某地区空气源热泵地板采暖系统应用研究
摘要：空气源热泵作为冷热源的系统既解决了夏季空调的需要，又可在冬季提供舒适的温水地板采暖。本实验 研究 以上海地区的一栋独立别墅住宅为对象，经过采暖期中一个月的实测，系统地测得了空气源热泵地板采暖的特性参数和运行能耗数据，把握了空气源热泵地板采暖的运行 规律 。本文基于实测数据，对上海地区将空气源热泵用于地板采暖系统进行技术 经济 性 分析 。 关键词：地板辐射采暖 冷热源 风冷热泵 1 引言我国上海地区地处夏热冬冷地区，日平均气温低于5℃的天数将近60天。不设采暖空调时，冬季室内温度低于热环境卫生学下限标准， 影响 工作p生活和健康。由于该地区经济的 发展 和生活水平的提高，不但在夏季采用空调制冷已经相当普遍，而且对冬季的采暖需求也日趋增强。空气源热泵夏季可制冷，冬季可提供低温热水。但冬季的低温热水在传统的空气-水空调系统中难以发挥出令人满意的采暖效果，而低温热水（一般在40-45℃左右） 理论 上却恰好满足地板辐射采暖系统的需要，从而有可能使能源得到梯级利用，提高能源的利用效率。同时将夏季供冷和冬季供热系统进行了合理整合。这样的系统形式虽然已经在北方地区得到 应用 ，但对于在不同地区的适用性尚有待研究。对地板辐射采暖的研究在最近几年得到展开，从传热模型的建立到实验室测定，也有一些地区的实际住宅的实测报告。大多数研究重点在对系统传热特性的研究上。然而系统的实际运行效果及运行经济性与热源方式，建筑围护结构，地区气候，居住习惯等诸多因素有关，系统的适用性尚有待进一步的考察验证。为此，笔者于2003年冬季对上海地区的一幢独立别墅住宅进行采暖期间的现场测试，系统地测得了空气源热泵用于地板采暖系统的特性参数，分析了在上海地区将空气源热泵用于地板采暖系统的技术及经济的可行性。2 实验概要测试对象的住宅为上海地区的一幢三层别墅，建筑面积约280 m²，地板采暖面积为164m²（总敷设率约为59%，对象房间敷设率接近100%）,地面装饰材料为实木复合地板。墙体为厚240mm的空心砖墙（未做保温），窗户为铝合金中空双层玻璃窗。地板采暖采用湿式施工（混凝土预埋管），埋管采用PEX管，管径规格为12/16mm（内径/外径），双回型布置，管间距150mm。本实验重点考察了位于住宅中位于二层的一间卧室，房间约14 m²，有南北东三面外墙，一面内墙，南，北面各有一扇外窗。如图1，图2示。系统采用空气源热泵作为冷热源，夏季空调（水-空气式）和冬季供暖（辐射地板采暖）整合为一个系统（图3）。本实验对地板，室内温度，室外温度，维护结构内表面温度，供回水温度，水流量，机组耗电量进行了测试，所有数据能实时观察和自动记录。
图1 测试对象房间埋管及测点布置平面图
Fig.1 Plane figure of heating pipe and test point&
图2 测试对象房间断面图
Fig.2 Sectional drawing of room and test point3.1 空气源热泵地板采暖系统的热泵主机特性空气源热泵冬季制热供水温度低，不足以满足传统的热风系统热交换的需要，一些产品则只好添置电加热器助力。显然这不符合节能高效原则。图2 目前 国内常见的温水循环式地板辐射采暖系统热源以壁挂式热水锅炉为主，在北方采用城市热网集中供暖的地方可通过板式水-水换热器换热降温后提供采暖温水，但这些都是属于高品位热源的利用，而空气源热泵在冬季制热工况下的供水温度正好吻合地板辐射采暖的条件。把握空气源热泵的温水循环及传热特性对于空气源热泵地板采暖系统的应用非常重要。
图3 风冷热泵空调/地板采暖系统示意图&
Fig.3 Schematic drawing of floor heating system with air source heat pump泵地板采暖的供回水温度变化特性，测试时室外气温约为0.3℃，热泵开机后，系统供回水温度逐渐升高，经过4.5小时，供水温度达到45℃，回水温度达到35℃。开机后供回水温差很快达到9.3℃，并稳定下来呈周期性的变化。实验测得该热泵机组的除霜间隔时间为45分钟，除霜时间很短，约为2～3分钟。除霜时，四通阀换向，进入制冷工况，室外风机停转，压缩机排气直接进入翅片管换热器，除去翅片表面的霜，供水温度迅速降低（图中供水温度瞬间低于回水温度是由于除霜反向运行所致）。虽然除霜时供水温度明显降低，但室温及地板表面温度下降幅度小，表明除霜期间对地板采暖效果影响不大，主要是因为除霜时间短，而温水式地板采暖的热容性较大。图4 热泵系统供回水温度特性
Fig.4 Performance of water system of air source heat pump
图5 燃气炉热源系统供回水温度特性
Fig.5 Performance of water system of gas furnace 笔者对燃气炉热源方式的供水情况也进行了对比考察，结果是：燃气炉供水温度迅速达到设定值，回水温度逐渐上升，供回水温差有一个先增加再减小的过程（图中供回水温差较大是由于采用了不同于传统埋管方式的板状散热结构的地板采暖系统，该系统的实验 内容 另撰文介绍）。风冷热泵供水温度渐近上升的特征在一定程度上影响了地板的快速预热能力及供暖能力。空气源热泵需要采取除霜控制来保证系统在湿冷的气候条件下正常运行，一般说来，当室外的相对湿度大于50％时，气温在-1～7℃左右最容易结霜[1]。笔者通过测试发现，空气源热泵机组随室外温度的变化，出现了三种工况并影响供水模式：① 发生除霜的连续运行当室外温度较低，低于5.5℃左右时，机组按这种方式运行，除霜周期为45分钟，除霜时间为2～3分钟，虽然除霜时间很短，但除霜还比较干净。室外温度较高时，除霜周期变长，除霜周期为45～60分钟。② 无除霜连续运行随着室外温度的升高（5.5℃～7.5℃），室外盘管的温度一直高于除霜设定的下限值，此时热泵机组不需要除霜，机组连续运行。③ 过热保护间歇运行
图6 空气源热泵的三种供水模式
Fig.6 Three supplying water models of air source heat pump
图7 室内环境条件（室外7.3℃,运行8小时后）
Fig.7 Indoor environment of floor heating system 当室外温度继续升高到7.5℃左右时，供水温度达到50℃左右，出于对机组的保护，主机会自动停机，循环水泵仍工作，等供水温度下降达到40℃左右以后，主机又开始工作，如此间歇运行，间歇周期不定，随室外温度升高，周期变短，由于地板采暖对水温不敏感，为了不让机组频繁开关机，可以让水温的下限设定值更低一点，加大调节幅度。由于室外温度不同，从而导致热泵供水模式的不同，虽然围护结构的蓄热作用对温度波有较大的衰减，但是室外温度的降低还是引起室内温度的明显降低。笔者经过长达一个月的采暖工况测试，取几次典型测试结果，以说明不同室外温度时，室内温度的差异。
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单热型空气源热泵热水采暖机组与冷暖型风冷热泵机组的区别
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单热型空气源热泵热水采暖机组与冷暖型风冷热泵机组的区别
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水源热泵供、回水温度的确定
来源: -&&作者: 浙江天洲制冷机电有限公司&&时间:
　　(1)对于位于象大连这样寒冷地区的建筑，如果采用水源热泵系统进行全年的空调和采暖，当末端设备采用全空气处理机时，冬季时热泵的供、回水温度最好选为45/40℃，以取得最佳的经济效果;
　　(2)对于采用低温地板辐射采暖的建筑，热水供、回水温度为45/40℃或45/35℃时，一般都可以满足供暖要求。也就是说，对于采用水源热泵机组供暖的建筑，采暖热水的供水温度为45℃时，既能满足冬季供暖要求，又能获得良好的经济效益。
　　(3)由于水源热泵系统具有节能与环保的特点，故对于附近有低温水源地区的建筑，若其全年需要空调与采暖，建议优先考虑水源热泵系统作为该建筑暖通空调系统的冷热源;
　　(4)严寒地区，如采用水源热泵系统进行采暖与空调，其冬季的供水温度可参照本文中的方法进行校核，选取能够满足建筑采暖要求的，并尽可能低的供水温度作为供暖设计供水温度。服务热线：2
水（地）源热泵机组
产品型号：10P 50P 60P 20HP 30P 40匹 80HP等等 （更多型号询价,请您来电咨询我们）
应用行业：节能降耗冷暖中央空调系统
机组类型：水源热泵机组 地源热泵机组
一、水（地）源热泵机组概述
1、瀚信德水源热泵螺杆机组，地源热泵机组是一种利用地下水或地热作为冷热源来制取冷水和热水的机组。
2、由于地下水温度相对稳定，冬暖夏凉，在冬季，机组将地下水中的热量提取出来，制取热水，供建筑物空调采暖及其他用途。
3、在夏季，机组将室内的热量提取出来，释放到地下水中，达到夏季空调制冷的目的。
4、瀚信德螺杆热水机组允许利用的冷热源不限于地下水，也可以使用温度合适的地表水、土壤、生活废水、工业废水及各种余热排水。
二、水（地）源热泵螺杆机组产品特点
1、高效节能、一机多用
1.1机组既能制取冷热水，供办公楼宇、医院、商场等舒适性空调场所制冷采暖用，也可提供50℃以上的热水，满足建筑物生活用热水的需要。
1.2、水源热泵机组，地源热泵机组环保节能。
1.3、 机组供热进不需要锅炉，避免了锅炉燃烧过程中产生的排烟污染；
1.4、机组制冷时不需要冷却塔，避免了冷却塔的噪音污染以及霉菌滋生；
1.5、采用大温差水流量设计，节约&地下水用量，同时节省水泵能耗。
1.6、相比环境空气，地下水源的温度随季节变化小，采用地下水源作为机组的冷热源，夏季制冷时，能降低机组冷凝温度；
1.7、冬季供热&时，能提高机组蒸发温度，从而有效提高机组的能效比；
1.8机组供热时，提供1KW电能，能得到4KW以上的热能，能源利用效率是电采暖方式的4倍。
三、运行调节
1、精确的流量控制
1.1、水（地）源热泵螺杆机组采用电子膨胀阀和优化控制逻辑，根据运行工况的不同，自动计算最佳控制目标值，利用电子膨胀阀灵敏快速的调节特性精确的进行流量调节，任何时候都能保证机组的运行效率最佳。
2、宽广的应用范围
2.1、水（地）源热泵螺杆机组由于采用了电子控制的节流调节机构，具有全范围调节和反应迅速的特点，能有效适应机组宽范围的工况变化。
2.2、同进采用先进的模糊控制算法，使机组的运行工况逐步贴近应用极限，最大限度的扩展了机组的适用范围，机组适用的水源温度范围为8～35℃，机组最高出水温度可达55℃。
3、独有多系统负荷分配特性
3.1、水（地）源热泵螺杆机组在空调制冷系统的实际运行中，当压缩机处于某一部分负荷时，整机能效比最高。
3.2、而大多数的实际使用中，空调负荷均小于机组的总容量，因此在多机头机组中，有效&的分配制冷负荷，使得机组的各压缩机一直运行在最佳效率点，对于用户是非常有意义的。
3.3、瀚信德系列螺杆式水地源热泵机组利用负荷综合调度算法，使得负荷在各压&缩机间均衡分配，避免了一般多机头系统中，卸载时，有的压缩机低负荷运行，有的还在满负荷运行的情况，较大的提升了部分负荷能效比。
四、可靠性高
1、专用于热泵设计的压缩机
1.1、由于机组要求既能制冷又能制热，采用了专用于热泵设计的压缩机，从基本配置和系统热力循环的压缩过程均进行了专门的设计，使得机组在制冷和制热工况下均能可靠运转，同时保证了压缩机的高效率。
2、可靠的回油设计
2.1、为了充分保证回油可靠，专门采用了高效于式壳管蒸发器，制冷剂在换热管内流动，由于润滑油会混合在制冷剂中，随着制冷剂在换热管内的流动，混合在制冷剂中&的润滑油会随着制冷剂完全被带入压缩机，彻底避免了蒸发器积油，使得回油非常可靠；同时换热管内壁附着少量的润滑油，能优化换热条件，提高了换热效率。
3、严格实验检测
3.1每台机组均经过严格的实验测试，在满足GB/T《水源热泵机组》测试要求的基础上，增加各种恶劣工况的测试如：超高温制热运行、低水温频繁启动运行等多项严格试验，确保出厂的每台机组有极高的可靠性。
4、多重保护
4.1、机组安全设置多重保护，机组高压设置高压卸载、高压保护停机、安全阀泄压三级保护，确保机组在安全压力范围运行；
4.2、压缩机供油设置油压差、油位开关双重保&护，保证压缩机始终在供油充足的条件下运转；同时，机组设置有缺相保护、低压保护、过载保护、排气温度保护等三十多项保护，确保机组安全运行。
五、控制系统
1、多压缩机均衡运转
1.1、机组控制系统内置智能均衡程序，能自动均衡各压缩机的运行时间和启停次数，使各压缩机实现等磨损运行，从而提高了整机的运行寿命。
2、无人值守机房
2.1、机组控制系统内置水泵连锁功能，机组启停运转时，能自动控制循环水泵、潜水泵的启停运转，不需人为操作水泵启停。
2.2、同时，可按星期对机组运转时间进行预设&定，机组每天按设定开机时间自行投入运转，到达停机设定的时间时，机组自动停机；
2.3、配合机组自身的运转调节和保护功能，可以实现无人值守机房，满足现代化的&楼宇控制的需要。
3、远程监控系统
3.1、图形动态方式显式运行数据，界面友好、直观，可远程对机组的运行数据进行存储、打印和在线处理，多机远程控制可同时控制8台机组主机。
3.2可通过INTERNET网将主机嵌入楼宇智能大厦BSA系统，可接入楼宇自动化管理系统。
4、机组群控系统
4.1、机组可以提供强大的群控系统，可以对多台主机、电动水阀、循环不泵、潜水水泵以及冷冻水主管供/回水温度，冷却水主管供/回水温度、累积主机运行时间、&膨胀水箱液位、压差旁通阀等进行智能控制。
4.2、根据端设备负荷的变化自动控制水泵、主机的启停和运行台数，并尽可能让整个机房系统运行在高效节能状态。
4.3、并且带&有智能化控制的系统接口，可与国际名牌厂家BAS智能化系统通讯（具RS485接口）
5、彩色液晶触摸屏（用户选配）
5.1、大屏幕的全中文液晶显示触摸屏人机交流界面更人性化，采用文字、图像和曲线等多种显示方式，多角度记录和显示机组的运行状态、各传感器状态、各阀门状态以及运行参数，可以实现对机组的全面监控。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&地源热泵工作原理图
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&水源热泵工作原理图
如需要了解更多详情，专业的机组、水源热泵机组生产厂家，深圳瀚信德制冷将为您提供优质品牌地源热泵空调，水源热泵空调系统，供热系统最优质的产品及专业的服务，如果您想了解水地源热泵热水机组价格、工作原理，优缺点，排名，哪个牌子好，多少钱一台，地源热泵网，工程技术规范，水源热泵与地源热泵的区别等等问题，都可来电来函咨询我们，服务电话 ，我们将谒诚为您服务，我们期待与您合作共赢！
六、几种能源耗能对比表&&&&
模式8&&&&&&&&
模式9&&&&&&&&
地下水地源
溴化锂冷热
采暖投资 元/㎡
采暖费用 元/㎡
空调费用 元/㎡
七、水（地）源热泵热水机组性能参数--机组运行参数（产品随时更新，以产品样本为准）
名义制冷量
电压及频率
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
冷水进/出水温度
冷冻水进水12℃，冷冻水出水7℃；冷却水进水18℃，冷却水出水29℃
名义制热量
冷水进/出水温度
冷冻水进水15℃，冷冻水出水7℃；冷却水进水40℃，冷却水出水45.5℃
进出水管径
&&&&&&&&&&&&&&
680SY&&&&&&&&&&&&&&
810SY&&&&&&&&&&&
950SY&&&&&&&&&&
1050SY&&&&&&&&&&
1200SY&&&&&&&
名义制冷量
电压及频率
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
名义制热量
进出水管径
名义制冷量
电压及频率
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
3相/380/50
名义制热量
进出水管径
注：以上数据是基于以下条件的测试结果：
1、制冷工况：冷冻水进水12℃，冷冻水出水7℃，冷却水进水40℃，冷却水出水45.5℃。
2、制热工况：热水进水45℃，热水出水50℃，井水进水18℃，井水出水12℃。
3、以上机组选用压缩机为：谷轮热泵专用压缩机，套管换热器，机组外壳为2.0厘后喷涂彩钢板，如更换不锈钢外壳
价格另计，在喷涂彩钢板价格上浮动7%；
4、上表中数据仅供参考，根据产品不断更新换代会有所不同，我司保留修改参数的权利，如有更改恕不另行通知，
请以现实参数为准，如有需要请与我司技术部联系。
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