空氣源熱泵冷暖設(shè)計(jì)選型、安裝、維保攻略大全
空氣源熱泵機(jī)組原理與特點(diǎn)：
空氣源熱泵冷暖機(jī)組系統(tǒng)概述：空氣源熱泵，除具備制取出采暖用熱水的功能外，空氣源熱泵機(jī)組還能切換到制冷工況制取冷凍水。空氣源熱泵的基本原理是基于壓縮式制冷循環(huán)，利用冷媒做為載體，通過(guò)風(fēng)機(jī)的強(qiáng)制換熱，從大氣中吸取熱量或者排放熱量，以達(dá)到制冷或者制熱的需求。
按照逆卡諾循環(huán)原理，該系統(tǒng)主要空氣源熱泵主機(jī)和末端兩大部分組成?？諝庠礋岜脵C(jī)組與末端共同使用，前者提供冷水或熱水，后者將冷水或熱水通過(guò)熱交換，提供冷氣或采暖?？諝庠礋岜脵C(jī)組是采暖系統(tǒng)中的主機(jī)，由于采用空氣源冷凝器不需要冷卻塔；而蒸發(fā)器是水冷的，夏天制冷時(shí)提供冷水，冬季制熱時(shí)提供熱水，風(fēng)機(jī)盤(pán)管是空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，裝在室內(nèi)如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對(duì)象（溫度較高的物體）。
空氣源熱泵冷暖機(jī)組特點(diǎn)與分類：
安裝在室外，如屋頂、陽(yáng)臺(tái)等處。夏季供冷、冬季供熱，省去了鍋爐房；省去了冷卻水系統(tǒng)和冷卻塔、冷卻水泵、管網(wǎng)及其水處理設(shè)備，冬季熱泵供熱比用電直接供熱要省電三分之二左右。熱泵的分類多種多樣：空氣-空氣熱泵，空氣-水熱泵，水-水熱泵、水-空氣熱泵、土壤-空氣熱泵及土壤-水熱泵等。其中空氣-水熱泵機(jī)組，即空氣熱源熱泵式冷暖機(jī)組在工程上的應(yīng)用更為廣泛。
空氣源熱泵冷暖機(jī)組的應(yīng)用：
一、 空調(diào)負(fù)荷計(jì)算
1、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算的組成(QL)：
1.1、由于室內(nèi)外溫差和太陽(yáng)輻射作用，通過(guò)建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入室內(nèi)的熱量形成的冷負(fù)荷；
1.2、人體散熱、散濕形成的冷負(fù)荷；
1.3、燈光照明散熱形成的冷負(fù)荷；
1.4、其他設(shè)備散熱形成的冷負(fù)荷；
1.5、滲透空氣所形成的冷負(fù)荷；
1.6、新風(fēng)量負(fù)荷。
2、空調(diào)負(fù)荷計(jì)算方法簡(jiǎn)單介紹：
空調(diào)動(dòng)態(tài)負(fù)荷的計(jì)算顯得比較繁瑣，即便是采用一些簡(jiǎn)化手段，計(jì)算工作量也是比較大的。估算很簡(jiǎn)便，捷徑行路，人之通性，慢慢的被它取而代之了。
但是估算的根據(jù)并不堅(jiān)定，偏于保守是不可避免的，總是顧慮怕估算的小了，這也是可以理解的。估算法也要注意與實(shí)際相符合，要根據(jù)實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)以及不同建筑的各自不同的情況。目前空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算還是以估算為主。
3、民用建筑空調(diào)單位面積冷負(fù)荷（qL）：
4、負(fù)荷計(jì)算——單位面積冷負(fù)荷法：
QL=qL×S
式中：QL——建筑物空調(diào)房間總冷負(fù)荷 (W)
QL—— 冷負(fù)荷 (W/㎡ )
S —— 空調(diào)房間面積 (㎡)
二、 空調(diào)末端（風(fēng)機(jī)盤(pán)管）的計(jì)算與選擇
根據(jù)風(fēng)量：房間面積、層高（吊頂后）和房間氣體循環(huán)次數(shù)三者的乘積即為房間的循環(huán)風(fēng)量。其對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)盤(pán)管高速風(fēng)量，即可確定風(fēng)機(jī)盤(pán)管型號(hào)。
根據(jù)冷負(fù)荷：根據(jù)單位面積負(fù)荷和房間面積，可得到房間所需的冷負(fù)荷值。利用房間冷負(fù)荷對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管的中速風(fēng)量時(shí)的制冷量即可確定風(fēng)機(jī)盤(pán)管型號(hào)一般采用另一種方法——根據(jù)冷負(fù)荷選擇風(fēng)機(jī)盤(pán)管，在特別場(chǎng)合如對(duì)噪音要求較高的場(chǎng)所，可用前一種方法進(jìn)行校核。
確定型號(hào)以后，還需確定風(fēng)機(jī)盤(pán)管的安裝方式（明裝或安裝），送回風(fēng)方式（底送底回，側(cè)送底回等）以及水管連接位置（左或右）等條件。
房間面積較大時(shí)應(yīng)考慮使用多個(gè)風(fēng)機(jī)盤(pán)管，房間單位面積負(fù)荷較大，對(duì)噪音要求不高時(shí)可考慮使用風(fēng)量和制冷量較大的風(fēng)機(jī)盤(pán)管。注意：對(duì)于風(fēng)管超過(guò)特定長(zhǎng)度的風(fēng)盤(pán)，應(yīng)采用中、高靜壓的風(fēng)盤(pán)，且出風(fēng)管道上不宜多于兩個(gè)出風(fēng)口。
三、 采暖負(fù)荷計(jì)算
1、采暖負(fù)荷計(jì)算的組成（Qn）
冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷，應(yīng)根據(jù)建筑物下列散失和獲得的熱量確定：
1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量，包括基本耗熱量和附加耗熱量；
2）加熱由門(mén)窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量；
3）加熱由門(mén)、孔沿及相鄰房間浸入的冷空氣的耗熱量；
4）建筑內(nèi)部設(shè)備得熱；
5）通過(guò)其他途徑散失或獲得的熱量。
對(duì)于一般民用住宅層高在3m 以下工程上可采用面積熱負(fù)荷法進(jìn)行概算。
單位面積熱負(fù)荷法：Qn=K×qn×S
式中：Qn—— 建筑物的采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷，W
S —— 建筑物的建筑面積，m2；
qn —— 建筑物的采暖單位面積熱負(fù)荷，W/m2，
K —— 附加系數(shù)
建筑各個(gè)區(qū)域的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、冷空氣滲透情況均有差別，如果需要計(jì)算的較為準(zhǔn)確，應(yīng)根據(jù)各個(gè)區(qū)域在建筑中的位置（如：是否靠近外墻、外墻上的門(mén)窗）和門(mén)窗（是否有冷空氣滲透）進(jìn)行分別計(jì)算。
2、 室內(nèi)采暖單位面積熱負(fù)荷計(jì)算（qn）
一般原則：
別墅的負(fù)荷一般要比住宅的大一些。
別墅的頂層負(fù)荷要大于中間層或底層。
普通衛(wèi)生間根據(jù)面積提供500～1000W的定值來(lái)計(jì)算。
別墅地下室一般不配。
客臥一般負(fù)荷相對(duì)較大。
對(duì)于外墻較大或玻璃面積較大的，建議做負(fù)荷計(jì)算
室內(nèi)采暖單位面積熱負(fù)荷估算表（qn）：
附加系數(shù)：附加系數(shù)為采暖面積與全房間面積的比值，根據(jù)下表進(jìn)行選擇：
上表的附加系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)推薦數(shù)值，在實(shí)際工程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做出具體調(diào)整。
房間進(jìn)深大于6米時(shí)，以距外墻6米為界分區(qū)當(dāng)作不同的單獨(dú)房間，分別計(jì)算供暖熱負(fù)荷。
3、另一種采暖熱負(fù)荷的估算辦法
Qn=a×Rn×V×（tn-tw）
Qn —— 采暖熱負(fù)荷 W
tn —— 室內(nèi)空氣溫度 ℃
tw —— 室外供暖計(jì)算溫度 ℃
V —— 建筑的體積 m3
Rn —— 體積熱指標(biāo)根據(jù)建筑的保溫情況宜取0.4-0.7
a —— 修正系數(shù)。請(qǐng)參考下表
四、 采暖末端計(jì)算與選擇
1、地暖盤(pán)管
地暖面盤(pán)管的管間距直接影響到地板的散熱量，而地板散熱量需滿足室內(nèi)負(fù)荷的要求。
管間距根據(jù)管材、室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度、供水溫度、地板材料等因素而定。
下表是PE-RT管材，地面材料為水泥地磚，在不同水溫、室內(nèi)溫度和管間距的條件下的地面散熱量（其他地面材料的散熱量數(shù)據(jù)見(jiàn)附錄1）
2、散熱片
根據(jù)散熱片進(jìn)出口水溫，求出散熱片平均水溫；
根據(jù)室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度求出散熱溫差；
根據(jù)散熱溫差查散熱片選型表，獲得單片散熱量q。
五、 空氣源熱泵冷暖機(jī)組配置計(jì)算
1、 確定建筑的負(fù)荷
由設(shè)計(jì)院獲取
根據(jù)建筑物的負(fù)荷指標(biāo)和相應(yīng)建筑面積的乘積，得出建筑的負(fù)荷。
將各空調(diào)房間的負(fù)荷逐個(gè)相加得出空調(diào)總負(fù)荷。
2. 機(jī)組臺(tái)數(shù)和容量的確定
機(jī)組總負(fù)荷的確定：建筑的負(fù)荷或空調(diào)總負(fù)荷×80％左右的同時(shí)使用率。公寓房可不考慮同時(shí)使用率。特別情況需根據(jù)建筑功能和使用情況確定。
大、中型工程應(yīng)選二臺(tái)以上，但不宜過(guò)多，并考慮備用機(jī)組的可能性。
若建筑物的偏大負(fù)荷與偏小負(fù)荷的差距過(guò)大，宜大、小容量機(jī)組搭配工作。
六、 機(jī)組安裝位置規(guī)劃和環(huán)境控制
1、機(jī)組安裝位置規(guī)劃
1.1、熱泵主機(jī)的安裝與空調(diào)室外機(jī)的安裝要求相似。可安裝在屋頂、陽(yáng)臺(tái)、地面上。出風(fēng)口應(yīng)避開(kāi)迎風(fēng)方向。
1.2、主機(jī)（側(cè)出風(fēng)）與四周墻壁或其他遮擋物之間的距離不能太小，出風(fēng)口1米內(nèi)不應(yīng)有遮擋物，保證主機(jī)換熱器的吸熱散熱不受阻礙。
1.3、主機(jī)（頂出風(fēng)）進(jìn)風(fēng)口1米內(nèi)不能有遮擋物，出風(fēng)口2米內(nèi)不應(yīng)有障礙物，保證主機(jī)換熱器的吸熱散熱不受阻礙。
1.4、當(dāng)機(jī)組安裝在屋檐下或機(jī)組上方有水平障礙物時(shí)，機(jī)組的安裝位置須在通風(fēng)良好的地方，否則容易發(fā)生氣流短路，造成機(jī)組散熱能力差。
2. 機(jī)組安裝環(huán)境控制
1) 盡量不在陽(yáng)光直射的地方。
2) 不在臥室的窗臺(tái)或臥室的附近。
3) 進(jìn)、出風(fēng)有足夠的距離，便于散熱。
4) 能承受室外機(jī)自重的 2-3 倍以上的地方。
5) 沒(méi)有油煙或其它腐蝕氣體的地方。
6) 不影響其它因素或環(huán)境的地方。
七、 采暖和冷暖系統(tǒng)介紹
1、采暖和冷暖系統(tǒng)分類
1.1、開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)：管路中的循環(huán)水與大氣相通的系統(tǒng)。循環(huán)水水與大氣接觸，易腐蝕管路；用戶與機(jī)房高差較大時(shí)，水泵則需克服高差造成的靜水壓力，耗電量大。
1.2、閉式循環(huán)系統(tǒng)：管路系統(tǒng)不與大氣接觸，在系統(tǒng)偏高點(diǎn)設(shè)有排氣閥的系統(tǒng)。管道與設(shè)備不易腐蝕；不需克服高度差，從而循環(huán)水泵功率小。
1.3、同程式系統(tǒng)：并聯(lián)環(huán)路中的各支路的流程都是相等的系統(tǒng)。
◆優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)的水力穩(wěn)定性好，各設(shè)備間的水量分配均衡。
◆缺點(diǎn)：由于采用回程管，管道的長(zhǎng)度增加，水阻力增大，使水泵的能耗增加，并且增加了初投資。
1.4、異程式系統(tǒng)：并聯(lián)環(huán)路中的各支路流程不等的系統(tǒng)
◆優(yōu)點(diǎn)：異程式系統(tǒng)簡(jiǎn)單，耗用管材少，施工難度小。
◆缺點(diǎn)：各并聯(lián)環(huán)路管路長(zhǎng)度不等，阻力不等，流量分配難以平衡。
1.5、定水量系統(tǒng)：系統(tǒng)中循環(huán)水量為定值，或夏季和冬季分別采用不同的定水量，負(fù)荷變化時(shí)，改變供、回水溫度以改變制冷量或制熱量的系統(tǒng)。
特點(diǎn)：定水量系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，不需要復(fù)雜的自控設(shè)備和變水量定壓控制。
1.6、變水量系統(tǒng)，一般適用于間歇性降溫的系統(tǒng)（影院、劇場(chǎng)、大會(huì)議廳等）：保持供水溫度在特定范圍內(nèi)，當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，改變供水量的系統(tǒng)。
特點(diǎn)：變水量系統(tǒng)的水泵的能耗隨負(fù)荷較少而降低，在配管設(shè)計(jì)時(shí)可考慮同時(shí)使用系數(shù)，管徑可相應(yīng)減少，降低水泵和管道系統(tǒng)的初投資；但是需要采用供、回水壓差進(jìn)行流量控制，自控系統(tǒng)比較復(fù)雜。
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