热泵空调系统设计计算与机组选型参考

热泵空调系统是近几年使用的最普遍的空调系统，这点在家用空调上表现尤为突出，以前家用空调机很多都是单冷机，只有制冷一种功能，到了夏天温度高的时候可以使用，但是到了冬天就一筹莫展了。而现在随着人民生活水平的提高，热泵空调就渐渐进入了消费视野。今天制冷快报就为大家介绍下热泵空调系统的设计计算与机组选型参考。

空调负荷与容量的确定

空调负荷包括空调冷负荷和空调热负荷。空调冷(热)负荷指为将室内的空气参数维持在设计参数状态，单位时间内需向建筑提供的冷(热)量。这是一个受室内设计参数、室内人员、设备等散热、散湿量、围护结构性质、室外空气环境参数(包括温度湿度、气流速度等)、太阳辐射强度等诸多因素影响的变量。

在室内外设计计算参数条件下的空调冷(热)负荷为建筑物之空调设计计算冷(热)负荷。让空调系统恰如其分地提供冷(热)量，以满足设计计算状态下建筑物的需求，并随时适应建筑物空调冷(热)负荷及其变化的需要是空调设计的根本目的。

在空调系统设计过程中，空调负荷计算是第一步，空调负荷的计算应包括空调设计计算负荷的确定和各时段负荷的分析。其次，设备的容量必须满足空调设计计算冷(热)负荷的要求，另外设备的配置应适应空调负荷变化的特点。

在以空气源热泵型冷热水机组为冷源的空调系统设计中热泵机组的容量既要考虑到大楼各部分的同时使用系数，还应考虑到热泵的实际制冷量、实际供热量会因设备间距限制等原因造成通风不畅，部分气流短路(这部分的出力损失约占5%左右)而受到影响,和室外换热器因表面积灰、换热器表面结垢、设备衰减等因素的影响,故所选择的热泵机组尚应考虑安全系数。由公式来表示：

Q=β1·β2·QD。

式中，Q——热泵机组在设计工况下的制冷(供热)量KW

QD——设计计算负荷，KW

β1——同时使用系数，由具体工程定，一般为0.75~1.0

β2——安全系数，一般取1.05~1.10。

另外，热泵机组既要满足系统夏季的供冷要求，又要满足系统冬季的空调供暖要求。各不同供应商的热泵机组的额定制冷量，额定供热量的参数不尽相同，与各地区空调室外设计参数不一定一致。

对南京而言，一般供应商所提供的热泵机组额定制冷工况条件与实际一致或相近，一般空气干球温度为35℃，空调冷媒水进出水温度分别为12℃、7℃左右。而冬季制热热泵的额定工况条件为室外空气温度7~8℃，进出水水温为50-55℃。这一条件与南京地区冬季空调设计计算温度相差甚远。

南京气候特征为冬冷夏热。对于一般办公、酒店为主的综合楼，冬季空调供暖设计计算热负荷约为夏季空调设计计算冷负荷的70-85%。在热泵机组选择时，应查看热泵机组对应于当地设计计算气象参数条件的真实出力。

如果热泵机组在设计计算室外参数条件下的制冷量大于设计计算冷负荷，而制热量等于热负荷，则应以热负荷为准选择热泵。反之，如果制冷量满足设计计算冷负荷要求，而供热量大于所需热量，则可考虑部分选用风冷型冷水机组，部分选用热泵机组，以减少投资。一般情况下，按夏季负荷选定的热泵，能满足冬季供暖的要求。

机组类型与台数的确定

对较小系统，或对尺寸、重量吊装等有特殊要求的场合，模块式热泵有其优越性。所选用模块式热泵应注意三个问题：一是水质要求，入口要设较高过滤效率的过滤器，二是水力平衡要好，三是拼装块数不宜过多，以免影响换热器的进风面积。一般一组不宜超过6个单元。

在选择整体式热泵机组时，应考虑到空调系统负荷变化的特点和设备间的互备性，考虑到冬季热泵化霜时尽可能减少对水温的影响。一般一个空调系统的热泵台数不宜低于2-3台，每个空调系统的配置的热泵机组的总的制冷回路数不宜少于4-6个。当然，热泵的台数还应考虑大楼功能、用户单元划分、计量、管理等综合因素。

致于往复式热泵机组与螺杆式热泵机组，从理论上讲，螺杆式热泵运动部件少，维护量少，效率也高，噪音也低。但由于热泵的噪音很大一部分来源于风机，而且压缩机的噪音可以通过加隔音罩等办法降低，故实际上螺杆式热泵的噪音比活塞式热泵的噪音略低(约3-5dB(A))。

另外，对于热泵机组热阻主要在室外换热器侧，热泵的效率还受两器面积等因素的影响，故从工程角度，螺杆式热泵与活塞型热泵在效率上的差异有限。但螺杆式热泵的价格高于往复式热泵。关于制冷剂问题，有条件时尽可能选用对环境影响小的制冷机，如R134a、R407C等，其中应优选R407C其次是R134a，从冷剂价格考虑，目前最便宜的是R22。