空氣源熱泵機組是根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理,機組以少量電能為驅(qū)動力,以制冷劑為載體,源源不斷地吸收空氣或自然環(huán)境中難以利用的低品位熱能(-7-43℃),轉(zhuǎn)化為高品位熱能,實現(xiàn)低溫熱能向高溫熱能的轉(zhuǎn)移;再將高品位熱能釋放到水中制取熱水(60℃,達65℃),通過熱水供應管路輸送給用戶滿足熱水供應、供暖需求。
熱水循環(huán)水箱系統(tǒng)原理:
空氣能熱泵熱水系統(tǒng)一般由空氣能熱泵熱水機組、熱水循環(huán)水箱使用的保溫水箱、水泵及相應的管道閥門等部分組成。而空氣能熱泵熱水機組一般由壓縮機、水側(cè)換熱器、空氣側(cè)換熱器、節(jié)流裝置、低壓儲液罐、水路調(diào)節(jié)閥等部分組成。
熱水循環(huán)水箱系統(tǒng)工作原理:
循環(huán)式:冷水在水箱與機組之間通過水泵進行多次循環(huán)加熱,逐漸加熱至設(shè)定溫度。
圖片左側(cè)為主機內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖,分為水側(cè)換熱器(冷凝器)、風側(cè)換熱器(蒸發(fā)器)、膨脹閥、壓縮機。低溫冷媒從環(huán)境中吸收熱量(風側(cè)換熱)進入壓縮機被壓縮成高溫高壓冷媒,將熱量釋放在水中(水側(cè)換熱),經(jīng)膨脹閥降壓成低溫低壓冷媒,從而完成一次循環(huán)。過程中水吸收的熱量由室外環(huán)境和壓縮機耗功兩部分組成。
圖片右側(cè)部分為工程水路系統(tǒng),機組從水箱中抽水進行循環(huán)加熱,每循環(huán)一次水溫升5℃左右,大流量,小溫差。從循環(huán)加熱特點可以看出,循環(huán)機組需要提前開機將水箱中的水加熱至設(shè)定溫度,因此更適合定時供水系統(tǒng),如學校、工廠等。
冷水增壓泵:對于直熱循環(huán)制機組,需保證進機組的壓力在0.25—0.4MPa之間為宜;對于循環(huán)式機組要保證水箱可以正常補水。
直熱式工作原理:
直熱式:一次性將冷水加熱到設(shè)定溫度。
直熱加熱特點:機組直接抽取自來水加熱至設(shè)定溫度后再注入水箱直至水箱為滿水位,即開機便有熱水可以使用。大溫差,小流量。從直熱加熱特點看,直熱循環(huán)式及組可用于非定時供水系統(tǒng),如賓館等。
循環(huán)保溫:水箱中的熱水降低到一定溫度后,熱水會經(jīng)過機組多次循環(huán)加熱,逐漸加熱至設(shè)定溫度。
循環(huán)保溫:水箱中的熱水降低到一定溫度后,熱水會經(jīng)過機組多次循環(huán)加熱,逐漸加熱至設(shè)定溫度。
直熱循環(huán)式機組循環(huán)保溫功能的意義:
當加熱滿一水箱水后,用戶外出沒有使用,由于水箱內(nèi)熱水自然溫降,會造成用戶沒有熱水可用,只能將水箱中的冷水放出才可開啟直熱加熱。
循環(huán)保溫開啟溫度可由用戶自己設(shè)定,設(shè)定范圍30~48℃。
空氣源熱泵熱水機組與其他熱源的熱水設(shè)備之間的比較:
⑴設(shè)在相同條件下對1000kg初始水溫為20℃的生活用水進行加熱,使溫度升高35℃。
⑵加熱熱水所需熱量:1000kg×35℃×1Kcal/kg.℃=35000Kcal。
⑶能源價格按:民用電費:0.67元/度;商用電費:0.90元/度;輕柴油:5.00元/kg;液化氣:14.00元/m3。
室外環(huán)境溫度與機組出水溫度的關(guān)系曲線:
注:機組水溫調(diào)節(jié)為全自動控制,在室外環(huán)境溫度、進水溫度、進水壓力(三個變參數(shù))不斷變化的情況下,始終保持出水溫度恒定在設(shè)定值附近(設(shè)定范圍48~60℃)??紤]到實際使用特點(冬季水箱內(nèi)溫降大于夏季溫降),進一步控制室外高溫時出水溫度略有下降,室外低溫時出水溫度略有上升,上圖為設(shè)定出水溫度55℃,高溫時出水溫度降到52℃,低溫時上升到58℃。
熱水循環(huán)水箱工程設(shè)計:
1、系統(tǒng)簡圖(帶電輔熱)
注:
1)圖適用于以一次加熱式熱泵熱水機組為主機的熱水系統(tǒng)。
2)系統(tǒng)所有機組的啟、停都由生活熱水箱中水位開關(guān)控制。機組以直熱式動作的條件為:①當線控器設(shè)定水箱水位為4,即水滿時,同時水箱水位低于S2,機組開啟;當水箱水位高于S1,機組關(guān)閉。②當線控器設(shè)定水箱水位為3,即75%水位時,同時水箱水位低于S3,機組開啟;當水箱水位高于S2,機組關(guān)閉。③當線控器設(shè)定水箱水位為2,即50%水位時,同時水箱水位低于S4,機組開啟;當水箱水位高于S3,機組關(guān)閉。機組以循環(huán)式動作的條件為:當水箱水溫T5≤Tr(設(shè)定的循環(huán)水溫40℃~48℃)時:①當線控器設(shè)定水箱水位為4,即水滿時,同時水箱水位高于S2,機組開啟循環(huán),低于S2,機組關(guān)閉循環(huán)。②當線控器設(shè)定水箱水位為3,即75%水位時,同時水箱水位高于S3,機組開啟循環(huán);當水箱水位低于S3,機組關(guān)閉。③當線控器設(shè)定水箱水位為2,即50%水位時,同時水箱水位高于S4,機組開啟循環(huán);當水箱水位低于S4,機組關(guān)閉。
3)電加熱器作為備用系統(tǒng),其啟、停由T4進行控制:T4檢測環(huán)境溫度低于設(shè)定值時(電輔熱開啟溫度可以通過主板撥碼在-5℃~10℃范圍內(nèi)進行設(shè)定。),電磁閥M1打開,電加熱器開啟,彌補低溫情況下主機的能力衰減。
4)T5檢測保溫水箱中水溫低于設(shè)定值時(40℃~48℃范圍內(nèi)可調(diào)),熱水一次循環(huán)泵開啟,主機開啟,將水溫提高。在此過程中冷水給水管中無冷水進入主機。
5)機組出水溫度在48~60℃內(nèi)可調(diào),設(shè)定后,機組實際出水溫度將一直恒定在設(shè)定溫度,重新設(shè)定后重新恒定。
6)當T1檢測管中水溫低于某值時(如40℃),電磁閥M2打開,生活熱水回水與水箱中水混和后經(jīng)循環(huán)泵進入主機。
7)根據(jù)供水管的供水壓力決定冷水增壓泵P2的啟、停。當電接點壓力表測得水壓低于0.15MPa時,水泵P2開啟;當測得水壓高于0.30MPa時,水泵P2關(guān)閉。
8)本系統(tǒng)適用于設(shè)備放在同一平面上的情況,設(shè)備也可根據(jù)不同情況放置在不同位置。
9)在最冷月平均氣溫<10℃且≥-7℃的地區(qū)采用空氣源熱泵供應熱水時,應設(shè)輔助熱源;在最冷月平均氣溫≥10℃時,可不設(shè)輔助熱源。
2、系統(tǒng)簡圖(帶電輔熱并與太陽能相結(jié)合):
注:
1)本圖適用于一次加熱式熱泵熱水機組與太陽能聯(lián)合使用的熱水系統(tǒng),熱泵熱水機組最多可16臺并聯(lián)。
2)系統(tǒng)所有機組的啟、停都由生活熱水箱中水位開關(guān)控制。機組以直熱式動作的條件為:①當線控器設(shè)定水箱水位為4,即水滿時,同時水箱水位低于S2,機組開啟;當水箱水位高于S1,機組關(guān)閉。②當線控器設(shè)定水箱水位為3,即75%水位時,同時水箱水位低于S3,機組開啟;當水箱水位高于S2,機組關(guān)閉。③當線控器設(shè)定水箱水位為2,即50%水位時,同時水箱水位低于S4,機組開啟;當水箱水位高于S3,機組關(guān)閉。機組以循環(huán)式動作的條件為:當水箱水溫T5≤Tr(設(shè)定的循環(huán)水溫40℃~48℃)時:①當線控器設(shè)定水箱水位為4,即水滿時,同時水箱水位高于S2,機組開啟循環(huán),低于S2,機組關(guān)閉循環(huán)。②當線控器設(shè)定水箱水位為3,即75%水位時,同時水箱水位高于S3,機組開啟循環(huán);當水箱水位低于S3,機組關(guān)閉。③當線控器設(shè)定水箱水位為2,即50%水位時,同時水箱水位高于S4,機組開啟循環(huán);當水箱水位低于S4,機組關(guān)閉。
3)當太陽能水箱中的溫度傳感器T3測得水溫高于55℃時,太陽能水箱向生活熱水箱供水;當水溫低于50℃時,太陽能水箱停止向生活熱水箱供水。同時要滿足生活熱水箱水位低于S1.
4)電加熱器作為備用系統(tǒng),其啟、停由T4進行控制:T4檢測環(huán)境溫度低于設(shè)定值時(電輔熱開啟溫度可以通過主板撥碼在-5℃~10℃范圍內(nèi)進行設(shè)定。),電磁閥M1打開,電加熱器開啟,彌補低溫情況下主機的能力衰減。
5)T5檢測保溫水箱中水溫低于設(shè)定值時(40℃~48℃范圍內(nèi)可調(diào)),熱水一次循環(huán)泵開啟,主機開啟,將水溫提高。在此過程中冷水給水管中無冷水進入主機。
6)機組出水溫度在48~60℃內(nèi)可設(shè)定,設(shè)定后,機組實際出水溫度將一直恒定在設(shè)定溫度,重新設(shè)定后重新恒定。
7)當T1檢測管中水溫低于某值時(如40℃),電磁閥M2打開,生活熱水回水與水箱中水混和后經(jīng)循環(huán)泵進入主機。
8)據(jù)供水管的供水壓力決定冷水增壓泵P2的啟、停。當電接點壓力表測得水壓低于0.15MPa時,水泵P2開啟;當測得水壓高于0.30MPa時,水泵P2關(guān)閉。
9)本系統(tǒng)適用于設(shè)備放在同一平面上的情況,設(shè)備也可根據(jù)不同情況放置在不同位置。
10)在最冷月平均氣溫<10℃且≥-7℃的地區(qū)采用空氣源熱泵供應熱水時,應設(shè)輔助熱源;在最冷月平均氣溫≥10℃時,可不設(shè)輔助熱源。
以上系統(tǒng)中的電輔熱功能、水箱循環(huán)加熱功能、回水功能根據(jù)使用區(qū)域、使用場所的不同可以靈活選擇,如:在長三角、湖南、湖北、云貴等冬季氣溫比較低的地方,系統(tǒng)一定要配一套電輔熱,且電輔熱的容量不能太?。蝗魧κ褂闷焚|(zhì)要求不高的場所,可以考慮不加回水功能;
若自來水水壓一直很穩(wěn)定且壓力正常(3~4公斤),小系統(tǒng)可以考慮不加冷水增壓泵...
由于與工程結(jié)合十分緊密,故需根據(jù)實際情況靈活設(shè)計整套系統(tǒng)。本手冊中提供的圖紙只供工程設(shè)計參考。
中溫循環(huán)系列熱水循環(huán)水箱:
1、系統(tǒng)簡圖(帶電輔熱)
注:1)本圖為循環(huán)加熱式熱泵熱水機組用于泳池恒溫的加熱系統(tǒng)。
2)在泳池水循環(huán)管路系統(tǒng)中,應加水處理裝置,如毛發(fā)聚集器等,保證換熱效率和延長水-水換熱器使用壽命。
3)當泳池中溫度傳感器測得水溫低于設(shè)定值時(溫度可設(shè)定),發(fā)出控制信號,生活熱水一次泵開始運轉(zhuǎn),熱水機組開啟,通過板式換熱器與泳池中的水進行換熱,達到加熱泳池水的目的;當水溫高于設(shè)定值時,機組停止,水泵關(guān)閉。
4)機組適用于熱水溫度在45℃以下的熱水使用場所。
5)電加熱器作為機組的備用系統(tǒng),同時可以在環(huán)境溫度較低時(溫度可設(shè)定)使用,電磁閥M2打開,M1關(guān)閉,電加熱器開啟,提高水溫,彌補機組低溫環(huán)境下的能力衰減。當環(huán)境溫度升高(溫度可設(shè)定),M2關(guān)閉,M1開啟。
6)在最冷月平均氣溫<10℃且≥-7℃的地區(qū)采用空氣源熱泵供應熱水時,應設(shè)輔助熱源;在最冷月平均氣溫≥10℃時,可不設(shè)輔助熱源。