空气源热泵系统设计指南

空气源热泵系统设计指南

空气源热泵系统设计指南空气源热泵就是利用室外空气的能量，通过机械做功，使得能量从低位热源向高位热源转移的制冷（制热）装置。它以冷凝器放出的热量来供热，以蒸发器吸收热量来制冷。就热力循环的过程而言，制冷机和热泵都是基于逆卡诺循环而实现其功能的，由于这种装置在运行过程中，总是一侧吸热，另一侧排热，所以，一台装置伴生并兼具制冷和制热两种功能。空气源热泵的技术措施：1、具有可靠的融霜控制，融霜时间总和不应超过运行周期时间的20%。

空气源热泵系统设计指南

空气源热泵就是利用室外空气的能量，通过机械做功，使得能量从低位热源向高位热源转移的制冷（制热）装置。它以冷凝器放出的热量来供热，以蒸发器吸收热量来制冷。

就热力循环的过程而言，制冷机和热泵都是基于逆卡诺循环而实现其功能的，由于这种装置在运行过程中，总是一侧吸热，另一侧排热，所以，一台装置伴生并兼具制冷和制热两种功能。

空气源热泵的技术措施：

1、具有可靠的融霜控制，融霜时间总和不应超过运行周期时间的20%。

2、冬季设计工况时机组性能系数（COP），冷热风机组不小于1.8，冷热水机组不应小于2.0。

3、寒冷地区采用空气源热泵机组应注意以下事项：

1）室外计算干球温度低于-10℃的地区，应采用低温空气源热泵机组；

2）室外温度低于空气源热泵平衡点温度（即空气源热泵供热量等于建筑物耗热量）时，应设置辅助热源。

4、机组进风口的气流速度宜控制在1.5-2.0m/s，排气口的排气速度不宜小于7m/s。

5、热泵机组的基础高度一般应大于300mm，布置在可能有积雪的地方时，基础高度需加高。

重点公式和基本数据：

一、基本耗热量公式：Q=K×F×ΔT

其中：

Q—围护结构基本耗热量，W；

K—围护结构传热系数，W/(㎡.℃)；

F—围护结构传热面积，㎡；

ΔT—室内外计算温差，℃；

用于计算门、窗、墙、地面、屋面各部分围护结构的基本耗热量

常用围护结构传热系数K（W/(㎡.℃))

二、流量计算公式：GL=0.86X∑Q/(tg-th)

其中：

GL—流量，Kg/h；

∑Q—热负荷，W；

tg—供水温度，℃；

th—回水温度，℃；

三、不同供暖末端形式的供水温度及温差

空气源热泵出水温度一般可达到45℃，温差5℃，所以，最适合空气源热泵的供暖末端形式是地暖。

低温热水地面辐射供暖设计要点：

1、低温热水地面辐射供暖系统的供、回水温度应由计算确定，供水温度不应大于60℃。民用建筑供水温度宜采用35～50℃，供回水温差不宜大于10℃。

2、地表面平均温度（℃）

3、聚苯乙烯泡沫塑料板绝热层厚度（mm）

4、地面辐射供暖系统热负荷，应按现行国家标准JGJ142-2012《辐射供暖供冷技术规程》的有关规定进行计算。

5、计算全面地面辐射供暖系统的热负荷时，室内计算温度的取值应比对流采暖系统的室内计算温度低2℃，或取对流采暖系统计算总热负荷的90%～99%。

6、局部地面辐射供暖系统热负荷，可按整个房间全面辐射供暖所算得的热负荷乘以该区域面积与所在房间面积的比值和下表中所规定附加系数确定。

7、进深大于6m的房间，宜以距外墙6m为界分区，分别计算热负荷和进行管线布置。

8、敷设加热管的建筑地面，不应计算地面的传热损失。

9、地面辐射供暖系统热负荷计算，可不考虑高度附加。

10、分户热计量的地面辐射供暖系统的热负荷计算，应考虑间歇供暖和户间传热等因素。

查表法确定地暖管间距：

PE-X管单位地面面积的散热量Qr和向下传热损失Qs（W/㎡）

管外径为20mm、填充层厚度为50mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm、供回水温差10℃（水泥或陶瓷地面，热阻R=0.02(㎡.k/w)）

PE-X管单位地面面积的散热量Qr和向下传热损失Qs（W/㎡）

管外径为20mm、填充层厚度为50mm、聚苯乙烯泡沫塑料绝热层厚度20mm、供回水温差10℃（木地板地面，热阻R=0.1(㎡.k/w)）

采暖方案设计估算指标：

1、在方案设计阶段，缺乏基础数据的情况下，采暖负荷可以按照热指标进行估算，有条件时，应进行逐个房间、逐项的负荷计算。

2、热指标用于单个房间，误差可能很大。

3、该表格按连续供暖考虑，间歇供暖热指标=连续热指标×24/每日供暖小时数。

空气源热泵机组的容量修正：

1、空气源热泵机组的容量，应根据空调系统的冷、热负荷综合考虑后决定，一般取决于冷、热负荷中的较大者。暖通南社整理。

2、机组的制热量，除了与环境温度有密切关系外，还与除霜情况有关。确定机组冬季实际制热量Q(KW)时，应根据室外空调计算温度和融霜频率按下式进行修正：

Q=q×K1×K2

其中：

Q—机组实际工况下的制热量（kW）；

q—产品标准工况下的制热量（标准工况：室外干球温度7℃，湿球温度6℃）（kW）；

K1—使用地区室外空调计算干球温度修正系数，按产品样本选取；

K2—机组融霜修正系数，应根据厂家提供的数据修正；当无数据时，可按每小时融霜一次取0.9，两次取0.8。

匹数与国际单位的换算：

空调匹数（HorsePower-HP 马力)原指输入功率，即1匹（马力）=735W （瓦），包括压缩机、风扇、电机以及电控部分。因不同品牌其具体的系统及电控设计的差异，其输出制冷量也各不相同，故其制冷量以输出功率计算。一般来讲，1匹的制冷量大致为2000大卡，以国际单位换算应乘以1.163，故1匹制冷量大约为2000×1.163=2326W。这里的W（瓦）即表示制冷量，是国家标准单位。

选择空气源热泵需要的是实际温度下的供热或制冷能力，根据供热量或制冷量来选择机组，“匹”是一种功率单位，用起来是不科学的，现在制冷量和制热量应该以W或者KW作为计量单位。

但现在很多人都还在用匹作为单位，这里就介绍一下其换算关系。

匹数=Q/（能效比×735）

如，计算得到所需制热量为20KW，能效系数假设为3（与室外温度有关），则20000/（3×735）=9匹

户式空气源热泵缓冲水箱

为避免压缩机频繁启动、增加系统的热稳定性，应校核系统水容量是否能满足系统热稳定性的要求。即当系统中（水）所存储的能量不足以维持短暂停机（比如化霜）时水温波动要求（夏季不大于5℃，冬季不大于3℃），应设置缓冲水箱。

1、系统水容量计算