頻繁啟停會大大減少主機(jī)的使用壽命和浪費電能。加上緩沖水箱就相當(dāng)于系統(tǒng)能量增加了，系統(tǒng)的溫度變化平穩(wěn)了，主機(jī)啟動次數(shù)也自然減少了，使用壽命也就大大延長了。

2、設(shè)置緩沖水箱可以高效除霜，除霜時間縮短。

機(jī)組在除霜反向制冷時需要消耗管道內(nèi)的熱量，如果水系統(tǒng)的水量少，除霜時間就會加長，而且會造成管道內(nèi)水溫較低，除霜效果不好。如果加裝了緩沖水箱，那么在除霜的過程中，因為水箱內(nèi)有一定的溫度，可以在短時間內(nèi)完成化霜，并且消耗熱量也比較小，避免了因為主機(jī)除霜而造成的室內(nèi)溫度波動變化。

3、緩沖水箱的第三個好處是能夠保證系統(tǒng)的水流暢通。

緩沖水箱能夠完成自動排氣，避免機(jī)組循環(huán)不暢報故障停機(jī)。

4、設(shè)置緩沖水箱可以讓系統(tǒng)排污更徹底，防止系統(tǒng)阻塞。

系統(tǒng)中的雜質(zhì)會通過循環(huán)慢慢沉積到緩沖水箱的底部，經(jīng)過過濾器的時候，水泵的水質(zhì)會變好，從而減少過濾器的清洗。