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热泵工程
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最近设计了广西一个经济型酒店,主机选用空气源热泵,4台6P,考虑到冬天能效的衰减,另加6kw电辅,电加热位置安在哪合适?是进水箱管路上还是在水箱里?如果在管路上是否要另加一个罐体
遇到了一点小问题
内容不能包含下列词语
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1)冷凝工况稳定
不管水温和环境温度如何变化,当直热式的出水温度恒定时,其冷凝压力和冷凝温度是基本恒定的。我们可以利用这一个特点用冷凝压力调节阀来控制水温。相对于循环式,直热式至少在冷凝这一侧,工况是稳定的。这一点,对于延长压缩机的工作寿命非常关键,对热泵的结霜速度也影响很大。
2)综合能效高
这里的综合能效,主要指两点,一个是热泵机组本身的能效,一个是水泵的功耗,一般情况下,热泵的输入功率是不包含水泵功率的。一般而言,由于直热式的冷凝压力和冷凝温度是相对稳定的,其机组能效也相对稳定和容易测量,循环式的能效随着进水温度的变化而变化,其能效不容易测量。在相同配置的系统下,直热式的机组的平均能效比循环式高0.1-0.3。另外一个影响综合能效的因素是水泵的功耗。由于直热式的水流量只有循环式的1/8,往往直接用自来水的压力直接驱动,所以,直热式消耗在水泵上的功耗和直热式相比,一般可以忽略不计。而循环式的水泵功耗一般占到热泵主机功耗的5%- 10%,所以无形中,一个5P的空气源热泵消耗在水泵上的功耗在250W-500W左右,无形中拉低综合能效0.19-0.36。
综上所述,在实际应用中,直热式的能效比循环式能效高0.3-0.7。以一个每天用水10吨的用户来讲,直热式的平均能效约为4.0,而循环式的平均能效为3.5,一年直热式比循环式少消耗电力6000kWh左右,节约幅度达12.5%!基本上,购买高能效的直热式,一年就可以收回所多付出的投资!
3)水温稳定,舒适性好
直热式热泵将水一次加热至55℃放置在保温水箱中,对于一个保温良好的水箱,其每天的温降一般低于2-3℃,只要做好计划,每天根据用水的情况来安排机器的工作时间,每天用水多少,就产水多少,这样,损失在保温方面的能耗就很低。只要水箱里有水,就有热水用,水温还基本是稳定的,这一点对于用水的舒适性很关键。
直热式的缺点
1)水系统较为复杂,成本贵一些;
由于增加了水路调节系统,相同配置下,直热式的成本要比循环式贵一些。
2)水系统阻力大;
直热式热泵为了满足水箱恒温的要求,一般都有循环加热功能。直热的特点就是小流量,大温差,循环加热的特点是大流量,小温差。这个特点决定了直热水系统流程比较长,在相同流量下,水阻比循环式大,所以直热的机器是不太合适做循环加热的。在直热模式下,由于流量一般只有循环式的1/8,所以实际上,直热工作时水阻是很低的,一般只有十几kP。针对直热式在做循环加热时水阻较大的缺点,PHNIX第三代高能效直流取消了循环式加热,除霜采用了专利设计逆流除霜系统,不管是直热还是化霜,水路阻力都是很小的。
循环式的缺点
1)冷凝工况不稳定;
机组的冷凝温度和冷凝压力会随进水温度的变化而变化。在初始加热时,由于进水温度只有十几二十度,此时的冷凝温度和冷凝压力是很低的,造成排气温度和排气压力过低,一般排气温度只有四十多度,排气压力只有不到10bar,存在过冷凝的现象。过冷凝对系统是有害的,尤其是当环境温度较低的时候。因为理想的逆卡诺循环系统是没有沿程阻力的,但实际的热泵系统都存在阻力,为了确保制冷剂在系统管路中保持一定的流量,必须在压机的排气侧保持一定的压力,否则制冷剂是没有动力来完成循环的。排气压力过低时,要分两种情况,一种情况是环境温度较高,这时问题不大,因为蒸发温度也比较高,回气量还是比较大的,系统是安全的,这时的制热量也比较大,水温会比较快就升起来,过冷凝的现象也就结束了。另外一种情况是环境温度较低时(小于5℃),这时,蒸发温度较低,蒸发量急剧减少,结霜现象加快,一般可能不到半个小时就开始结霜,40分钟霜就结的很厚,需要进入化霜程序。回气量的减小,意味着制热量的衰减,一般这时的制热量只有国标工况下的60%甚至更低,这时即使是10P的机器,其每个小时的制热量25kW左右,当保温水箱的水容量是5T时,要把水从10度加热到30度,需要4.6小时,由于此时结霜周期短,势必造成一种恶性循环,在低水温阶段浪费了大量的能源用于停机化霜。这时循环式热水机,特别是商用的循环式热水机存在的通病。(因为一般商用热水机的热泵功率和水箱容量的比一般都是1P-2P配1T的水箱)怎么解决,只能用电加热辅助,最后又造成电费高企,给用户一种印象:“空气源热泵冬天费电,夏天还可以”,而且这种不稳定的冷凝工况,也是造成压缩机寿命缩短的主要原因。
2)综合能效低;
综合能效低体现在三个方面:
2.1)当环境温度和水温都降低时,会出现过冷凝现象,导致结霜频繁,制热能效偏低;
2.2)在所有加热模式下,水泵都有维持运转,消耗了这个热泵能耗比例的5%-10%,无形中拉低了综合能效;
2.3)当水温接近设定温度时,热泵存在冷凝不足现象,这时其能效比也下降。
3)水温不稳定,舒适性差;
对于循环式和直热式的最大的区别是,直热式是自来水通过热泵直接加热至55度后再补充至水箱,而循环式则是将冷水直接补充至水箱,这会造成很大控制上的困惑,是等水用完后再补水呢?还是用了一半就补水呢?等用完后再补水,就会有热泵来不及加热断水的危险,用了一半就补水,水箱里的水就非常不稳定。所以循环式只适合对水温要求不高,用水时间短且定时的情形,如一些学校,工厂,发廊等,但实际评估综合能效,安装循环式仍然是得不偿失的。
直热式和循环式的应用范围
直热式主要适用于消耗性热水,如生活热水,巴适消毒用水,当然,对于温差较大的循环式用水,也是适用的。
循环式主要适用于非消耗性热水,如采暖,保温,干燥等应用
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