热泵系统冬夏工况
由于热泵装置的工作原理与压缩式制冷是一致的;所以在小型空调器中,为了充分发挥它的效能,在夏季空调降温或在冬季取暖,都是使用同一套设备来完成的。在冬季取暖时,将空调器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作,见左图。由图中可看出,在夏季空调降温时,按制冷工况运行,由压缩机排出的高压蒸汽,经换向阀(又称四通阀)进入冷凝器,制冷剂蒸汽被冷凝成液体,经节流装置进入蒸发器,并在蒸发器中吸热,将室内空气冷却,蒸发后的制冷剂蒸汽,经换向阀后被压缩机吸入,这样周而复始,实现制冷循环。在冬季取暖时,先将换向阀转向热泵工作位置,于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽,经换向阀后流入室内蒸发器(作冷凝器用),制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热,将室内空气加热,达到室内取暖目的,冷凝后的液态制冷剂,从反向流过节流装置进入冷凝器(作蒸发器用),吸收外界热量而蒸发,蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入,完成制热循环。通常热泵的制冷系数为3-4左右,也就是说,热泵能够将自身所需能量的3到4倍的热能从低温物体传送到高温物体。这样,将外界空气(或循环水)中的热量“泵”入温度较高的室内,故称为“热泵”。
热泵系统原理图:
四、水垢对热泵、空调机组的危害
1、板式换热器的堵塞穿孔:
板式换热器出于提率和降低成本,以及减少体积等因素考虑,一般水通道设计的比较窄,面积大,铝板式钢板的厚度在1mm以下。面积大,水垢的沉淀面积就大。当水垢的富集厚度到1mm左右时,水的阻力会提高1-2倍,热交换效率下降15%-20%左右,当水垢的厚度达到2-3mm时,热交换效率下降20%-30%左右,并引起水流不畅。另外当家中有老人和小孩时,可将小孩和老人居住的房间温度适当调高,在节约费用的同时,满足不同区域用户对温度及舒适度的不同需求。板式热交换器的锈蚀穿孔:因水源水PH值偏高或偏低,而导致水的腐蚀性增强,特别是当温度升高后加速热交换器的腐蚀穿孔。
2、套管式热交换器:
套管式热交换器外管材料一般采用紫铜,厚度1mm以上,为增加热交换效率,的套管式热交换器的外管表面做成凹凸状,以期冷热水在套管表面形成涡流,但水垢一般首先在凹面富集,因此使用3-6月后也就无所谓涡流了。套管式热交换器成本较板式高、体积也增大,但热交换效率较低;电热水器35000kcal÷(860kcal/kwh×75%)=54。因其外套管较厚,相较板式交换器不易锈蚀穿孔(在一些水源较差的地方仍时有发生)而被很多热泵厂家采用;但因其热交换效率低,必须提高其表面温度,因此主机工作时需较大的压缩比,和采用板式热交换器比,同样的制热量其主机功率要大一些,再加上套管热交换器体积大、成本高,因此不仅整机成本提高,能耗也增大;同时,它只是延缓了故障的发生时间,一般一至两年后,同样要采取除垢工作,否则仍会出现种种故障。
3、水垢对***空调机组的危害:
1)、降低了换热效果。多数换热器都是用碳素钢制成的,而碳素钢的导热系数为46.4-52.2W/(m*k),而水垢的导热系数为0.464-0.679W/(m*k),只有碳素钢的1%左右,显然水垢或其它沉积物的导热系数比金属低得多。众所周知,能源是人类社会存在与发展的物质基础,是人类生存的保障。因此当水垢或其它沉积物覆盖在换热器表面上时,就如同在换热器表面裹上一层厚厚的棉衣,大大降低换热器的换热效率,如果想要维持其制热或制冷,势必增加能耗。
6.冷凝水应妥善处理
空气源热泵在供暖时有着大量的冷热变化,因此在供热的过程中,无疑会有大量的冷凝水排放。
大家都知道水往低处流的道理,如果在冷凝水的排放上略有疏忽,那么冷凝水通过管道往外排,会流到地面上,气温低于零度的话,冷凝水容易结成冰,有可能将排水管冻住,进而沿着排水管往上攀升,后导致设备无法正常运行。
而且对“煤改电”的农村用户来说,由于主机都安装在路边或院内,冷凝水无序排放的话,很可能造成路面光滑,进而导致人行走之时摔倒摔伤,导致不必要的经济损失。所以冷凝水的管道位置一定要合理地的设计,自己也要不定期清理冷凝水。
7.热泵周围杂物和积雪及时清理
如果热泵安装位置通风不好,将会影响热泵的制热效果,因此要多清理,还要注意的是主机风扇吹出来的是冷风,如果前面有杂物阻挡,会影响到冷风的排散,这样就会导致空气中热量不足,影响到制热效果。如果雪过大的话,积雪要及时清除。
8.如果主机结霜,需要彻底化霜
冬天主机必须彻底化霜,如果霜未完全化完就启动主机,会使主机结冰,而且会越结越多,进入循环,导致主机无法正常工作。机组结霜,无非有正常和非正常两种状态。
3.冷凝水应妥善处理
空气能热水器在供热的过程中,会有大量的冷凝水排放。如果在冷凝水的排放上略有疏忽,那么冷凝水通过管道往外排,会流到地面上,气温低于零度的话,冷凝水容易结成冰,有可能将排水管冻住,进而沿着排水管往上攀升,后导致设备无法正常运行,要定期清理冷凝水。遇人触电也请保持,应马上关闭电源总闸,如找不到总闸,须用干的木棍或类似绝缘性较好的物体把触电者拨离电源,千万不可用手去拉,否则自己也会触电。
因此,冷凝水的管道位置一定要合理地的设计。一可以抬高主机安装位置,正常情况下要求主机距地面高度应不小于30厘米,对于冰雪比较严重的地区,建议至少在50厘米以上;(当然这种逆向除霜对舒适性有一定影响,所以又有了热气旁通除霜、蓄热除霜等不需要切换工况的方式)热泵系统原理图:。二在主机底盘增加伴热带,化霜化冰;三、在冷凝水水或化霜水引流管道外壁包裹伴热带,防止结冰。
4.进空气能热水器出水口开三通,安装排空阀
安装时,要在水系统点安装泄水阀及泄水管。即使不在机组处,机组进出口也应该加泄水阀。当遇到停电超过两个小时或需要长时间停机,比如长期外出机组不经常使用时,打开进出水口的排空阀,对主机水泵里的雨水进行排空,防止空气能热水器气温降低以后结冰冻裂,并切断电源。***成本回收快:每天用热水量5吨的空气能热水器工程1~2年就可回收***成本。然后再运行时要对空气源热泵系统进行一次的检查,确保没有出现故障。
5.在空气能热水器系统水溶液中添加乙醇酒精
添加浓度90%以上或者95%以上的乙醇酒精,来增加抗冻性。添加数量,视当地气温情况而定,比如100升水容量添加1公斤酒精,它的抗冻指数就是-1℃,添加5公斤酒精抗冻指数就是-5℃。我猜想,之所以会有疑空气能热水器的省电问题,主要是因为空气能热水器在工作中也需要消耗一定量的电量——至少比太阳能热水器、燃气热水器消耗的多的多。使用乙醇添加到系统中进行防冻时,需要注意用量不能超过系统总水量的40%。