空氣源熱泵設(shè)計(jì)計(jì)算演講人：日期:CATALOGUE目錄02設(shè)計(jì)流程與參數(shù)選擇01熱泵系統(tǒng)基本原理03關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算規(guī)范04性能優(yōu)化技術(shù)05工程案例分析06標(biāo)準(zhǔn)與未來(lái)發(fā)展熱泵系統(tǒng)基本原理01熱力學(xué)循環(huán)原理逆卡諾循環(huán)熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第一定律空氣源熱泵基于逆卡諾循環(huán)原理，通過(guò)消耗少量電能，將環(huán)境中的低位熱能轉(zhuǎn)移到高溫區(qū)域，用于供暖和熱水。能量守恒定律在熱泵系統(tǒng)中的應(yīng)用，即系統(tǒng)所消耗的電能與從低溫環(huán)境吸收的熱量之和等于系統(tǒng)輸出的熱量。熱量自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，熱泵通過(guò)逆向工作實(shí)現(xiàn)熱量的提升和傳遞。系統(tǒng)組成與功能解析壓縮機(jī)將低溫低壓的氣態(tài)制冷劑壓縮成高溫高壓的氣態(tài)制冷劑，為熱泵系統(tǒng)提供動(dòng)力。01冷凝器將高溫高壓的氣態(tài)制冷劑冷凝成液態(tài)制冷劑，并釋放出熱量，實(shí)現(xiàn)制熱效果。02膨脹閥使液態(tài)制冷劑降壓并膨脹，降低其溫度和壓力，便于在蒸發(fā)器中吸收熱量。03蒸發(fā)器將液態(tài)制冷劑蒸發(fā)成氣態(tài)制冷劑，并吸收空氣中的熱量，實(shí)現(xiàn)制冷效果。04能效比（COP）計(jì)算基礎(chǔ)能效比（COP）定義COP即制熱系數(shù)，是熱泵系統(tǒng)輸出的熱量與輸入的電能之比，反映了熱泵系統(tǒng)的能效水平。計(jì)算公式影響因素COP=輸出的熱量（Q1）/輸入的電能（W）。其中，輸出的熱量可根據(jù)熱泵系統(tǒng)的制熱能力和工作時(shí)間計(jì)算得出，輸入的電能則是熱泵系統(tǒng)的耗電量。COP受多種因素影響，如環(huán)境溫度、濕度、制冷劑種類、壓縮機(jī)效率、冷凝器與蒸發(fā)器的傳熱效率等。在設(shè)計(jì)和選擇熱泵系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)綜合考慮這些因素，以提高系統(tǒng)的能效比。123設(shè)計(jì)流程與參數(shù)選擇02熱負(fù)荷需求計(jì)算方法根據(jù)建筑物的逐時(shí)冷負(fù)荷，計(jì)算出空氣源熱泵系統(tǒng)需要提供的冷量。逐時(shí)冷負(fù)荷計(jì)算根據(jù)建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、人員密度、照明和設(shè)備等負(fù)荷指標(biāo)，估算出空氣源熱泵系統(tǒng)的冷負(fù)荷。負(fù)荷指標(biāo)估算法根據(jù)建筑物的負(fù)荷曲線，計(jì)算出空氣源熱泵系統(tǒng)在不同工況下的冷負(fù)荷。負(fù)荷曲線法主機(jī)與末端設(shè)備選型匹配配套設(shè)備選型根據(jù)主機(jī)和末端設(shè)備的選型，選擇合適的循環(huán)泵、水管、閥門等配套設(shè)備，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。03根據(jù)末端設(shè)備的負(fù)荷需求，選擇合適的空調(diào)機(jī)組、風(fēng)機(jī)盤管等末端設(shè)備，確保室內(nèi)溫度分布均勻。02末端設(shè)備選型主機(jī)選型根據(jù)冷負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，選擇合適型號(hào)的空氣源熱泵主機(jī)，包括制冷量、制熱量、功率等參數(shù)。01管路布置管徑選擇管路布置應(yīng)合理，盡量減少?gòu)濐^和分支，降低管道阻力，提高系統(tǒng)效率。根據(jù)系統(tǒng)流量和管道壓力損失，選擇合適管徑的管道，確保管道內(nèi)水流速度適中，避免產(chǎn)生噪聲和振動(dòng)。管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)管道保溫對(duì)于暴露在室外的管道，應(yīng)采取保溫措施，以減少能量損失，提高系統(tǒng)的能效比。管道壓力損失計(jì)算計(jì)算管道的壓力損失，確保水泵的揚(yáng)程能夠克服管道阻力，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算規(guī)范03蒸發(fā)溫度與冷凝溫度設(shè)定01蒸發(fā)溫度根據(jù)空氣源熱泵使用地區(qū)的氣溫情況，結(jié)合機(jī)組性能參數(shù)，合理設(shè)定蒸發(fā)溫度，以保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和高效制熱。02冷凝溫度冷凝溫度通常設(shè)定為比當(dāng)?shù)刈罡攮h(huán)境溫度高5~10℃，以確保冷凝器能夠有效散熱，同時(shí)避免過(guò)高的冷凝壓力。制熱量與制熱功率核算根據(jù)熱泵的制熱系數(shù)、蒸發(fā)溫度和冷凝溫度等參數(shù)，計(jì)算熱泵在標(biāo)準(zhǔn)工況下的制熱量，確保滿足實(shí)際需求。制熱量計(jì)算根據(jù)熱泵的輸入功率和制熱效率，計(jì)算熱泵的實(shí)際制熱功率，以評(píng)估其能耗情況。制熱功率核算低溫環(huán)境適應(yīng)性優(yōu)化選擇適應(yīng)低溫環(huán)境的壓縮機(jī)，通過(guò)優(yōu)化壓縮機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和增加冷凝時(shí)工質(zhì)壓力等方式，提高熱泵在低溫環(huán)境下的制熱性能。壓縮機(jī)性能優(yōu)化在蒸發(fā)器表面設(shè)置防霜裝置，避免在低溫環(huán)境下蒸發(fā)器結(jié)霜，影響熱泵的制熱效果。同時(shí)，通過(guò)優(yōu)化蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，提高蒸發(fā)溫度，進(jìn)一步改善熱泵的低溫適應(yīng)性。蒸發(fā)器防霜設(shè)計(jì)0102性能優(yōu)化技術(shù)04空氣源熱泵結(jié)霜原因采用熱氣旁通、電加熱、逆循環(huán)除霜等方式防止蒸發(fā)器結(jié)霜。防結(jié)霜措施結(jié)霜檢測(cè)與控制通過(guò)傳感器監(jiān)測(cè)蒸發(fā)器表面溫度或壓力差，確定結(jié)霜程度并啟動(dòng)除霜程序。濕度、溫度波動(dòng)和空氣中灰塵等導(dǎo)致蒸發(fā)器表面結(jié)霜。防結(jié)霜控制策略變頻壓縮機(jī)能效調(diào)節(jié)變頻壓縮機(jī)工作原理通過(guò)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)改變制冷劑流量，從而調(diào)節(jié)制冷量或制熱量。01變頻壓縮機(jī)優(yōu)點(diǎn)能效高、溫度控制精度高、適用范圍廣。02變頻壓縮機(jī)應(yīng)用策略根據(jù)負(fù)荷變化實(shí)時(shí)調(diào)整壓縮機(jī)頻率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。03余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)余熱回收原理利用熱泵系統(tǒng)排放的廢熱進(jìn)行再利用，提高系統(tǒng)能效。余熱回收應(yīng)用余熱回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)可用于預(yù)熱進(jìn)水、加熱空氣或制冷過(guò)程中的再熱等。合理設(shè)置回收裝置，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；考慮回收余熱對(duì)熱泵系統(tǒng)性能的影響，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。123工程案例分析05住宅供暖系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例戶型與面積熱泵選型供暖末端選擇系統(tǒng)設(shè)計(jì)三室一廳，建筑面積100平米，實(shí)際供暖面積80平米。地暖+風(fēng)機(jī)盤管，地暖管道采用PEX管，風(fēng)機(jī)盤管選用靜音型。選用空氣源熱泵機(jī)組，制熱功率20kW，COP為4.0。采用分集水器進(jìn)行分區(qū)布置，每個(gè)區(qū)域設(shè)置獨(dú)立的溫控器和調(diào)節(jié)閥。熱水需求量每天熱水量需求為40噸，水溫從15℃加熱到55℃。熱水系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用循環(huán)加熱方式，熱水儲(chǔ)罐容量20噸，加熱時(shí)間為8小時(shí)。熱泵選型與能效選用商用空氣源熱泵熱水機(jī)組，制熱功率45kW，COP為3.5。系統(tǒng)控制與監(jiān)測(cè)采用智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水溫、壓力等參數(shù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。商用熱水系統(tǒng)參數(shù)驗(yàn)證選取寒冷地區(qū)進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，最低氣溫可達(dá)-20℃。在極端氣溫下，測(cè)試系統(tǒng)的供暖效果，室內(nèi)溫度可達(dá)20℃以上。記錄空氣源熱泵的耗電量、供熱量等數(shù)據(jù)，分析系統(tǒng)在低溫環(huán)境下的能效表現(xiàn)。在極端氣候條件下，連續(xù)運(yùn)行系統(tǒng)，評(píng)估其穩(wěn)定性和可靠性。極端氣候條件下的調(diào)試數(shù)據(jù)測(cè)試地點(diǎn)供暖效果測(cè)試能耗數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)穩(wěn)定性評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)與未來(lái)發(fā)展06國(guó)內(nèi)外能效標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比能效等級(jí)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和地區(qū)性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)空氣源熱泵的能效等級(jí)進(jìn)行劃分，如歐盟的ErP指令、美國(guó)的AHRI標(biāo)準(zhǔn)等。01測(cè)試方法各國(guó)和地區(qū)對(duì)空氣源熱泵的測(cè)試方法存在差異，如環(huán)境溫度、工況條件等。02能效標(biāo)識(shí)通過(guò)能效標(biāo)識(shí)制度，促進(jìn)市場(chǎng)向高效產(chǎn)品轉(zhuǎn)型，提高整體能效水平。03環(huán)保冷媒替代技術(shù)針對(duì)R22等傳統(tǒng)冷媒的環(huán)保問(wèn)題，采用R410A、R32等新型環(huán)保冷媒。替代冷媒種類評(píng)估新型冷媒的制冷性能、環(huán)保性能及安全性能，確保替代冷媒的可靠性和適用性。冷媒性能評(píng)估加強(qiáng)冷媒回收和再利用，降低冷媒泄漏率，減少對(duì)環(huán)境的污染。冷媒