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風(fēng)冷熱泵VS空氣源熱泵,到底有何不同之處?

發(fā)表于: 來(lái)自:制冷空調換熱器
  空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵是不是一回事。這個(gè)問(wèn)題讓很多剛入門(mén)的朋友摸不著(zhù)頭腦,甚至不少業(yè)內人士也很難講清楚它們的區別。本期我們一起來(lái)看一看風(fēng)冷熱泵和空氣源熱泵的區別。
  
  01、基本概念的區別  
  空氣源熱泵和風(fēng)冷熱泵(風(fēng)冷冷(熱)水機組)的外表是如此的相像,特別是當我們只看到壓縮機、風(fēng)扇、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥的時(shí)候,幾乎認為它們就是同樣的東西了,而這兩個(gè)詞都是由英文直接翻譯過(guò)來(lái)的:Air source heat pump --空氣源熱泵;Air cooled water chiller--風(fēng)冷冷(熱)水機組;
  風(fēng)冷冷(熱)水機組:其本意是風(fēng)冷冷水機組, “熱”是后來(lái)加進(jìn)去的, 因此對于此機組來(lái)說(shuō),“熱”是非常次要的功能。
  
  空氣源熱泵:則是非常強調“源”和“熱泵”這兩個(gè)詞, 因此“熱”這個(gè)功能是空氣源熱泵的核心要點(diǎn)--強調的是從空氣中取得熱量,二者所有的差異都由此而生。
  
  也許有人會(huì )說(shuō), 風(fēng)冷冷熱水機組是強調“冷”再到“熱”,空氣源熱泵是強調“熱”再到“冷”,都是要供冷供熱, 不是完全一樣嗎?答案是否定的。
  
  對于一套蒸汽壓縮式機組而言,由于制冷制熱的工況功能完全不一樣,在這套機組設計的時(shí)候, 必須有一個(gè)標準的工況和功能,在這個(gè)標準下,再兼顧到其它工況和功能的應用。設計標準只能有一個(gè), 要么是制冷工況, 要么是制熱工況, 幾乎沒(méi)有可能, 說(shuō)一套機組設計制造下來(lái), 制冷性能是最好的,制熱性能也是最好的(這里說(shuō)的最好,是這套機組自身和自身比較)。因此, 功能的差異必然導致設計理念的差異!
  
  也就是說(shuō):對于一臺空氣源熱泵機組來(lái)說(shuō),系統所有的參數是以滿(mǎn)足制熱性能為優(yōu)先,再考慮兼顧制冷性能;而對于一臺風(fēng)冷冷熱水機組來(lái)說(shuō),系統所有的參數是以滿(mǎn)足制冷性能為優(yōu)先,再兼顧制熱性能的。
  
  下圖是典型的風(fēng)冷冷熱水機組的結構;
  這種結構可以采用防凍液來(lái)防凍,但這種方法存在: 防凍液填加麻煩、降低熱交換器換熱能力、和管路件中不同金屬產(chǎn)生化學(xué)反應等缺點(diǎn)。
  
  而這張圖是典型的空氣源熱泵的結構原理;
  空氣源熱泵從理念上綜合了分體式空調和風(fēng)冷冷熱水機的特點(diǎn),采用這種分體式結構最主要的目的是為了防凍, 把水系統置于室內, 是一種最可靠、最簡(jiǎn)單的防凍方式。
  
  所以,這兩種熱泵都具備采暖和制冷兩種功能,但是二者并不完全相同。近兩年關(guān)注度比較高的空氣源熱泵采暖機組,與風(fēng)冷熱泵冷熱模塊及空氣源熱泵同樣存在差異。在本文中產(chǎn)品執行標準、設計工況、零部件選用三方面分析了三類(lèi)產(chǎn)品的具體差異。
  02、設計執行標準的不一樣
  一般送第三方測試時(shí)參考的標準,具體實(shí)際中廠(chǎng)家設計產(chǎn)品時(shí)由于考慮到可能使用散熱器采暖,所以,空氣源熱泵采暖機組、空氣源熱泵兩聯(lián)供機組會(huì )在出水溫度方面高于國標要求,達到55℃或更高,風(fēng)冷熱泵冷熱模塊機一般出水溫度不會(huì )超過(guò)50℃,所以,它不能使用在散熱器采暖的場(chǎng)所。
  
  其實(shí),對于空氣源熱泵兩聯(lián)供機組來(lái)說(shuō)現在市場(chǎng)上一般會(huì )按使用區域不同分為低溫機和常溫機,低溫機也參照GB/T25127.1或GB/T25127.2常溫機參照表中所列。
  
  03、設計工況的標準不一樣
  這三款產(chǎn)品從設計原理來(lái)說(shuō),都是遵循逆卡諾循環(huán)原理,空氣源熱泵采暖機組更強調的是低溫采暖性能,為達到低溫采暖性能,采用的技術(shù)有噴氣增焓技術(shù),也可采用壓縮機變轉速技術(shù),也有采用二級壓縮技術(shù),甚至還有采用跨臨界制冷循環(huán)的采暖技術(shù)。所以,根據各公司的技術(shù)實(shí)例、成本控制能力和市場(chǎng)把控能力,決定采用哪種技術(shù),以達到提升機組低溫采暖性能和m/p。
  而同理相對空氣源熱泵兩聯(lián)供機組、風(fēng)冷熱泵冷熱模塊機組這兩個(gè)產(chǎn)品,由于使用區域和功能側重點(diǎn)不同,一般采用一級逆卡諾循環(huán)原理或壓縮機變轉速技術(shù),當然,根據各個(gè)公司的市場(chǎng)考量,為增加產(chǎn)品的競爭力,也會(huì )采用空氣源熱泵采暖機組的技術(shù)。但所有的機組都是遵循蒸氣壓縮的逆卡諾循環(huán)原理。
  
  隨著(zhù)市場(chǎng)的不斷成熟,從概念上和技術(shù)上這三個(gè)產(chǎn)品都會(huì )不斷融合,只不過(guò),仍然會(huì )按使用地區來(lái)分為低溫機和常溫機兩種。
  
  從設計工況來(lái)看,空氣源熱泵采暖機組更加強調的是采暖,采暖的特性就是要體現在低溫環(huán)境下機組的采暖效果和采暖節能性上的明顯體現,其體現主要是橫向對比,相對于燃氣鍋爐、煤鍋爐、電采暖等的優(yōu)勢,所以從設計的參照標準來(lái)說(shuō),就采用了GB/T25127.1或GB/T25127.2的標準,并特別取-12℃的環(huán)境溫度去要求和標稱(chēng);另外兩個(gè)產(chǎn)品,在使用的廣域度上來(lái)說(shuō),較采暖機要大些,主要體現在兩者都采用了GB/T18430.1-2007或GB/T18430.2-2008標準(當然也可采用GB/T25127.1或GB/T25127.2標準),這兩個(gè)產(chǎn)品更多考慮的是制冷的性能,并且兼顧制熱。在滿(mǎn)足制冷的性能下,如制熱不能滿(mǎn)足使用情況下,一般會(huì )通過(guò)采用輔助電加熱進(jìn)行補充。
  
  需要說(shuō)明的是,空氣源熱泵兩聯(lián)供機組以執行普通工況標準為主流,如果執行低溫環(huán)境工況就可以歸類(lèi)到空氣源熱泵采暖機組。
  
  從使用末端來(lái)看,風(fēng)冷熱泵冷熱模塊的采暖一般使用的末端是風(fēng)機盤(pán)管,強對流制熱,而空氣源熱泵采暖機組、空氣源熱泵兩聯(lián)供機組不僅滿(mǎn)足風(fēng)機盤(pán)管制熱,同樣要滿(mǎn)足全輻射方式的地暖管采暖方式,所以,空氣源熱泵在設計工況上和出水溫度上要求更嚴格,同樣對控溫精度相對也嚴格許多。所以空氣源熱泵兩聯(lián)供機組比風(fēng)冷熱泵更耐高壓、高壓差和高溫。
  
  從電控設計來(lái)看,三種產(chǎn)品的電控設計基本相同,一般不做特別要求。
  
  04、應用場(chǎng)景的不一樣  
  1、低溫熱泵應用于低環(huán)境溫度的場(chǎng)景,風(fēng)冷熱泵應用于常溫的場(chǎng)景?!?/div>
  2、低溫熱泵主要功能就是采暖,并且絕大部分也是這么應用的;風(fēng)冷熱泵側重于制冷,兼顧制熱?! ?/div>
  3、低溫熱泵的末端主要是地暖、暖氣片、還有風(fēng)機盤(pán)管等;風(fēng)冷熱泵的末端基本上都是風(fēng)機盤(pán)管,沒(méi)有地暖、暖氣片?! ?/div>
  4、地暖、散熱器的運行特征是小流速大溫差,風(fēng)機盤(pán)管的運行特征是小溫差大流量。所以低溫熱泵與風(fēng)冷熱泵的設計理念不同,風(fēng)冷熱泵是以末端為風(fēng)機盤(pán)管為前提,兩器配的太小,水泵配的太大,沒(méi)有考慮地暖的運行特征,所以傳統的風(fēng)冷熱泵帶地暖節能優(yōu)勢不明顯。
  05、部件選用的不一樣
  三種產(chǎn)品從現階段來(lái)說(shuō),空氣源熱泵采暖機組一般除傳統的“四大件”外,還會(huì )增加中間經(jīng)濟器或閃蒸器來(lái)做各部分二次壓縮回路,其他兩種產(chǎn)品一般就只有“四大件”。但由于低溫性能的提升有許多新技術(shù)增加或幾種技術(shù)復合使用,例如還會(huì )增加回熱器,特別對采用二級壓縮技術(shù)的,回路就與傳統一級壓縮的完全不同,這里也很難一言概全。
  
  對于部件的選用,二者水泵的選用差別就非常大。
  
  水泵的功耗,一部分成為動(dòng)力, 最終會(huì )消耗在水系統中, 而另一部分轉化為電機的發(fā)熱, 這部份發(fā)熱,如果也耗散在水里,在制冷時(shí)是有損害的,但制熱時(shí)剛好相反, 多數情況下, 制冷制熱會(huì )使用同一個(gè)水泵,因為這樣的考慮,兩種產(chǎn)品在選擇水泵時(shí)就如下圖, 有不同的考慮:
  左邊的離心泵:電機的發(fā)熱被頂上的風(fēng)扇散發(fā)到空氣中,不會(huì )耗損機器的制冷量,但制熱時(shí)這部分熱量也散發(fā)到空氣中白白浪費了。
  
  右邊的屏蔽泵:電機的發(fā)熱是靠泵里面的水流冷卻的,當機組用于制熱時(shí),這部分熱量回到水中得以利用,而制冷時(shí),這部分熱量卻要消耗機組的制冷量。因為這樣的原因, 我們在設計產(chǎn)品時(shí), 選擇泵是做不到制冷制熱都兩全undefined的, 只能以其中一種功能為主來(lái)選擇泵的類(lèi)型,這也就不難理解,為什么空氣源熱泵里更多的用屏蔽泵,而風(fēng)冷冷熱水機里面卻要用離心泵了。
  
  那么,選錯泵對機器的能效有多大影響呢? 
  
  以一臺20KW制熱量的空氣源熱泵為例,做個(gè)大概的估算: 如果用屏幕泵, 機組的能效比為4.0W/W,改用同參數的離心泵, 能效比就只有: 3.93W/W,即大約降低2%。對于風(fēng)冷冷熱水機組來(lái)說(shuō)選錯泵的影響也類(lèi)似。
  
  雖然這個(gè)數字看起來(lái)不大,但要知道: 如果某單一因素會(huì )使的能效比降低2%, 這個(gè)因素的影響就已經(jīng)很大了,高能效比的設備正是在一點(diǎn)一滴細節上做到位,才可以達到的!  

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