主頁 > 新聞（wén）動態（tài） > 空氣（qì）源熱泵內部結構工作原理及設計使（shǐ）用（yòng）方案 2021-12-23

空氣源熱泵（bèng）內部結構工作原理及設計使用（yòng）方案

空氣源熱泵是一種利用高位能使熱量從低位熱源空氣流向（xiàng）高位熱源的節能裝置。它是熱泵的一種形式。顧名（míng）思義，熱泵也就是像泵那樣，可以把不能直接利用的低位（wèi）熱能（如空氣、土壤、水中所（suǒ）含（hán）的熱量）轉換為（wéi）可以利用的高位熱能，從而達到節約部分高位能（如（rú）煤、燃氣、油（yóu）、電能等）的目的。
一、空氣源熱泵的內（nèi）部結構組成工作原理
一)空氣源（yuán）熱泵的內（nèi）部結（jié）構

1.蒸發器：蒸（zhēng）發器是空氣源熱泵很重（chóng）要的一個部件，低溫的冷凝“液”體通過蒸發器，與外界的空氣進行熱交換，“氣”化吸熱，達到製冷的效果（guǒ）；
2.冷凝器：它能將管子中的（de）熱（rè）量，以很快（kuài）的方式，傳到（dào）管子附近的空氣；
3.壓縮（suō）機：它能將低壓氣體提升為高壓的一種從（cóng）動的（de）流體機械，是空氣熱源泵的心髒；
4.膨脹閥（fá）：膨脹閥是空氣熱源泵（bèng）一個重要部件，一般安裝於儲液筒和蒸發器之間。膨脹閥使中溫高壓的液體（tǐ）製冷劑通過其節流（liú）成為低溫低壓的濕蒸汽，然後製冷劑在蒸發器中吸收熱量達（dá）到製冷效果，膨脹閥通過蒸發器末端的過熱度變化來控製閥門流量，防止出現蒸發器麵（miàn）積利用（yòng）不足和敲缸現象（xiàng）。
二)空氣源熱泵的工作原理
空氣源（yuán）熱泵是以空氣作為高品位（低品（pǐn）位（wèi））熱源來進行供（gòng）熱(供冷) 的（de）裝置。以空氣作為低品位熱源，可以取之不盡，用之不竭，處處都有（yǒu），無償獲取。空氣源熱泵安裝靈活、使（shǐ）用方便、初投資相對較低，且比較（jiào）適用於分戶安裝。工作原理圖如下（xià）：

二、空氣源熱（rè）泵的特點
1.空氣源熱泵係統冷熱源合（hé）一，不（bú）需要設專門的冷凍（dòng）機房、鍋（guō）爐（lú）房，機組可任意放置屋頂或地麵（miàn），不占用建築的有效使用（yòng）麵（miàn）積，施工安裝十分簡便。
2.空氣源（yuán）熱泵係（xì）統無冷（lěng）卻水係統，無冷卻水消耗，也無冷卻水係（xì）統動力消耗。另外，冷（lěng）卻水汙染形成的軍團菌感染的病例已有不少報導，從安全衛生的角（jiǎo）度，考慮空氣源熱（rè）泵也具有明顯（xiǎn）的優勢。
3.空（kōng）氣源熱泵係統由於無需鍋爐、無需相應的鍋爐燃料供應係統、除塵係統和煙氣排放係統，係統安全可靠、對環境無汙染。
4.空氣源熱泵冷（熱（rè））水機組采用模塊化設計，不必設置備用機組（zǔ），運行過程中電腦自動控（kòng）製，調節機組的（de）運（yùn）行狀態，使輸出功率與工作環境相適應（yīng）。
5.空氣源熱泵的性能會隨室外氣候變化而變化。
6.在我國北方室外空氣溫度低的地方，由於熱泵冬季供熱量不足，需設輔（fǔ）助加熱器。
三、空氣源熱泵應用的（de）適應性
我（wǒ）國疆域（yù）遼闊，其（qí）氣候涵蓋了寒、溫、熱帶，按我國《建築氣候（hòu）區（qū）劃標準》（GB 50178-93），全國分為7個一級區和20個二級區。與（yǔ）此相應，空氣源熱泵的設計與應用方式等，各地區都應有不同。 [1]
1.對於夏熱冬（dōng）冷地區：夏熱冬冷地區的氣候特征是夏季悶熱，7月份平（píng）均地（dì）區氣溫25-30℃，年日平均氣溫大於25℃的日數為40-100天；冬季濕冷，1月平均（jun1）氣溫0-10℃，年平均氣溫小於5℃的日數為（wéi）0-90天（tiān）。氣溫的日較（jiào）差較小，年降雨量大，日照偏小。這些地區（qū）的氣候特點非常適合於應用空氣源熱泵。
2.對（duì）於雲南大部，貴州、四川西南部，西藏（cáng）南部一小部分地區：這些地（dì）區1月平均氣溫1-13℃，年日平均氣溫小（xiǎo）於（yú）5℃的日數0-90天。在這樣的氣候條件下，過去一般建築物不設置采（cǎi）暖設備。但是（shì），近年來隨著現代化建築的發展和向小康生活水（shuǐ）平（píng）邁進，人們對居住和工（gōng）作建築環境要求愈來愈高，因此（cǐ），這些地區（qū）的現代建築和高級公寓等建築（zhù）也（yě）開始（shǐ）設（shè）置采（cǎi）暖係統。因此，在這種氣候（hòu）條件下，選用空氣源熱泵係統是（shì）非（fēi）常（cháng）合適的。
3.傳統的空氣（qì）源熱泵機組（zǔ）在室外（wài）空氣溫度高於-3℃的情況下，均能安全可靠地（dì）運行。因此，空氣源熱泵（bèng）機組的（de）應用範圍早已由長（zhǎng）江（jiāng）流域北擴至黃河流域（yù），即已進入氣（qì）候區劃標準的II區的部分地（dì）區（qū）內。這（zhè）些地（dì）區氣（qì）候特點是冬季氣溫較低，1月平（píng）均氣溫（wēn）為-10-0℃，但是（shì）在采（cǎi）暖期裏氣溫高於-3℃的時數卻占很大的比例，而氣溫低於-3℃的時（shí）間多出（chū）現在夜間，因此，在這些地區以白天運行為主的建築（如辦公樓、商場、銀行等建築）選用空氣源熱泵，其運行是可行而可靠的。另外這（zhè）些地區冬季氣候幹燥（zào），最冷月（yuè）室外相對濕度在45%-65%左右，因此，選用空氣源熱泵其結霜現象又不太（tài）嚴重。
四、空氣源熱泵熱機實訓考核裝置設計方案

1.特點：
1）係統機組（zǔ）配備高低壓保護係統、過載保護、缺相保護、化霜功能等多重保護，確保係統安全、可靠、穩（wěn）定的運行（háng），不影響教學課程。
2）整機係（xì）統采用全自動智能化控製，操作方（fāng）便，水溫、水位、開、關、時間均可以由用戶自由設定，整機采用斷電自動記憶功能，不用每次重（chóng）複操作（zuò），方便實用。
3）本實驗裝置采用世界（jiè）頂級壓縮機，優質銅件鍛造的熱交換（huàn）器，熱交換效率高，安全可靠。水箱采用先進的拉絲銀工藝（yì），將時尚與頂級科（kē）技結合在一起，設備（bèi）外（wài）觀美觀大方，水箱內膽采用304不鏽鋼製造，經久耐用，不容易腐蝕、損壞。
4）係統（tǒng）采用工業用空氣源熱泵熱水機組，與工業實際設備相一致，讓教學與（yǔ）實際應用（yòng）接軌。室外主機采用加厚鈑金烤漆型，耐受（shòu）不同的實驗環境，長期有效的（de）工作，不會生鏽腐蝕。
5）整套實訓裝置（zhì）集空（kōng）氣源熱泵熱機（jī）係統、電氣控製係統、故障模擬係統於一體，工藝係統（tǒng）真實完整（zhěng）,結構清晰、緊湊，充（chōng）分滿足學生對實訓（xùn）的要求。
6）實訓裝置直（zhí）觀展示了熱泵型熱水器的（de）係統結構、工作原理，可清楚的看到製（zhì）熱循（xún）環係統結構及主要部（bù）件的實物（wù），係統還配置有交流電壓表、交流電流表、溫度表、真空壓力表、使整個熱泵係統的實時工作狀態一目了然。
7）可模擬工業實際問題進行故障設置，學生（shēng）根據工藝流程分析故障可能產生的原因，確定故障（zhàng）發生的（de）範圍，並（bìng）進行排故實訓。
2.技術性能（néng）：
1）輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz
2）工作環境：溫度-10℃～+40℃，相對濕度＜85%(25℃)，海拔＜4000m
3）裝置容量：小於等於1.5kVA
4）製（zhì）冷劑：R22
5）製（zhì）熱量：3kW
6）重量：200kg
7）外形尺（chǐ）寸（大約）：180cm×73cm×164cm
8）安全保護：具有漏電壓、漏電流過流保護裝置，安全（quán）符合國家標（biāo）準。
9）移動（dòng）腳輪：100*60mm
3.基本配（pèi）置及功能：實訓裝置（zhì）主要由控製屏、實訓桌、熱泵機組等組（zǔ）成。
1）實訓桌：實訓桌采用優質工（gōng）業鋁（lǚ）型材組建而成，外形美觀、耐腐蝕、結構強度高。桌（zhuō）麵為防火（huǒ）、防水、耐（nài）磨高密度（dù）板，結（jié）構堅固，造（zào）型美（měi）觀大方（fāng）；桌麵用於安裝電源控製屏並提（tí）供（gòng）一個（gè）寬敞舒適的工作台麵。實驗台采用優質雙層亞光密紋噴塑鈑金件；實訓桌還設有四個萬向輪，便於（yú）移動和固定。
2）控製屏：采用鐵質雙層亞光密紋噴（pēn）塑結構，優質亞克力麵板，麵板上激光雕刻有熱泵機組係統工藝流程（chéng）圖，工藝流程原理圖（tú）永不磨損，清（qīng）晰、立體。麵板上設有明確標識及相應指示燈，便於學（xué）生分析觀察。
3）電源控製部分：交流電源：提（tí）供控製屏以及熱泵機組工作所需的單相交流電源，可由電源總開關來控製。配有三位半數字式交流電壓表（biǎo）和交流電流表，可指示輸（shū）入電網電壓值（zhí）以及係統工（gōng）作電（diàn）流值。
4）測量儀表：
（1）數字式電壓表：0～250V
（2）數字式電流（liú）表：0～10A
（3）真空壓力表（biǎo）：-0.1～1.5MPa
（4）真空壓力表：-0.1～3.5MPa
（5）數顯溫度表：采用（yòng）PT100傳感（gǎn）器，測量範圍-50～+150℃
5）熱泵（bèng）機組：包含1匹全封閉製冷壓縮機、冷凝器、視液鏡、幹燥過濾器、膨脹（zhàng）閥、手閥、蒸發器、壓（yā）力控製器、除霜溫控器等構成。另外係統還配備有儲水水箱（xiāng），以利於學生在做實訓（xùn）的過程中水的再（zài）循環利用。
4.實訓項目：
1）熱泵機組係（xì）統的（de）認識和了解。
2）熱泵（bèng）機組（zǔ）係統（tǒng）啟動、運行、調試、保（bǎo）護技術的（de）實訓。
3）熱泵機組運行工況和運行參數的檢（jiǎn）測及分析（xī）。
4）熱泵機組製熱量、性能係數的計算與分析。
5）熱泵機組係統故障的設置和檢測。
五、總結
空氣源熱泵熱水器為一種利用空（kōng）氣作為低溫熱（rè）源來製取生活熱水的熱泵熱水器，主要由空氣源熱泵循環係統（tǒng）和蓄水箱兩部分（fèn）組成（chéng）。空氣源熱泵（bèng）熱水器就是通過消耗部分電能，把空氣中的熱量轉移到水中的製取熱（rè）水的設備。近年來，國內外都在研究CO2熱泵熱水器。 [1] 文獻 [3] 中指出，在蒸發溫度0℃的條件下，把水從9℃加熱至（zhì）60℃，CO2熱泵熱水係統的COP值可達（dá）4.3。以（yǐ）周圍空氣為熱源時，全年的運行（háng）平均供熱COP值可達到4.0，與傳統（tǒng）的電加熱或（huò）者燃煤鍋爐相比，可以節省75%的能量。

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