第一篇：三集一體恒溫除濕熱泵系統介紹

三集一體恒溫除濕熱泵系統介紹

一.泳池狀況分析及解決方法

泳池池水的熱損失主要為池水表面蒸發損失（約占總損失的70～85%），其他如地表面、池底、池壁、管道設備等傳熱損失只占總熱損失的15～30%左右。池水表面蒸發造成室內泳池空氣濕度加大，如不及時采取除濕以控制合適的濕度，天花板、墻壁、玻璃會凝結水滴，對室內裝飾產生嚴重腐蝕，同時人體感覺不舒適。常規的除濕方式既是外排暖濕空氣，補進室外干燥空氣并將其加熱到室溫。由此可見，常規“加熱+空調”方式能源損失很大：冬季一方面需不斷補充熱量加熱泳池水，另一方面又需補充熱量加熱空氣，夏季還需不斷補充冷量對引進室外新風進行降溫處理。此設計運行費用較高。1.能耗較高的解決措施：

泳池內90%以上的能量損失是由于池水蒸發造成的，這部分能量大部分以水汽(潛熱)的形式存在泳池空氣中，如采用傳統的通風除濕，一般排風量為每小時3倍的泳池空間容積，這在冬季會造成泳池室內的熱量大量損失，在夏季則會造成泳池室內的冷量大量損失。為了補充泳池損失的能量，在傳統通風除濕方式中，游泳池不得不采用鍋爐、中央空調等提供大量的熱源或冷源向泳池內補充能量，耗費大量的能源費用。三集一體除濕熱泵利用能源再生系統，在春、夏、秋三季完全可采用除濕熱泵運行過程中回收的池水表面蒸發的水蒸氣熱量保持室內空氣恒溫恒濕和池水恒溫。

2.含氯的濕空氣解決措施：

室內恒溫游泳池由于表面水蒸發的原因，導致室內空氣相對濕度過高，由于空氣中含有氯離子，在遇冷時容易凝結成水，對泳池裝飾建筑結構造成腐蝕。選用三集一體泳池恒溫除濕熱泵機組，經過合理的系統設計，可以確保室內空間的恒溫恒濕、池水的恒溫和新風換氣，確保空氣質量，避免凝結水的產生，保證室內裝飾及墻體結構不受損失。3.局部凝結水解決措施：

三集一體除濕熱泵在系統設計上，配備了防凝結水裝置，在泳池空間死角預先安裝防結霜溫濕度傳感器，確保在任何不利的低溫氣候情況下，能夠預防凝結水的形成，避免含氯離子的凝結水對墻體結構的腐蝕和對內裝飾的破壞。其原理是當室內最不利點的溫度因室外氣溫下降而過低時，該處的防結霜溫濕度傳感器將此冷表溫濕度數據傳輸到除濕熱泵控制系統，通過除濕熱泵運行，以防止冷凝結霜。

二.三集一體除濕熱泵機組工作原理

設備的風機從游泳池室內抽入溫暖潮濕的空氣。該空氣流經蒸發器（除濕器）盤管，在制冷除濕的同時將回收的因池水蒸發產生的熱能傳遞給冷的液態制冷劑。這種能量交換使空氣溫度降至露點以下，在蒸發器盤管上形成結露，形成的水分流入設備的承液盤中，通過排水管排出，潮濕空氣轉變為干燥的冷空氣。液態制冷劑流過蒸發器之后回收的空氣熱能就變為一種低溫低壓的氣態制冷劑。低溫氣態制冷劑然后進入壓縮機，經壓縮變為高溫氣態。高溫氣態制冷劑流過主機風冷冷凝器或池水熱泵輔助加熱冷凝器或室外機冷凝器，這是高溫氣態制冷劑由氣態轉變為液態，釋放回收的熱量，對室內空氣溫度或池水溫度進行加熱。需要對室內空氣進行加熱時主機風冷冷凝器工作，送出干燥的熱空氣對室內空氣進行升溫。如果室內空氣溫度達到要求時，回收的冷凝熱給池水加熱，主機送出干燥冷空氣對室內空氣進行制冷。如室內空氣溫度和池水溫度同時都達到要求時，這是回收的冷凝熱通過室外冷凝器排到室外大氣中。高溫氣態制冷劑流經冷凝器后冷凝成溫暖的液態，釋放冷凝熱。當室內空氣溫度超過要求上限時，主機風冷冷凝器停止工作，通過除濕蒸發器送出冷空氣，對室內空氣進行冷卻降溫。所以說三集一體除濕熱泵具備了除濕功能、空調制冷功能、室內空氣加熱功能、新風處理功能、池水熱泵輔助加熱功能。

氣流循環流程：室內空氣→風管回風口→回風管→靜壓箱→除濕熱泵機組→排風（污濁濕空氣排到室外）→新風、回風混合→制冷除濕→加熱→送風→靜壓箱→送風管→送風口→室內

排風系統：室內空氣→排風機→靜態箱→排風管→排風口→室外

新風系統：室外空氣→新風口→新風管→除濕熱泵→室內

三.室內空氣分布

恒溫除濕熱泵設備采用連續空氣再循環方式，采用良好的空氣分配系統確保泳池室內空氣溫濕度均勻性。為了保證空氣溫濕度滿足規定的控制要求，室內游泳池必須保證充分的空氣流動和風量分配，設備必須通過循環風系統抽走室內的潮濕空氣，經過除濕和溫度調節，通過送風系統釋放到室內。送風和回風氣流為拋物線循環。

四.風系統

合理的氣流組織才能使室內空氣整體溫濕均勻，避免結露現象產生，所以風管系統的設計至關重要。三集一體風管組織設計，送風的分配可使用一條或多條管道，氣流導向向下或導向易于出現冷凝的墻壁、窗戶等，或從中心部位向兩側送風。回風的分配可使用一條管道或分支，回風口向下。風管設計時必須保證送風、回風之間不能出現短路，否則會超出高濕度層和氣囊。新風口和排風口距離不能太近，否則會造成部分排風直接進入新風系統內。

經過多年工程實踐經驗證明，送風口與回風口相互斜對角安裝可使設備在室內泳池內最有效的工作。風管安裝時設備送風口、回風口、新風口必須安裝風量調節閥，用戶在使用過程中可根據室內人員的多少。季節的氣候變化合理選擇風量配比。送風口應安裝電動防火風閥，并與消防控制并網控制。送風口、回風口、排風口應安裝消音箱，以降低噪音。風管材料建議選用防腐性能好的玻璃材料或酚醛復合材料，盡量不采用防腐性能差的鍍鋅板加保溫，如已采用鍍鋅板材質則必須對鍍鋅板風管內側進行環氧樹脂防腐噴漆處理。

五.池水恒溫系統

1.日常池水恒溫通過熱泵提供的回收熱量來維持，不能滿足時池水溫度要求時采用鍋爐或空氣源熱泵或電加熱器輔助加

熱進行補充。

2.池水初加熱由鍋爐或空氣源熱泵或電加熱器加熱完成，此加熱系統與三集一體恒溫除濕熱泵機組并聯完成，池水恒溫

為全自動控制運行。

3.池水→水泵→除濕熱泵→池水

六.冷熱水盤管

為了充分節約能源，冬季由于泳池室內初始溫度較低，如采用除濕熱泵壓縮機加熱，則時間較長，能耗較大。這時，可利用現有熱水源，通過除濕熱泵機內的熱水盤管對室內空氣迅速升溫，而不需要再風管系統安裝加熱器。夏季可選擇能耗度7-12℃冷凍水直接接入除濕熱泵機冷熱水換熱器，利用冷凍水對室內空氣溫濕度進行控制。

七.防火和噪音處理措施

1.防火：在三集一體恒溫除濕熱泵機組送風口必須安裝電動防火閥，此防火閥與恒溫除濕熱泵聯動控制，防火閥關閉后除濕熱泵自動停止工作。

2.降噪處理：三集一體恒溫除濕熱泵機組送風口、回風口、排風口與風管連接時中間需加靜壓箱降低噪音，靜壓箱安裝在風管與設備風口之間，安裝時采用軟連接方式減震。

八.控制系統

1.三集一體除濕熱泵機組采用PLC可編程觸摸屏控制系統并帶有故障顯示功能，機組采用全自動控制模式。當室內空氣溫濕度，池水溫度設置完成后，設備進入全自動運行狀態，保證泳池空間恒溫恒濕區域的溫濕度滿足使用要求和節約能源，并使池水保持恒溫，無需專人看管，機組還預留通訊接口可與消防、中央控制室并網集中控制。操作簡單方便，避免了用戶因人員流動對設備使用不方便的缺陷。

2.設備具有多重保護措施，制冷系統配有高、低壓保護，池水熱泵輔助加熱循環水冷冷凝器配有池水流量開關盒溫度開關，電器控制配有過流保護和漏電保護器。

九.制冷系統為雙系統

根據不同氣候條件和泳池內人員的多少選擇使用單系統或雙系統。如果其中一個系統出現故障另一系統仍可正常工作。

特殊注明：室外冷凝器，其安裝條件為冷媒單程走管距離不超過25米，主機與室外冷凝器高度落差在+10米至-3米之間。三集一體恒溫除濕熱泵機組帶室外冷凝器可維持池水的恒溫。如果不選用室外機的恒溫除濕熱泵機組，采用池水熱泵輔助加熱水冷冷凝器維持空間的恒溫恒濕。這種情況設計時池水的恒溫必須依靠鍋爐和電加熱或空氣源熱泵維持水溫的恒定。考慮到除濕熱泵機組制冷工況運行過程中將回收熱量對池水輔助加熱功能，鍋爐或電加熱或空氣源熱泵對池水溫度控制值的設定可適當調低，充分節約鍋爐或電加熱或空氣源熱泵的運營成本。

十.殺菌

機組可根據用戶要求安裝殺菌裝置

主要具有四大功能

1.有效殺滅有害微生物：如霉菌、軍團桿菌、肝炎病毒、冠狀病毒、禽流感病毒、流感病毒等；

2.分解可揮發有機物：苯、甲醛、氨氣、乙醚等化學有機物；

3.消除異味：通過人體呼吸、汗液、大小便等物體霉變、腐爛等化學反應產生的異味；

4.沉降可吸入顆粒物：空氣中的可吸入懸浮顆粒物

十一.排風熱回收

為充分節約運行費用，可根據要求在排風系統中安裝排風熱回收裝置，污濁空氣排到室外的同時充分回收排風熱量在利用

第二篇：除濕系統整改措施及經驗教訓

除濕系統整改措施及經驗教訓

------深圳市匯達金建有限公司

董志國

摘要：本文主要介紹如何對一失敗的除濕空調系統進行整改，介紹了整改過程中出現的問題，以及相應的解決辦法，最后進行了經驗教訓總結，以期能夠對類似的工程設計施工提供參考指導。

關鍵詞：除濕空調，調溫型除濕機，轉輪，低壓保護

一、系統基本情況

工程介紹：該項目位于江蘇南京，為某知名食品企業海苔車間，總面積800平米，空調系統參數要求：T≤25℃，φ≤50%。

在該工程按照設計施工完成后，發生了生產環境不能達到參數要求，空調設備無法正常工作的情況，結合現場實際情況，空調系統進行了改造，運行半年后，又進行了多次改造。

具體可參見平面圖。

PB-3如上圖，海苔產品在供給間初步烘干后，經過烘烤線進入內包裝車間，其中供給房間258745016.doc

第三篇：恒溫恒濕實驗室高精密空調系統

SCIS專業的實驗室高精密系統專家

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恒溫恒濕實驗室高精密空調系統

高精密空調恒溫恒濕系統選型主要考慮因素：

A、控制精度：我們建設實驗室的目的是要建設一個達到技術標準要求的檢驗檢測環境，因此設備的控制精度能否達到我們的要求是精密空調選型的首要因素。高精密的恒溫恒濕實驗室建議選用采用目前最為先進的完全模擬量控制技術的精密空調，模擬量控制可以確保高精度，同時溫濕度更為平穩。

B、可靠性：恒溫恒濕實驗室是生產企業的產品質量檢驗與控制和流通領域里商品質量檢驗把關的基礎設施，試驗時要保證實驗室的正常使用，空調機組經常長時間運行，這對精密空調制造工藝水平、主要零部件要求很高。因此在對精密空調選型時產品的成熟度是個重點考慮因素。

C、節能環保：節能環保是整個社會可持續發展的重中之重，選用新技術的恒溫恒濕精密空調與傳統的恒定制冷除濕通過大功率再加熱加濕補償的控制方法比可節能50%以上，同時與傳統組裝式機組相比安裝時電的裝機負荷要求可降低50%以上，大大地降低設備運行成本。D、操作使用便利性：由于恒溫恒濕實驗室使用人員很大一部分并非精通暖通、設備，因此必須保證空調機組的操作界面人性化，通俗易懂，無須專門的培訓；同時機組設備要求日常維護管理簡便，不需專業人員；機組設備體積小型化，以盡量少占有實驗室使用面積。

恒溫恒濕精密空調是為實驗室等高控制精度要求場合設計的專用空調。賽思恒溫恒濕精密空調采用了可無極調節的比例閥門，能根據制冷需求調節空調機組的冷量輸出，使之與房間負荷相匹配。標準機組溫濕度控制精度可達：±0.1℃/1.5%RH。

1、該機組通過控制器輸出信號給閥門執行器，使閥門開度根據室內制冷量的需要而連續變化，最終使機組的制冷量達到連續變化的自動控制。

2、采用絕對含濕量的控制理念，確保機組不會因為機組溫度的變化造成濕度波動而頻繁的除濕加濕，造成能量浪費。

3該機組的加熱控制：采用SCR全功率控制技術，實現連續無極加熱，加熱速度快，對電網沖擊小，控制更為穩定。SCIS專業的實驗室高精密系統專家

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4、冷凝盤管設計選用內螺紋管，親水膜翅片，高效正弦波換熱翅片，大面積的散熱盤管，比一般舒適性風機柜提高換熱效率達15%以上。

5、送風方式：具備上送下回或上送正回的多種送回風方式。

6、大屏幕中文菜單式觸摸屏控制器，無須通過其他軟件直接控制各模塊機組。

7、離心式直連后曲葉片風機；大風量、大面積盤管設計。

8、具備模塊化、主從式控制系統，并能夠實現熱備份、自動切換、級聯（并機）等功能。

9、空調設備的監控功能：具有RS232或RS485接口，可提供本地和遠端兩種控制模式，自動進行啟停切換和數據保存，具有工作狀態、告警信號的傳送和控制功能，通信協議符合原郵電部相應規定。

10、每臺機組配置GPRS監控模塊，可以遠端下載程序，遠程診斷。可建立遠程服務中心，可以通過web云服務平臺隨時監控設備運行狀態。

賽思高精密恒溫恒濕空調是為實驗室等高控制精度要求場合設計的專用空調。此產品應用先進的變頻驅動技術和PID調節技術，可根據房間回風溫度和設定溫度溫差實改變壓縮機的輸出頻率。標準機組溫濕度控制精度可達：±0.2℃/1.5%RH。

此變頻高精密恒溫恒濕空調特點：

該機組采用變頻壓縮機，配有曲軸加熱器和過載保護器，可獲得高效、安靜及可靠的使用效果。

2、該機組的制冷系統設計將降溫制冷與除濕制冷分開并可精密地控制溫濕度，同時節省電力。

3、加熱控制：該機組的加熱控制采用SCR全功率控制技術，實現連續無極加熱，加熱速度快，對電網沖擊小，控制更為穩定。

4、節能控制：機組濕度控制采用先進節能的絕對濕度控制方式，根據絕對含濕量來調節，從降溫到除濕模式自動平滑過渡，控制精度高，更為節能，不會因環境溫度波動使相對濕度變化。同時采用特殊的除濕設計，無需大功率的再加熱器補償，快速除濕并能有效節能。

5、送風方式：具備上送下回或上送正回的多種送回風方式。SCIS專業的實驗室高精密系統專家

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6、大屏幕中文菜單式觸摸屏控制器，無須通過其他軟件直接控制各模塊機組。

7、風機：離心式直連后曲葉片風機。

8、雙重外殼箱體結構，更為安全，隔音性能更好，使機組靜音運行；內部不會滋生、存留細菌；防火等級為A0級(ISO1182.2)。

9、大風量、大面積柔性蒸發器設計。

10、空調設備的監控功能：具有RS232或RS485接口，可提供本地和遠端兩種控制模式，自動進行啟停切換和數據保存，具有工作狀態、告警信號的傳送和控制功能，通信協議符合原郵電部相應規定。每臺機組配置GPRS監控模塊，可以遠端下載程序，遠程診斷。可建立遠程服務中心，可以通過web云服務平臺隨時監控設備運行狀態。

高精密恒溫恒濕系統的用途分為兩塊： 1.恒溫恒濕車間，但無凈化要求；

2.既有恒溫恒濕要求，又需要凈化等級控制；

房間的情況：1.房間內顯熱較大；2.房間內顯熱較小； 針對以上兩點進行分析： 1.從負荷方面考慮：

系統的送風量是與房間內的顯熱和送風溫差決定的,而不是根據系統總制冷量(房間的顯熱和潛熱)計算得出的。恒溫恒濕機組制冷量一般顯熱占50％，潛熱占50％，相當于新風占整個送風量的20％左右。當房間內顯熱較大，而新風量不大時，計算的送風量較大，就不能根據總制冷量選擇恒溫恒濕系統標定的制冷量來確定。

2.從機外余壓考慮：恒溫恒濕，但無凈化要求系統對空調機組的機外余壓要求不高，主要克服送回風管道、閥門、散流器、初效過濾器等，常規的機組即可滿足要求；

既有恒溫恒濕要求，又需要凈化等級控制的系統對空調機組的機外余壓要求較高，一般系統總阻力在1100Pa～1400Pa之間，主要克服送回風管道、閥門、散流器、初效過濾器（初阻力50Pa，終阻力100Pa）、中效過濾器（初阻力150Pa，終阻力300Pa）、高效過濾器（初阻力250Pa，終阻力500Pa）等，常規的機組就無法滿足要求。如系統需要設置二次回風，結晶型恒溫恒濕系統就無法選用；一次回風的情況，恒溫恒濕系統+加壓箱的設計形式，由SCIS專業的實驗室高精密系統專家

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于在選擇加壓風機的型號時無法與恒溫恒濕機組內的風機很難匹配，不同型號、不同功率的風機在串聯或并聯時總風量不是簡單的相加，計算相對較復雜；建議在一般設計過程中盡量設計為單風機系統。

第四篇：電動汽車熱泵空調系統的實驗研究

電動汽車用熱泵空調系統的實驗研究

軒小波

1.2.1,2陳斐

1,2

上海新能源汽車空調工程技術研究中心

上海加冷松芝汽車空調股份有限公司制冷研究院

摘要：基于一款電動汽車空調設計了熱泵空調系統試驗臺架，研究了不同壓縮機轉速和環境溫度條件下雙換熱器和三換熱器系統對熱泵空調換熱性能、總成出風口平均溫度及系統COP的影響。結果表明，環境溫度越高雙換熱器系統和三換熱器系統的換熱性能越高，且三換熱器系統的性能優勢越明顯；壓縮機轉速為5500rpm、室外環境溫度為7℃、1℃、-5℃工況下，三換熱器系統較雙換熱器系統總成出風口平均溫度分別高8.0℃、7.2℃和6.1℃，系統COP分別提高15.0%、16.5%和18.2%，提高了電動汽車乘員艙的舒適性和能效比。

關鍵詞：電動汽車

熱泵空調

實驗研究

三換熱器系統

系統COP Experimental Research of Heat Pump Air-conditioning System

for Electric Vehicle

Songz automobile air conditioning co.,ltd Shanghai 201108

Abstract: Designed a test bench of heat pump air conditioning system based on an electric car air-conditioning.The impact of heat pump air conditioning system transfer performance, average temperature of the outlet assembly and the system coefficient of performance were studied base on two exchangers system and three exchangers system, under different compressor speeds and different ambient temperatures.The test results indicate that, higher the ambient temperature, higher the heat transfer performance of the two exchangers system and three exchangers system, transfer performance advantages more obvious of the three exchangers system.Under compressor speed is 5500rpm, ambient temperature is 7℃,1℃,-5℃conditions, average temperature of outlet assembly of the three exchangers system higher 8.0℃, 7.2℃ and 6.1℃ than the two exchangers system, the coefficient of performance increased 15.0%, 16.5% and 18.2% respectively, and the electric vehicle passenger compartment comfort and energy efficiency is also improved.Key words: electric vehicle

heat pump air-conditioning

experimental research three heat exchangers system

system coefficient of performance

1前言 由于新能源電動和混動汽車工業的快速發展，空調系統能耗對電動汽車續行里程的影響日益凸顯，這對電動汽車空調系統的節能降耗提出了更高要求。目前市場上的電動汽車冬季大多都采用PTC加熱方式采暖，不僅能耗高而且制熱效率低，電動汽車空調必須從自身解決低效供暖的問題，熱泵型空調技術正好解決了電動汽車采暖能耗高及對發動機余熱的依賴問題。

［］

熱泵是利用少量高品位能源使熱量由低溫熱源流向高溫熱源的節能裝置1，在電動汽車中使用熱泵空調系統取暖，可利用電能將環境中的熱量泵送到車室內，得到的熱量為消耗

［］的電能與吸收的低位熱能之和，因此其能效比大于1[2]；魏名山等人3針對電動汽車在冬天取暖時能耗較高的問題，設計了一套用于取暖的熱泵空調系統；熱泵COP 是制熱模式下熱

［］［］泵空調系統的實際制熱量與實際輸入功率的比值4；Hosoz 等人5將傳統燃油汽車空調改裝為熱泵空調，研究了不同壓縮機轉速與系統換熱量、COP 等參數之間的關系。

本文設計了用于電動汽車室內采暖的熱泵空調系統試驗臺架，研究了不同壓縮機轉速和環境溫度條件下雙換熱器和三換熱器系統對熱泵空調換熱性能、總成出風口平均溫度及系統COP的影響。

2電動汽車熱泵空調系統

電動汽車熱泵空調系統原理如圖1所示，主要由電動壓縮機、單向閥、四通換向閥、節流裝置、室內外換熱器、氣液分離器等組成。

圖1 電動汽車熱泵空調系統圖

制冷模式下，從壓縮機出口排出的高溫高壓制冷劑氣體經單向閥、四通換向閥進入室外換熱器，在室外換熱器內與外界空氣進行熱交換冷凝為低溫高壓的制冷劑液體，流經節流裝置進行節流降壓，節流后的氣液兩相制冷劑進入室內換熱器，與室內空氣進行交換實現蒸發吸熱以達到降低乘員艙內溫度的目的，最后從室內換熱器排出的低溫過熱制冷劑經四通換向閥、氣液分離器被壓縮機吸入進入下一個制冷循環。

制熱模式下，從壓縮機出口排出的高溫高壓制冷劑氣體經單向閥、四通換向閥進入室內換熱器，與車內空氣進行熱交換以達到提升乘員艙內溫度的目的，冷凝為低溫高壓的制冷劑液體流經節流裝置進行節流降壓，節流后的氣液兩相制冷劑進入室外換熱器與室外空氣進行熱交換，最后從室外換熱器排出的低溫過熱制冷劑經四通換向閥、氣液分離器被壓縮機吸入進入下一個制熱循環。

3實驗裝置與方法 3.1 實驗裝置

本熱泵系統室內空調箱采用一款車用HVAC總成改裝而成；實驗臺架如圖2所示。

室外換熱系統

室內換熱系統

圖2 熱泵系統實驗臺架

壓縮機作為系統的主要部件對系統的換熱性能起著重要作用，該系統選用一款排氣量為24cc的車用電動渦旋壓縮機，具體參數如表1所示。

表1 渦旋式電動壓縮機參數

項目 壓縮機型號(代號)壓縮機型式 排氣容積

壓縮機周圍環境溫度

轉速范圍

制冷劑

冷凍油種類

冷凍油注入量

單位--cc/rev ℃ rpm ? ? ml

規格

EVS24HLBBAA-5AA 汽車空調用電動渦旋壓縮機-40～80 1500-6000 R134a HAF68、POE

120±20(補充油量根據具體情況協商)室外換熱器采用專為汽車熱泵空調系統設計的串片式換熱器，是將多孔扁管和翅片采用穿插式結構利用全鋁釬焊技術將兩種部件焊接而成，加之翅片的百葉窗結構或錯窗結構，使得系統在制熱模式下此換熱器作為蒸發器使用時具有良好的防結霜功能，此種換熱器在低溫環境下工作同時具有良好的換熱性能及分液均勻性。為了解決室內換熱器在制熱模式下做為冷凝器使用時換熱性能不足的問題，本熱泵空調系統使用兩個內部換熱器串聯的方式代替傳統的一個換熱器進行熱交換；兩個換熱器分別為平行流微通道換熱器及小管徑翅片管式換熱器，平行流換熱器的位置在HVAC總成中位置保持不變，翅片管式換熱器安裝在總成中暖風芯體的位置，即充分利用了總成中有限的空間，又提升了室內換熱器在系統制熱狀態下的換熱性能；制冷模式下通過兩位三通閥自動關閉翅片管式換熱器，由平行流換熱器單獨工作。室內、外換熱器主要參數如表2所示。

表2 室內、外換熱器參數

名稱 串片式換熱器平行流式換熱器 管片式換熱器 外形尺寸/mm 迎風面積/m2 656×357×38 281×249×38 271×157×35

0.214 0.056 0.038

管徑/mm 16×1.8 16×1.8 ?5

最大承受冷媒壓力/MPa

4.5 4.5 6 系統采用具有雙向節流功能的熱力膨脹閥，壓縮機吸氣口前安裝有帶干燥過濾功能的氣液分離器，在系統中既能起到干燥過濾的作用，又能避免系統低溫制熱模式下壓縮機發生液擊的風險，且減少空調系統龐大的連接回路，簡化了控制系統、降低了因接口過多造成冷媒泄漏的機率、提高了系統的密封性，更為節能環保。壓縮機排氣口處增加油分離器，保證熱泵系統在低溫環境下工作時潤滑油能夠在壓縮機內流動順暢，避免排氣溫度過高而造成壓縮機損壞。其他主要儀器參數如表3所示。

表3 主要儀器參數

儀器名稱 質量流量計 壓力傳感器 溫度傳感器

3.2 實驗方法

室內換熱系統及室外換熱系統分別布置在兩個不同的溫度環境中，即模擬系統低溫制熱工況下車內、外的環境條件。在不同的環境溫度、壓縮機轉速下測試雙換熱器及三換熱器熱泵系統對換熱性能、HVAC總成出風口溫度及系統COP的影響。

測量范圍 0～400 kg/h 0～5 MPa-40℃～120℃

精度/% 0.5 0.2 0.15 4 實驗結果與分析

壓縮機轉速5500rpm時，室外環境溫度分別為7℃、1℃、-5℃時雙換熱器系統、三換熱器系統換熱性能如圖3所示。環境溫度為7℃時三換熱器系統換熱性能較雙換熱器系統性能大28%，環境溫度為1℃、-5℃時三換熱器系統較雙換熱器系統換熱性能分別大25%和19%；即隨著環境溫度的升高，兩種系統的換熱性能均有不同程度的提高，且環境溫度越高，三換熱器系統的性能優勢較雙換熱器系統越明顯。

圖3 兩換熱器系統換熱性能

圖4 兩換熱器系統總成出風口平均溫度 實驗過程中此HVAC總成的送風模式選定為全熱/除霜/外循環，為了監控總成出風口溫度，在除霜風口均勻布置8個熱電偶。不同環境溫度下兩種系統的總成出風口平均溫度如圖4所示。室外環境溫度為7℃、1℃、-5℃時三換熱器系統較雙換熱器系統總成出風口平均溫度分別高8.0℃、7.2℃和6.1℃。由此可知，三換熱器系統在不同的環境溫度下大大提高了乘員艙的舒適性。

不同環境溫度下兩種換熱器系統的COP如圖5所示。壓縮機轉速5500rpm，環境溫度為-5℃時，三換熱器系統與雙換熱器系統COP分別為2.73和2.31，室外環境溫度為7℃、1℃、-5℃時三換熱器系統較雙換熱器系統COP分別高出15.0%、16.5%和18.2%；對同一種換熱器系統，不同的環境溫度下系統COP變化并不明顯，如三換熱器系統：7℃環境溫度下系統COP只比-5℃環境溫度下系統COP大0.19，這說明隨著環境溫度的上升，系統換熱性能提高的同時壓縮機的功耗也隨之升高。

圖5 雙換熱器、三換熱器系統COP對比

圖6 系統COP隨壓縮機轉速變化曲線

環境溫度為-5℃時，雙換熱器系統與三換熱器系統COP隨壓縮機轉速變化情況如圖6所示。隨著壓縮機轉速的不斷升高系統COP逐漸降低，即壓縮機轉速越低系統COP越高反之系統COP越低，這說明隨著壓縮機轉速的升高，系統換熱性能的提升比小于壓縮機功耗的提升比。

5結論與展望

通過實驗研究電動車熱泵空調雙換熱器和三換熱器系統的換熱性能、總成出風口平均溫度及系統COP，得出結論：

（1）隨著環境溫度的升高，雙換熱器系統及三換熱器系統的換熱性能均有不同程度的提高，且環境溫度越高，三換熱器系統的性能優勢越明顯。

（2）壓縮機轉速為5500rpm、室外環境溫度為7℃、1℃、-5℃條件下：三換熱器系統較雙換熱器系統總成出風口平均溫度分別高8.0℃、7.2℃和6.1℃，三換熱器系統在不同的環境溫度下大大提高了乘員艙的舒適性，三換熱器系統較雙換熱器系統COP分別高出15.0%、16.5%和18.2%;對于同一種換熱器系統不同的環境溫度條件下系統COP變化并不明顯。（3）壓縮機轉速越高系統COP越低，壓縮機轉速越低系統COP越高。（4）為了實現電動汽車熱泵空調在更低的環境溫度下同樣具有較高的換熱性能及系統COP, 可選擇噴氣增焓式電動壓縮機與chiller或同軸管配合使用做更深一步的研究和探索，為電動汽車熱泵空調盡早實現工業化奠定基礎。

參考文獻：

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第五篇：燃氣熱泵系統技術經濟性分析

燃氣熱泵系統技術經濟性分析

前言

隨著我國經濟的發展，人民生活水平提高，以及全球變暖的氣候影響，我國制冷市場需求快速提高。現階段制冷的主要能源為電力，燃料油和天然氣只占很小比例。電空調是一種高能耗設備，而且是負荷非均衡性的能耗設備，雖然國家建設了大批調峰機組、調峰電站，但仍無法確保不斷猛增的用電高峰負荷，夏季頻頻出現用電高峰期設備過載、掉閘斷電現象，影響群眾的正常生產生活。

北京市的天然氣應用近年取得了飛速的發展，為提高首都居民生活水平、改善首都大氣環境、促進北京申奧成功做出了巨大的貢獻。但仔細分析北京市天然氣供應量的分布，冬季采暖用氣量非常大，而夏季制冷用氣始終保持在一個很低的水平。天然氣輸配管網和設施必須按最大供應能力建設，這樣當夏季供氣低谷時必然造成管網資源的閑置和浪選?

通過以上分析可以看出，燃氣與電力都存在峰谷差的難題，但是燃氣峰谷與電力峰谷有極大的互補性，夏季是燃氣使用的低谷，卻是電力負荷的高峰期，燃氣制冷可降低電網夏季高峰負荷，填補燃氣夏季用氣量低谷，實現資源的充分和均衡利用。

燃氣熱泵（GHP）也稱熱泵式燃氣空調，是天然氣用于中小型建筑物制冷和供暖的一種新的形式。燃氣熱泵（GHP）系統介紹

2.1 燃氣制冷系統分類

燃氣制冷系統按工作原理主要分為吸收式和壓縮式，目前利用天然氣進行制冷的系統主要有三種：利用天然氣燃燒產生熱量的吸收式冷熱水機組（直燃機）、利用天然氣燃燒余熱的吸收式冷熱水機組（對接式直燃機）和利用天然氣發動機驅動的壓縮式制冷供暖機組（燃氣熱泵）。其中直燃機一般應用于2萬平米以上的大型建筑，對接式直燃機更是應用于大型冷熱電三聯供系統，而燃氣熱泵可以靈活應用于中小型建筑物，以燃氣作為能源提供制冷和供暖。

燃氣熱泵（GHP—Gas engine Heat Pump）的是以城市燃氣作為能源，通過燃氣發動機做功驅動壓縮機，使冷媒循環運動反復發生物理相變過程，分別在蒸發器中氣化吸熱，在冷凝器中液化放熱，實現熱泵循環，使熱量不斷得到交換傳遞，并通過閥門切換使機組實現制熱和制冷功能的切換。

燃氣熱泵（GHP）系統從其設備組成上來說主要分為室外機、室內機、冷媒連接管路、冷凝水管路、燃氣供應系統、電力供應系統和控制線路系統。其中室外機內的燃氣發動機是整個系統的心臟部分。技術分析

4.1 GHP系統的特點

4.1.1優化能源利用結構

燃氣制冷可降低電網夏季高峰負荷，填補燃氣夏季用氣量低谷，緩解夏季用電高峰，提高燃氣管網利用率，實現資源的充分和均衡利用。

4.1.2使用一套系統解決夏季制冷和冬季供暖

GHP系統可以在供暖的熱泵循環中有效利用燃氣發動機排出的熱量和發動機冷卻水系統的熱量，使GHP系統的供暖能力受室外溫度影響小（-20℃以上供暖能力不受影響），可適用于更低的環境溫度；同時無需除霜，在寒冷地區可快速啟動，具有電空調無法比擬的供暖優勢。

4.1.3 環保性能優異

我國燃煤發電量占總發電量的80%以上，因此電力并不能算做真正意義上的清潔能源，GHP系統以天然氣、城市煤氣、液化石油氣等燃氣作為能源，是真正清潔的一次能源；設備運轉低排放，低噪音，低振動；冷媒使用環保新冷媒R407C，對大氣臭氧層無破壞作用。

4.1.4 更大的空調穩定性和舒適性

以燃氣發動機為動力，可根據制冷供暖時的負荷變化，電腦控制無級變速調節發動機轉速以控制壓縮機轉速，保持室內溫度更加穩定、舒適。

4.1.5 室外機室內機搭配靈活

GHP系統的室外機有28~56KW多種規格，室內機也有壁掛式、吸頂式、嵌入式、落地式等不同功率的多種規格，一臺室外機最多可帶20臺室內機。因此，可根據建筑物的不同規模和功能靈活搭配GHP室外機和室內機，按不同區域構成相互獨立又相互聯系的系統，滿足不同的負荷需求。

4.2 技術成熟性

日本是世界上GHP系統應用最廣泛的發達國家。20世紀80年代，隨著日本電力需求激增和第二次燃油危機的爆發，日本政府出臺了新能源政策，推進能源利用的多樣化和均衡化，鼓勵利用海上進口的天然氣作為能源。1980年到1987年是GHP技術的研制階段，1987年開始市場銷售，1988年銷售10322臺，到2001年年銷量已達到46274臺，2003年累計銷量約50萬臺，廣泛應用于商場、賓館、辦公樓、娛樂場所、醫院、集體宿舍、別墅、學校等場所。經過20多年的研究和發展，GHP技術已經是一項十分成熟的技術。

4.3 技術適用性

經過我們對北京試驗項目GHP系統實際運行狀態和運行數據的研究，GHP系統在北京市的氣候、環境、天然氣氣質等條件下制冷和供暖運轉十分正常，用戶對使用效果非常滿意，廢氣排放、噪音和震動等指標完全符合我國相關法規和規定的要求，適合在北京地區和全國范圍內推廣。經濟分析

下面以所進行試驗項目的建筑物作為模型，進行幾種制冷供暖方式應用于中小型建筑的方案比較。

5.1 參數說明

該建筑是位于北京市石景山區七星園小區的三層辦公樓，建筑面積為600平方米。要求夏季制冷，冬季采暖。該建筑用途為辦公用房，根據國家標準單位建筑面積制冷負荷選取100 w/m2，建筑總冷負荷約為60 Kw；單位建筑面積供暖負荷選取為60 w/m2，建筑總熱負荷約為36 Kw。北京市天然氣熱值按8300kcal/Nm3計算，天然氣價格按制冷1.70元/ m3，供暖1.90元/ m3，電價按平均0.633元/ Kwh計算。

各方案一次性投資詳見附表一，運行費用詳見附表二。

5.2 燃氣熱泵（GHP）系統制冷供暖（方案一）

5.2.1一次性投資

GHP系統由2臺室外機和20臺室內機及連接、控制管路組成。配套燃氣系統接自其樓內原有低壓（2KPa）天然氣管線，電力系統接自其樓內原有配電箱220V電源。

本方案投資未計GHP系統施工安裝費用和配套燃氣、電力系統投資。

該建筑辦公室面積小數量多，因此GHP系統室內機數量較多，導致單位建筑面積投資額較高；若建筑物的開間大、布局合理，單位建筑面積投資額可降至約600元/ m2。

5.2.2 運行費用

夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算，能耗指標為試驗所得數據。

5.3電力中央空調（EHP）系統制冷供暖（方案二）@page@

5.3.1一次性投資

EHP系統同樣由2臺室外機和20臺室內機及連接、控制管路組成，設備型號規格與GHP系統相同。電力系統接至其樓內原有配電箱220V電源。

本方案投資未計EHP系統施工安裝費用和配套電力系統增容等投資。

5.3.2 運行費用

夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算。

5.4直燃機系統制冷供暖（方案三）

5.4.1 一次性投資

采用直燃機需在建筑物周圍建設直燃機房，設15萬大卡/小時直燃機1臺，且直燃機的燃燒機使用5~15KPa天然氣氣源，需建設天然氣調壓設施。

本方案投資未計直燃機系統施工安裝費用和配套燃氣管道投資。

5.4.2 運行費用

夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行10小時計算。

直燃機房需1人值班，工資按20元/天計算。

5.5電力分體空調制冷+專用鍋爐房供暖（方案四）

5.5.1 一次性投資

此方案為近階段北京地區中小型建筑普遍采用的制冷采暖方式。需購置安裝20臺電空調設備進行夏季制冷，在建筑物周圍投資建設專用鍋爐房，設42Kw燃氣熱水鍋爐（北京地區已禁止使用燃煤鍋爐）進行冬季供暖，燃氣系統接自其樓內原有低壓（2KPa）天然氣管線，電力系統接自其樓內原有配電箱220V電源。

本方案投資未計系統施工安裝費用和配套電力系統增容等投資。

5.5.2 運行費用

夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖按采暖期129天，每天運行24小時計算。

鍋爐房需1人值班，工資按20元/天計算。

5.6電力分體空調制冷+熱網集中供暖（方案五）

5.6.1 一次性投資

此方案需購置安裝20臺電空調設備進行夏季制冷，接入城市熱網進行冬季供暖，電力系統接自其樓內原有配電箱220V電源。

本方案投資未計系統施工安裝費用和配套電力系統增容等投資。

5.6.2 運行費用

夏季制冷按制冷期120天，每天運行10小時計算，冬季采暖費按24元/ m2計算。

5.7 方案比較

5.7.1費用年值法

下面采用費用年值法對各方案進行經濟比較。所謂費用年值法，就是將方案在規定的標準補償年限內，將年費用加以比較，年費用應是補償期內年平均投資和年運行費用之和。

其數學表達式為：

Z= 元/年

式中：C——系統的年運行費用(元/年);

K——制冷、供暖系統的投資額（元）；

X——投資效果系統（1/年）；且

x=

其中：i——部門內部的標準收益率。對公用設施取投資利息；對住戶自購的設備取儲蓄利息；

m——設備使用年限。

5.7.2 費用年值比較

各方案費用年值詳見附表三。

通過比較可以看出，對于600 m2的辦公樓來說，分體電空調加集中供暖（方案五）費用年值最低，但在不具備集中供暖條件的情況下，燃氣熱泵系統（方案一）從經濟性比較為最佳方案，其費用年值比電力中央空調低19%，比直燃機低25%，比分體電空調加專用鍋爐房低37%。

正是燃氣熱泵（GHP）系統的以下特點，決定了其在經濟性上的優勢：

1)放在樓頂或室外空地，不用專門設置機房，節省占地和投資；

2)自動運行，無需專人值守，節省人工成本；

3)高效節能，運行費用最低。結論

6.1 技術可行

燃氣熱泵系統在設備技術上已趨向成熟穩定，完全適應北京地區的氣候、環境、天然氣氣質，設備推廣具備技術可行性。

6.2 經濟可行

對于中小型公共建筑物，在不具備集中供暖條件的情況下，采用燃氣熱泵系統費用年值最低，而且不必建機房，無需專人值守，可以節省機房占地和人員管理，提高綜合效益。