风冷热泵中央空调系统一般情况分四部分:主机部分、管路部分、末端部分、配电及控制部分。
主机部分:主机及相应管路的附件;管路部分:系统管路及系统排气装置;末端部分:末端设备及相应管路的附件;配电及控制部分:配电箱、电路、主机及末端控制装置。
风冷热泵型中央空调是以室外空气为“热源”,通过机械做功,输出热量,解决中央空调的冷热水供应,调节室内空气温度。
凡是可以在低温环境下吸收热量,并将其位能提高后,向高温环境输出热量的装置机械,都可称作“热泵”。
其优点是不用水冷,可省略冷却塔,水泵组成的冷却水循环系统,节能、节水还可降低总投资。
空调负荷包括空调冷负荷和空调热负荷。
空调冷(热)负荷指为将室内的空气参数维持在设计参数状态,单位时间内需向建筑提供的冷(热)量。
这是一个受室内设计参数,室内人员、设备等散热和散湿量,围护结构性质,室外空气环境参数(包括温度、湿度、气流速度等),太阳辐射强度等诸多因素影响的变量。
让空调系统恰如其分地提供冷(热)量,以满足设计计算状态下建筑物的需求,并随时适应建筑物空调冷(热)负荷及其变化的需要是空调设计的根本目的。
选择末端设备
夏季工况条件下,热泵机组额定供回水温度分别为7℃和10℃,这与一般空调器的额定工况相一致,空调器的选择计算与其他空调系统相一致。
冬季工况条件,热泵空调系统在额定条件下(室外空气6℃),热泵机组的额定供回水温度分别在47℃、42℃。
而当室外温度较低时,热泵空调系统的供水温度一般维持在35~40℃。
如果热泵空调系统有5个以上的制冷回路,化霜对水温不会造成明显的波动,故不会影响室内温度的波动。
但当热泵系统只有1~3个回路时,为减少化霜对室内温度的影响,有条件时,可将空调器启停控制与水温同步,如当水温低于36℃时,空调器风机停止运转,当水温高于36℃时风机恢复运转。
这样可有效提高室内的舒适性。
末端设备选择原则
(1)房间的冷、热负荷的大小;
(2)房间的噪音要求;(3)装饰布置要求;
(4)末端设备的参数(制冷或制热能力、噪音等);
末端设备选择步骤
(1)计算房间的冷热负荷:冷负荷:房间空调面积×房间冷指标=房间冷负荷;热负荷:房间空调面积×房间热指标=房间热负荷;
(2)根据冷负荷,以风机盘管中档冷量来选择风机盘管型号;
(3)用热负荷校核该型号的风机盘管是否满足房间房间冬季供热要求;
风冷热泵型空调系统的应用条件为:
①冬季室外空调计算温度应在-10℃以上,机组蒸发温度<-8℃,连续运作时间<110h.②冬季空气温度较低,即每年累计除霜时间500~1000h,每kg干空气累计除霜量7~20kg.风冷热泵型中央空调系统的主机是风冷式冷(热)水机组.
水管系统的组成
户式风冷热泵中央空调水系统由管道、阀门、保温材料、软接头、自动排气阀、注水管(阀)、补水管(阀)、水过滤器、水流开关、补水装置等组成。
水管系统摆放原则
(1) 尽量隐蔽;
(2) 减少工作量及避免出现裸露水管;
(3)利用房间吊顶设置主干管和吊装风机盘管;
(4)尽量减少吊顶;
(5) 管道系统尽量减少阻力,力求简单;
(6)排气装置尽量在室外;
(7)尽量采用同程式
冷凝水管安放原则
(1)冷凝水管应就近排放,如果就近排放点多,条件允许,均可排放;
(2)冷凝水管路注意泄水坡度,尽量保证在0.004~0.005;
(3)冷凝水管路找坡困难者,可以水平铺设,但管径放大一号。
风冷热泵空调系统的设计关键是必须按最佳平衡点温度来选用热泵。
是否增设辅助热源,要视冬季室外温度而定。
如果室外温度在平衡点以下,要添加辅助热源。
辅助热源一般采用电加热器。
其制冷工况为环境温度36℃,回水温度12℃,出水温度7℃;制热工况为环境温度7℃,回水温度40℃,出水温度45℃。
其次,设计的关键是防霜和除霜。
常用的防霜办法是增设辅助室外换热器;常用的除霜方法是用电子膨胀阀来转换工况用热气反冲。
由于除霜必然引起能耗加大和热水温度的波动,因此要合理安排除霜周期。
另外,设计时也必然考虑机组的安装位置和噪声控制。
一般机组安装位置要进风通畅,风速控制在4~5m/s,排风不受阻挡,尤其是出风口的上方不应有阻挡物,否则会引起排风气流短路。