空氣源熱泵采暖機(jī)≠冷暖空調(diào)

  目前市場常見的空氣源熱泵采暖機(jī)和普通空調(diào)相比有著顯著的不同，首先要了解空氣源熱泵和空調(diào)兩種產(chǎn)品的設(shè)計理念不同，進(jìn)而理解其產(chǎn)品的不同，我們先把兩者設(shè)計理念不同的地方列表如下。

  由于兩種產(chǎn)品的使用對象不同，決定他們采用的國家標(biāo)準(zhǔn)、選用的零部件、使用的地域、出風(fēng)(或出水)溫度、能效等均不同，列表分析如下： 

  在以上所有列項中，又以壓縮機(jī)不同為最重要，不同的壓縮機(jī)決定產(chǎn)品的不同使用效果和不同的使用地域。空調(diào)選用空調(diào)壓縮機(jī)，以R22為例，最大運(yùn)行壓力不超過2MPa，壓縮機(jī)比小于7，最高排氣溫度不超過90度;但空氣源熱泵必須采用熱泵壓縮機(jī)，同樣以R22為例，最大運(yùn)行壓力達(dá)到3 MPa，壓縮機(jī)比達(dá)到12，甚至更高到20，最高排氣溫度達(dá)到110度。

  這些參數(shù)的不同，要求熱泵壓縮機(jī)的加工精度、軸承強(qiáng)度、電機(jī)耐溫性能等方面均是在空調(diào)壓縮機(jī)有數(shù)量級上的提升，為了表達(dá)更直觀，我們來看一下兩種壓縮機(jī)的運(yùn)行范圍對比圖。

  圖1 空調(diào)壓縮機(jī)(A/C)和熱泵壓縮機(jī)(HPWH)運(yùn)行范圍對比圖

  圖中，橫軸對應(yīng)蒸發(fā)溫度(相當(dāng)于熱泵的室外環(huán)境溫度)，縱軸對應(yīng)冷凝溫度(相當(dāng)于熱泵的使用側(cè)的出風(fēng)或水溫度)，可以看出，熱泵壓縮機(jī)的運(yùn)行范圍是在空調(diào)壓縮機(jī)上有成倍的擴(kuò)大。

  有了強(qiáng)壯的“心臟”，空氣源熱泵才能高溫出風(fēng)(水)，低溫運(yùn)行。“高溫”到廣泛使用在出風(fēng)溫度達(dá)80℃以上的烘干行業(yè)，“低溫”到大西北新疆等地，帶老式鑄鐵暖氣片采暖。為滿足這種極端而又正常的使用條件，除了有強(qiáng)壯的“心臟”，還要有聰明的“大腦”，要求空氣源熱泵的主控制器既要保護(hù)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行可靠，又要保證用戶24小時不斷續(xù)的使用需求，容錯性和精準(zhǔn)性，兩種相互矛盾的關(guān)系在空氣源熱泵的控制邏輯上得到完美的統(tǒng)一。

  由于空氣源熱泵寬氣候的運(yùn)行特性，最高和最低環(huán)境溫度的溫差近80℃，由于制冷系統(tǒng)在低溫工況運(yùn)行時需要的制冷劑流量相對較小，較高溫工況運(yùn)行的制冷劑量減少20%以上，這對空氣源熱泵的系統(tǒng)容液量提出更高的要求，要系統(tǒng)根據(jù)實際運(yùn)行參數(shù)自動調(diào)節(jié)參與有效運(yùn)行的制冷劑的量。所以，需要對氣液分離器進(jìn)行特別的設(shè)計，包括容積、回油孔、平衡孔等方面進(jìn)行熱泵方面的專門設(shè)計和大量的試驗驗證。

  圖2 變頻低溫空氣源熱泵系統(tǒng)圖

  圖3 空調(diào)器熱泵的制熱系統(tǒng)圖

  綜上所述，空氣源熱泵不同于并優(yōu)于空調(diào)的主要有：

  空氣源熱泵采用熱泵專用壓縮機(jī)，耐壓、耐溫、加工精度等方面均在空調(diào)壓縮機(jī)上有數(shù)量級上的提高，并且使用壽命也大為延長;

  空氣源熱泵的主控制器的邏輯設(shè)計較空調(diào)來的更復(fù)雜，比空調(diào)的單一制冷系統(tǒng)控制，還多一個水路系統(tǒng)控制;

  空氣源熱泵的寬氣候運(yùn)行特點，同樣匹數(shù)的機(jī)器，需要的制冷劑量較空調(diào)有增大，要求儲液器的設(shè)計更復(fù)雜，一般還需要采用雙儲液器設(shè)計;

  空氣源熱泵的化霜設(shè)計相對空調(diào)要求更高，既要保證制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，又要減少室內(nèi)溫度的波動幅度，提高用戶的舒適度;

  低溫空氣源熱泵一般采用“五大件”設(shè)計，由空調(diào)的“四大件”的單一系統(tǒng)變成了帶噴氣增焓的雙系統(tǒng)，低溫制熱效果更好，性能系數(shù)更高;

  空氣源熱泵的節(jié)流裝置全部采用電子膨脹閥或外平衡熱力膨脹閥，相對空調(diào)的毛細(xì)管節(jié)流精度更高，調(diào)節(jié)范圍更寬。

  基于以上幾點，空氣源熱泵不等同空調(diào)，可以說是空調(diào)的升級品，也是將來建筑舒適節(jié)能系統(tǒng)的必選品。