公共建筑用空氣源熱泵熱水機組初探

李清

摘要：空氣源熱泵空調(diào)是主要的熱源之一。從實際應用來看，需注重空氣源熱泵熱水機組的選型，與此同時考慮該機組在應用過程中可能出現(xiàn)的一些問題，進一步采取有效處理對策。本課題便從空氣熱源泵熱水機組選型出發(fā)，進一步分析了空氣源熱泵熱水機組應用的常見問題，并針對常見問題提出了有關機組運行應用的有效強化對策，希望以此使空氣源熱泵熱水機組的應用價值得到有效提高。

關鍵詞：空氣源熱泵;熱水機組;應用

目前國產(chǎn)空氣源熱泵、熱水機組的技術水平和技術含量均不太高，因而機組在效率和可靠性等方面并不理想，有待進一步提高。國產(chǎn)機組普遍存在效率較低、可靠性較差及故障較多等問題，特別在較低環(huán)境溫度的制工況運行時，這些問題更加突出。經(jīng)過最近十余年的發(fā)展，現(xiàn)在有必要對國產(chǎn)機組進行回顧的總結，并對未來的發(fā)展做出一些展望，這對提高國產(chǎn)機組的質(zhì)量將有所裨益。

1空氣源熱泵的工作原理

空氣源熱泵是由壓縮機、換熱器、節(jié)流器、吸熱器、壓縮機等裝置構成了一個循環(huán)系統(tǒng)。冷媒在壓縮機的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。它在壓縮機內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程，然后進入換熱器后釋放出高溫熱量加熱水，同時自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為流液態(tài)，當它運行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時溫度下降至零下20℃一30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將低溫熱量傳遞給冷媒。冷媒不斷地循環(huán)就實現(xiàn)了空氣中的低溫熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷責崃坎⒓訜崂渌^程。夏季空氣源熱泵以制冷劑為冷媒，吸收空氣中的冷量并在冷凝器中間接換熱，通過壓縮機將高溫位的熱能降為低溫位的冷能，制冷系統(tǒng)循環(huán)水（在蒸發(fā)器中間接換熱），從而降到所需溫度。

2空氣源熱泵的主要分類

2.1空氣一空氣型空氣源熱泵

空氣一空氣型空氣源熱泵是在單冷型的空調(diào)器基礎上發(fā)展的，一般來說，其作為夏季空調(diào)器的功能較好，通常是用用四通閥轉(zhuǎn)換夏季空調(diào)工況和冬季供熱工況，四通閥也可兼用于冬季除霜工況?？諝庖豢諝庑蜔岜米畲蟮膬?yōu)點就是結構簡單，安裝方便。從原理上講，空氣一空氣系統(tǒng)適于夏季空調(diào)，而不適合冬季供熱。

2.2空氣一水型空氣源熱泵

空氣一水型空氣源熱泵與空氣一空氣型熱泵相同，空氣一水型熱泵一般也是用四通閥轉(zhuǎn)換夏季空調(diào)工況和冬季供熱工況，四通閥也可兼用于除霜工況。它們的主要區(qū)別是室內(nèi)換熱器，不是風冷式而是循環(huán)水式。循環(huán)水式是以水為傳熱介質(zhì)，可降低冷凝溫度，采用水冷的冷凝器，可在40℃的冷凝溫度下，產(chǎn)生35℃的熱水，提供給地板采暖，形成從下到上的自然對流，可有較好的采暖舒適度，也提高熱泵的制熱系數(shù)。到夏季，用冷水進入室內(nèi)風機盤管，冷風從上至下，也有較好的舒適度?？諝庖凰到y(tǒng)出現(xiàn)的較晚，它在一定程度上克服了空氣一空氣型熱泵的缺點，比較適合冬季供暖的要求，如果設計得當，這種熱泵有著如下的優(yōu)點。（1）因配備了變速壓縮機和電子膨脹閥，使熱泵具有“廣譜”性能。室外溫度低時仍能工作，并通過提高壓縮機的轉(zhuǎn)速，適當增加輸出的熱量。（2）因為采用地板散熱，沒有吹風感。35℃的熱水進入地板散熱系統(tǒng)，房問可達到22℃，也不感到干燥。（3）濕度大時同空氣一空氣熱泵一樣需要頻繁除霜。由于有一個比較大的水箱作為蓄熱裝置，除霜需要的熱量取自水箱，不會導致室內(nèi)溫度波動。也沒有空氣一空氣型熱泵的室內(nèi)換熱器在除霜時的噪聲等等。

3空氣源熱泵熱水機組應用常見問題分析

3.1機組安裝問題

對于空氣源熱泵熱水機組，在安裝過程中，最為常見的問題便是機組換熱器上進入雜物。對于空氣源熱泵水機組來說，所采取的是板式換熱器，而此類換熱器屬于高效換熱器，和一般的管殼式換熱器比較，基于流動阻力及泵功率消耗保持一致的條件下，傳熱系數(shù)高許多，因為板片之間的通道狹窄，通常僅為2mm到5mm，在換熱介質(zhì)中有偏大的顆粒物或者纖維物的情況下，極易致使板間通道造成堵塞。對此，在焊渣及鐵銹等一系列雜物置入熱泵機組換熱器的情況下，便會使機組出現(xiàn)換熱不良的情況，進一步致使壓縮機出現(xiàn)高壓報警的情況，并當鐵銹置入換熱器當中難以得到消除。

3.2系統(tǒng)污垢問題

對于空氣源熱泵熱水系統(tǒng)來說，其熱水溫度通常維持在45℃到55℃間;基于這個溫度下，系統(tǒng)熱水管路極易結垢，尤其是水質(zhì)較硬的狀況下，結垢情況更為顯著。對于熱泵問題來說，大部分是因為結垢而導致的。在系統(tǒng)結垢的情況下，會使機組熱效率大大降低，進一步致使壓縮機發(fā)生高壓報警的幾率增大。在系統(tǒng)結垢的情況下，便需應用化學藥劑進行清洗，基于除垢期間，如果藥劑量不足，則會導致清洗效果受到影響;與此同時，如果劑量偏大，則會使機組換熱器受到損害，在嚴重的情況下會致使機組換熱器出現(xiàn)穿孔的情況，在水向制冷管路進入的情況，會致使壓縮機出現(xiàn)報廢的嚴重問題。

4空氣源熱泵熱水機組運行應用對策探究

4.1機組安裝對策

在機組安裝過程中，為了使主機中有雜物進入，需采取有效的對策，包括：①對Y型過濾器進行安裝。為確保機組換熱器無雜物進入，可基于系統(tǒng)進水口位置與主機循環(huán)加熱進水口位置分別進行Y型過濾器的安裝。在這里，Y型過濾器處于流體或者氣體管路當中，應用具備沖孔或編制網(wǎng)孔的濾網(wǎng)對固體污物進行阻隔;值得注意的是，為使該裝置的拆卸及清洗更加方便，在安裝的時候有必要確保濾網(wǎng)拆洗方向朝下，同時保證安裝高度的合理性;②合理選擇管道材料及熱水箱材料。一方面，管道材料中，可應用PPR管和銅閥，并應用熱熔焊接的連接方法;另一方面，在熱水箱材料選擇上，盡可能地選取不銹鋼材質(zhì);碳素鋼板焊接盡可能地少應用，倘若必須應用，則有必要做好相應的防銹處理工作。

4.2系統(tǒng)防垢對策

從現(xiàn)狀來看，基于熱泵機組水循環(huán)進口部位進行電子除垢儀的加裝為優(yōu)良的防垢對策。主要是因為電子除垢儀的功能強大，能夠起到殺菌滅藻、除垢防垢等作用。合理地應用電子除垢儀，能夠使變頻高頻電場有效產(chǎn)生，進一步完成對水的處理，并形成共鳴的效果，在之前的大締合體狀態(tài)水的結合鍵受到阻斷的情況下，能夠離解出來的水的活性增強，進而使水的物理結構及特性受到變化，當水分子對鈣鎂例子以及碳酸根離子等相關成垢組分的水合能力變強的情況下，能夠使水垢的形成受到阻斷，最終起到防垢的作用。

5結束語

總之，有必要加強機組安裝，做好系統(tǒng)防垢工作，并優(yōu)化設計系統(tǒng)減震，嚴格按照規(guī)范要求進行熱水箱及電氣安裝。相信從以上方面加以完善，空氣熱源泵熱水機組運行的可靠性及安全性將能夠得到有效提高。

參考文獻：

[1]單勇.淺談空氣源熱泵機組的應用. 商品與質(zhì)量學報.2011：177～178.

[2]楊銘.改善空氣源熱泵低溫適應性的技術研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學，2007.

（作者單位：青島海爾空調(diào)電子有限公司）