空气源热泵系统原理、组成及调试
空气源热泵系统原理、组成及调试
01引言
热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。通常用于热泵装置的低温热源是我们周围的介质—空气、地表水、地下水、中水、消防水或者是从工业生产设备中排出介质，这些介质常与周围介质具有相接近的温度。根据低温热源的不同，热泵一般可分为：空气源、水源、地源。本文对空气源热泵系统的组成、原理及调试进行介绍。
02空气源热泵系统的基本原理
它主要是由压缩机、热交换器、轴流风扇、保温水箱、水泵、储液罐、过滤器、节流装置和电子自动控制器等组成。接通电源后，轴流风扇开始运转，室外空气通过蒸发器进行热交换，温度降低后的空气被风扇排出系统，同时，蒸发器内部的介质吸热汽化被吸入压缩机，压缩机将这种低压介质气体压缩成高温、高压气体送入冷凝器，被水泵强制循环的水也通过冷凝器，被介质加热后送去供用户使用，而介质被冷却成液体，该液体经膨胀阀节流降温后再次流入蒸发器，如此反复循环工作，空气中的热能被热泵不断送到水中，使保温水箱里的水温逐渐升高，最 后达到所需的温度，可以作为供暖用水或洗浴用水，这就是空气源热泵系统的基本工作原理。
03空气源热泵机组主要设备及作用
热泵热水器是由压缩机、冷凝器、蒸发器、轴流风扇、过滤器、节流装置和电子自动控制器等组成。其中压缩机、冷凝器、蒸发器、节约流装置称为四大部件。
1.压缩机
作用：压缩机将低压气体提升为高压的一种从动流体机械，它是制冷系统的心脏，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。
常见种类：旋转式；涡旋式；螺杆式家用机组一般采用旋转式。商用机组一般采用涡旋式和螺杆式。
（1）旋转式压缩机
工作原理：旋转式压缩机的电机无需将转子的旋转运动转换为活塞的往复运动，而是直接带动旋转活塞作旋转运动来完成对制冷剂蒸气的压缩过程。
优点：由于活塞作旋转运动，压缩工作圆滑平稳、平衡。另外旋转式空压机没有余隙容积，无再膨胀气体的干扰，因此具有压缩效率高、零部件少、体积小、重量轻、平衡性能好、噪音低、防护措施完备和耗电量小等优点。常规1-2.5P采用的是旋转式压缩机。
（2）涡旋式压缩机
工作原理：涡旋式压缩机是由一个固定的渐开线涡旋盘和一个呈偏心回旋平动的渐开线运动涡旋盘组成可压缩容积的压缩机。
优点：涡旋压缩机的独特设计，使其成为当今世界节能压缩机。涡旋压缩机主要运行件涡盘只有龊合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。涡旋压缩机运行平稳、振动小、工作环境宁静，又被誉为“超静压缩机”。涡旋式压缩机结构新颖、精密，具有体积小、噪音低、重量轻、振动小、能耗小、寿命长、输气连续平稳、运行可靠、气源清洁等优点。涡旋式压缩机一般用小型热泵设备，常规3-10HP采用的是涡旋式压缩机。
2.节流装置
作用：
a.节流降压：将来自冷凝器的中温高压液态制冷剂进行节流，以降低其温度和压力，使进入蒸发器的制冷剂成为饱和温度较低的湿蒸气，确保制冷剂在低温下沸腾，以降低进入车内空气的温度。
b.调节流量：根据制冷负荷和发动机转速的变化情况自动调节制冷剂流量，使制冷系统始终保持最适宜的制冷量。
c.防止掖击和过热：根据蒸发器出口处的温度控制制冷剂流量，以确保制冷剂在蒸发器内完全汽化，防止压缩机产生液击现象；与此同时，将制冷剂蒸气过热温度控制在一定范围内，从而防止异常过热现象的发生。
常见种类：电子膨胀阀；热力膨胀阀；毛细管。
（1）热力膨胀阀
工作原理：热力膨胀阀是通过感受蒸发器出口气态制冷剂的过热度来控制进入蒸发器的制冷剂流量。热力膨胀阀由感应机构、执行机构、调整机构和阀体组成。感应机构中充注氟利昂介质，感温包设置在蒸发器出口处，其出口处温度与蒸发温度之间存在温差，通常称为过热度。
（2）电子膨胀阀
工作原理：控制器通过对传感器采集得到的参数进行计算，向驱动板发出调节指令，由驱动板向电子膨胀阀输出电信号，驱动电子膨胀阀的动作。电子膨胀阀从全闭到全开状态其用时仅需几秒钟，反应和动作速度快，不存在静态过热度现象，且开闭特性和速度均可人为设定。
特点：对于热力膨胀阀，当环境温度较低，其感温包内部的感温介质的压力变化大大减小，严重影响了调节性能。而对于电子膨胀阀，其感温部件为热电偶或热电阻，它们在低温下同样能准确反应出过热度的变化。因此，在冷藏库的冻结间等低温环境中，电子膨胀阀也能提供较好的流量调节。
3.蒸发器
工作原理：蒸发器是制冷四大件中很重要的一个部件，低温的冷凝“液”体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，“气”化吸热，达到制冷的效果。空气源机组采用翅片蒸发器。水地源机组采用板式换热器。
4.冷凝器
工作原理：将管子中的热量，以很快的方式，将热量带走而运转的，把气体或蒸气转变成液体的装置。
常见种类：壳管式换热器（常规热水机组），钛管式换热器（泳池机组），套管换热器（风冷模块机组）。
5.水泵
（1）水泵的定义：利用动力机的机械能，传给并排出水体的机械。简单地说就是传输液体或者是给液体增压的装置。而水泵在热水工程中主要起以下两种作用：
a.实现水箱和机组之间的水路循环，习惯上称为循环泵。
b.给热水供水提供压力。习惯上称为增压泵。
（2）增压泵的控制方式
增压泵主要由以下几种形式来实现自动供水：
a.通过流量开关来控制通过流量开关检测管路流量，当流量小于设定值时，给水泵开启信号，开启水泵，当流量高于设定值时关闭水泵。
b.通过自动增压装置来控制通过自动增压装置检测管路水压，当水压小于设定值时，给水泵开启信号，开启水泵，当水压高于设定值时关闭水泵。
c.通过变频恒压系统来控制变频恒压系统的水泵电机以软启动方式启动后开始运转，由远传压力表检测供水管网实际压力，管网实际压力与设定压力经过比较后输出偏差信号，由偏差信号控制调整变频器输出的电源频率，改变水泵转速，使管网压力不断向设定压力趋近。这个闭环控制系统通过不断检测、不断调整的反复过程实现管网压力恒定，从而使水泵根据需水量自动调节供水量，达到节能节水的目的。
04空气源热泵机组系统组成
1.概述
在标况下系统设计为自来水流经机组一次升温5℃。将保温水箱中的水循环加热至设定温度。系统设计简单，在天气比较寒冷区域，机组能稳定运行。
循环大小水箱工程系统图循环机组使用加热水箱和储热水箱分离设计，机组集中热量加热小水箱（加热水箱），使其温度到达设定温度后将热水放至大水箱（储热水箱），如此循环动作。此系统适用于连续性供水且热水需求量较大的酒店、宾馆、工厂、医院等场所，水温波动小。
2.回水系统
当用户长时间不用时，水管中的水温降低，为了节约用水，水管中的水自动回到水箱中。回水管路安装电磁阀，当回水管道水温小于设定的回水温度且低于水箱温度5℃时，电磁阀开启，增压水泵开启，将水管中的冷水排放到水箱中。当管道温度高于设定温度，电磁阀与水泵停止工作，保证用户一开龙头就有热水出水。
3.补水系统
加热水箱加水采用水位补水，在水箱内设置高、中、低三个水位，当低于中水位时主机给电磁阀信号，电磁阀开启补水，当高于中水位时,主机给电磁阀信号，电磁阀关闭补水结束。
05空气源热泵机组系统组成
系统安装完毕后，应该对以下几点进行检查：先总体检查下整个工的水系统和电控系统是否安装好，接线是否牢固，该开的阀门是否打开，该关的是否关闭。然后再送电，用万用表检查电源是否正常，再开机。
开机后需要检查的几个要点：
1.机组的补水系统是否正常补水，补到高水位后，电磁阀是否关闭，低于高水位后电磁阀是否再次通电补水。
2.机组的循环水泵是否能把水抽进主机，如果水泵启动了，但是水不循环，就要对水泵进行排空，直到水能正常的循环起来。
3.机组运行时的高压压力和低压压力是否正常，风机吹出的风是否感觉到凉爽，用钳形表检测机组运行电流，观察是否正常，机组无异常噪音。
4.检查工程的供水系统能否提供足够的压力给用户，是否受控制。
5.正常运行一段时间后，水温能够加热到设定温度停机，且水温低于设定温度5℃后能够正常启动。
