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空氣源熱泵機(jī)組（簡稱“熱泵機(jī)組”）自二十世紀(jì)四十年代發(fā)明至今，其技術(shù)已日臻完善，廣泛應(yīng)用于辦公樓、賓館、娛樂業(yè)、廠房、住宅等各行各業(yè)不同規(guī)模的工程中，市場占有率一直較高，究其原因，皆因其有如下優(yōu)點(diǎn)：熱泵機(jī)組夏季供冷，冬季供熱，不需另設(shè)鍋爐房；主機(jī)安裝在屋頂，可省去冷凍機(jī)房、鍋爐房土建投資及冷熱系統(tǒng)投資；COP值較高，自動化程度高。

一、熱泵機(jī)組類型及其特點(diǎn)：

1．渦旋式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組：

渦旋式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小、噪音低等優(yōu)點(diǎn)，常用于空氣-空氣熱泵機(jī)組，適用于中、小型工程。

2．活塞式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組：

活塞式壓縮機(jī)為容積式壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)速低、振動大、噪音大、單機(jī)容量較小，多機(jī)頭組合可拼裝成100萬大卡/時(shí)左右熱泵機(jī)組，COP=3.0～3.5；

3．螺桿式壓縮機(jī)熱泵機(jī)組：

螺桿式壓縮機(jī)也為容積式壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動小、噪音低、壽命長，COP=3.5～4.5,適用于中、小型工程，多機(jī)頭熱泵機(jī)組可用于較大工程。單螺桿為平衡式單向運(yùn)轉(zhuǎn)，磨損小，無軸向推力，其排氣效率比雙螺桿略低。

二、熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)：

1．    選用原則：

熱泵機(jī)組有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，與同容量單冷冷水機(jī)組相比，其用電量大，造價(jià)高，冬季隨室外氣溫下降制熱量衰減嚴(yán)重、結(jié)霜嚴(yán)重等，因此，①當(dāng)某工程有蒸汽源時(shí)，空調(diào)冷熱源應(yīng)盡量采用“單冷冷水機(jī)組加熱交換器”方案。無錫市正在形成城市蒸汽熱力網(wǎng)，我們應(yīng)優(yōu)先采用以上方案。②本人認(rèn)為醫(yī)院、賓館等對冬季采暖溫度要求較高的工程不適宜采用熱泵機(jī)組，辦公樓、飯店等工程則較適宜，因?yàn)樗鼈円话惆滋焓褂茫瑹岜脵C(jī)組制熱量衰減小，就算采暖效果差些，室內(nèi)人員可多穿衣服，影響小些。

2．選型方法：

盡管江南地區(qū)一般工程冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷，但空調(diào)設(shè)計(jì)人員應(yīng)計(jì)算出工程夏季冷負(fù)荷及冬季熱負(fù)荷，按機(jī)組制冷量≥空調(diào)冷負(fù)荷來選擇熱泵機(jī)組型號，然后看以下不等式是否成立：熱泵機(jī)組在冬季室外空調(diào)計(jì)算溫度（如：無錫地區(qū)為-5℃）下的制熱量≥工程冬季熱負(fù)荷。①若該不等式成立，則熱泵機(jī)組選型適宜。② 若該不等式不成立，則應(yīng)在空調(diào)水管上設(shè)輔助加熱裝置或增大熱泵機(jī)組容量。江南地區(qū)一般工程以上不等式是成立的。

3． 活塞式及螺桿式熱泵機(jī)組若干性能比較：

由于活塞式及螺桿式壓縮機(jī)其結(jié)構(gòu)型式不一樣，因此在系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)方面可能會出現(xiàn)不同的問題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在認(rèn)真研究各類機(jī)型性能基礎(chǔ)上注意合理選型。

①燒壓縮機(jī)問題：活塞式或螺桿式機(jī)組均存在，經(jīng)分析：原因之一是蒸發(fā)器選型不當(dāng)所致，例如，（采用F-22制冷劑）選用滿液式蒸發(fā)器時(shí)因回油困難就易燒壓縮機(jī)；原因之二是潤滑系統(tǒng)有雜質(zhì)致使?jié)櫥团K或壓縮機(jī)吸氣過濾網(wǎng)因雜質(zhì)堵塞而被吸破致使雜質(zhì)吸入壓縮機(jī)，雜質(zhì)易損壞電機(jī)絕緣層；原因之三是過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、短路保護(hù)等失靈所致；

②液擊問題：其實(shí)液擊對活塞式及螺桿式壓縮機(jī)都是不利的，兩者壓縮效率都要降低；

③壓縮機(jī)效率的控制問題：活塞式及螺桿式熱泵機(jī)組制冷（熱）量由其容量調(diào)節(jié)電磁閥調(diào)節(jié)，活塞式壓縮機(jī)部分負(fù)荷時(shí)可減少運(yùn)行氣缸數(shù)來調(diào)節(jié)，螺桿式壓縮機(jī)則靠滑閥調(diào)節(jié)。在部分負(fù)荷時(shí)，兩者軸功率均降低，運(yùn)行COP值差不多；

④潤滑油問題：活塞式及螺桿式壓縮機(jī)在夏冬季均需對潤滑油加熱，使?jié)櫥椭兄评鋭]發(fā)出來，保證壓縮機(jī)正常潤滑；

⑤維護(hù)保養(yǎng)問題：活塞式壓縮機(jī)零部件約268個(gè)，易損件多，運(yùn)輸1000小時(shí)后需中修一次，維修量大；而螺桿式壓縮機(jī)零部件約26個(gè)，易損件少，無故障運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長。

⑥噪音問題：螺桿式熱泵機(jī)組主要噪音源是風(fēng)機(jī)，機(jī)組一般噪音在80dB(A) 左右，因此機(jī)組應(yīng)選用低噪音、低轉(zhuǎn)速、振動小（經(jīng)動靜平衡測試）的風(fēng)機(jī)產(chǎn)品，如選用德國施樂百公司軸流風(fēng)機(jī)，100RT螺桿式熱泵機(jī)組噪音可控制在74dB(A)左右。而活塞式熱泵機(jī)組噪音一般在80dB(A)以上。我們要注意噪音的標(biāo)準(zhǔn)測法及測音室與普通環(huán)境下的區(qū)別問題；

⑦我們也要注意廠家樣本上熱泵機(jī)組冬季制熱量是在8℃環(huán)境溫度下的值，不是冬季空調(diào)計(jì)算溫度下之值。

三、熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)案例分析：

以下把本人近幾年在設(shè)計(jì)中遇到的或見到的熱泵機(jī)組案例分析于后，與同行們共同探討。

案例Ⅰ：A工程為歷史悠久且具有地方特色的對外營業(yè)飯店，設(shè)在屋面上的六臺中央空調(diào)熱泵機(jī)組型號為YCA90H（制冷量：81kW），水泵型號為SB-X80-65-155K（90t/h；31m；11kW）。圖一為屋頂熱泵機(jī)組管道布置平面圖。

系統(tǒng)運(yùn)行后，發(fā)現(xiàn)部分熱泵機(jī)組啟動不了。本人先對冷凍水泵檢查，發(fā)現(xiàn)水泵運(yùn)行電流為額定電流的一半，水泵廠承認(rèn)質(zhì)量有問題，換葉輪后其參數(shù)基本接近于設(shè)計(jì)值。系統(tǒng)再次運(yùn)行后，個(gè)別熱泵機(jī)組啟動不了的問題依然存在，這說明該問題的根源不是水泵。這時(shí)有的設(shè)計(jì)人員開始懷疑一泵拖六臺熱泵機(jī)組及冷凍水管采用異程布置的方案有問題，認(rèn)為采用泵、熱泵機(jī)組一一對應(yīng)方案較可靠。本人始終認(rèn)為上面兩種方案都可行。但問題在哪里?后經(jīng)進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)個(gè)別熱泵機(jī)組出水管上水流開關(guān)的調(diào)整螺絲甚至調(diào)至下限，仍也啟動不了，要用起子硬壓平衡板機(jī)組才能開啟。經(jīng)現(xiàn)場反復(fù)研究水流開關(guān)的構(gòu)造后，終于發(fā)現(xiàn)在水流開關(guān)平衡板的另一端有一個(gè)很不起眼的小螺絲，它與前面講到的調(diào)整螺絲作用力相反，它們一起調(diào)整使平衡板調(diào)至適當(dāng)位置，水流開關(guān)才能正常工作。故障排除后，系統(tǒng)運(yùn)行正常至今。

案例Ⅱ：B工程熱泵機(jī)組型號同A工程，為五臺，它采用一臺熱泵機(jī)組串聯(lián)一臺水泵然后再五套并聯(lián)的形式，系統(tǒng)運(yùn)行基本正常，只是五路并聯(lián)熱泵機(jī)組、水泵出現(xiàn)水流量較大，使熱泵機(jī)組出水溫度在10℃以上。

案例Ⅲ：C工程為十八層高層建筑，面積近20000M2，屋頂設(shè)三臺698KW活塞式熱泵機(jī)組，其平面圖見圖二。圖中屋頂四周為高2.8M鋼筋混凝土女兒墻,虛線部分為正方梯形形狀的鋼架玻璃幕墻,幕墻外圈底邊比屋面高1.80M,內(nèi)圈頂面鏤空，但面積較小。本人發(fā)現(xiàn)這些情況后認(rèn)為：熱泵機(jī)組悶在玻璃罩內(nèi)，必將影響機(jī)組夏天冷凝器散熱效果及冬天蒸發(fā)器散冷效果，機(jī)組開啟一段時(shí)間后將會使熱泵機(jī)組冷凝器的高壓保護(hù)(夏季)及蒸發(fā)器的低壓保護(hù)(冬季)動作而停機(jī)。因此本人建議把梯形玻璃幕墻罩取消掉，但業(yè)主怕影響立面效果而不同意取消，在此情況下只能