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鄭州輕工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生自查表 （中期教學(xué)檢查用） 學(xué)生姓名 專業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 班級(jí) 指導(dǎo)教師姓 名 課題名稱 7 kw分體式水源熱泵空調(diào)機(jī)組 個(gè)人作息時(shí) 間 上午 自 8 時(shí) 至 11：30 時(shí) 下午 自 15 時(shí) 至 18時(shí) 晚上 自 19：30 時(shí) 至 21：00 時(shí) 工作地點(diǎn) 上午 宿舍 下午 教室 晚上 教室 個(gè)人精力實(shí)際投入 日平均工作時(shí)數(shù) 8 h 周平均工作時(shí)數(shù) 6h 迄今缺席天數(shù) 3天 出勤 率% 95% 指導(dǎo)教師每周指導(dǎo)次數(shù) 3次 每周指導(dǎo) 時(shí)間（小時(shí)） 8h 備注 無 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作進(jìn)度 已完成的主要內(nèi)容 % 待完成的主要內(nèi)容 % 1.初步確定制冷系統(tǒng)方案 2.空調(diào)系統(tǒng)的熱力計(jì)算 3.冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 45 1.該制冷系統(tǒng)圖的系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.管路及輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)和選用 3.繪制冷凝器，蒸發(fā)器等零部件圖，制冷系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì) 55 存在問題 1. 各理論知識(shí)點(diǎn)掌握得不夠扎實(shí)，使得設(shè)計(jì)速度不夠理想。 2. 設(shè)計(jì)思路不夠明確，影響整體進(jìn)度。 3. 在設(shè)計(jì)的時(shí)候有些設(shè)計(jì)公式過于繁瑣理解，計(jì)算比較麻煩。有些參考系數(shù)需要深刻理解。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 題目 7kW分體式水源熱泵空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì) 專業(yè) 學(xué)號(hào) 姓名 一、原始資料及技術(shù)條件 1. 制熱工況：進(jìn)水溫度40℃,出水溫度45℃；環(huán)境干球溫度7℃、環(huán)境濕球溫度6℃ 2. 制冷工況：制冷量7 KW,進(jìn)水溫度12℃,出水溫度7℃；環(huán)境溫度35℃ 3. 控溫精度： ±2 ℃ 4. 電源： 220 V 50Hz 5. 工質(zhì)： HCFC類或HFC類 二、主要內(nèi)容 1. 設(shè)計(jì)計(jì)算：幾何參數(shù)計(jì)算、隔熱計(jì)算、負(fù)荷計(jì)算、熱水產(chǎn)量計(jì)算、循環(huán)熱力計(jì)算、壓縮機(jī)選擇計(jì)算及說明、冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算、蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算、輔助設(shè)備選擇計(jì)算、節(jié)流機(jī)構(gòu)選擇計(jì)算及說明。 2. 零部件選擇：溫度控制儀選擇、壓力控制器選擇、其他零部件選擇。 3. 設(shè)計(jì)圖樣：總裝圖、主要零部件圖、系統(tǒng)流程圖。 三、基本要求 1. 認(rèn)真進(jìn)行實(shí)習(xí)(調(diào)研)、完成實(shí)習(xí)(調(diào)研)報(bào)告。 2. 閱讀文獻(xiàn)寫出文獻(xiàn)綜述。 3. 按統(tǒng)一格式完成開題報(bào)告。 4. 閱讀英文文獻(xiàn)，并譯成中文(不少于5000漢字)。 5. 規(guī)范繪制圖樣，上機(jī)繪圖不少于三張A0圖。 6. 英中文對(duì)照摘要，中文不少于400 字。 7. 按統(tǒng)一格式編制設(shè)計(jì)說明書，不少于 30000字。 8. 有全部設(shè)計(jì)的紙介質(zhì)文檔和電子文檔。 四、主要參考資料 1 吳業(yè)正主編．小型制冷裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004 2 　徐傳宙，時(shí)　陽，湛清平編。制冷器具原理與技術(shù)[M]．北京：中國輕工業(yè)出版社，1996.5 3 張祉祐，石秉三主編．制冷及低溫技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982 4 張祉祐主編．制冷原理與設(shè)備[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987 5 吳業(yè)正，韓寶琦．制冷原理及設(shè)備(第2版) [M]．西安：西安交通大學(xué)出版社，1997 6 鄭賢德主編．制冷原理與裝置[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001 7 陳光明主編．制冷與低溫原理[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 8 王如竹等編．制冷原理與技術(shù)[M]．北京：科學(xué)出版社，2003 9 W.F.Stoecker & J.W.Jones 著；陳國邦等譯．制冷與空調(diào)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987 10 蔣能照主編. 空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997 11 時(shí) 陽主編．小型制冷與空調(diào)作業(yè)[M]．北京：氣象出版社，2002 12 王少為，劉震炎，趙可可．小型復(fù)合空調(diào)器的研制和實(shí)驗(yàn)研究[J]．制冷學(xué)報(bào)，2004(2) 13 唐文濤，羅 剛，王瑞祥．家用空氣源熱泵熱水器實(shí)驗(yàn)研究[J]．流體機(jī)械，2005，33(Z)，53-57 14 曹 鋒，馬 元，王 凱等．R417a用于熱泵熱水器的試驗(yàn)研究[J]．流體機(jī)械，2005，33(Z)，117-120 15 李舒宏，武文斌，張小松．多功能熱泵空調(diào)熱水器的實(shí)驗(yàn)研究[J]．流體機(jī)械，2005，33(9)，48-51 16 王 偉，金蘇敏，陳建中．用于低溫環(huán)境下的雙級(jí)壓縮風(fēng)冷熱泵熱水器[J]．流體機(jī)械，2005，33(9)，62-67 17 倪德良，俞善慶，杜云慶．家用熱水器的能效應(yīng)用及發(fā)展對(duì)策[J]．能源技術(shù)，2004，25(4)，171-173 18 黃遜青．家用空氣源熱泵熱水器制冷系統(tǒng)安全要求探討．中國制冷學(xué)會(huì)2005年制冷空調(diào)學(xué)術(shù)年會(huì)，332-336 完 成 期 限： 指導(dǎo)教師簽章： 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章： 課題名稱 7KW分體式水源熱泵空調(diào)機(jī)組設(shè)計(jì) 課題來源 自選 課題類型 A 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 熱能與動(dòng)力工程 開題報(bào)告內(nèi)容：（調(diào)研資料的準(zhǔn)備，設(shè)計(jì)的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排；完成設(shè)計(jì)（論文）所具備的條件因素等。） 調(diào)研資料： 進(jìn)入21世紀(jì),人們對(duì)生活品質(zhì)要求不斷提高,住宅面積不斷擴(kuò)大,家用空調(diào)器也向著舒適、節(jié)能、美觀的趨勢(shì)發(fā)展,普通房間空調(diào)器已經(jīng)不能很好地滿足市場(chǎng)需要。隨著全球氣候的極化發(fā)展，空調(diào)市場(chǎng)依然是巨大的，使得空調(diào)技術(shù)在不斷的提高，以達(dá)到人們對(duì)環(huán)境的要求；加之能源與環(huán)境問題的制約，也使得地源熱泵、水源熱泵等空調(diào)的發(fā)展趨勢(shì)如火如荼。其中以水源熱泵空調(diào)機(jī)組為例，水源熱泵空調(diào)機(jī)組既可制冷又能制熱，能滿足冬夏兩季節(jié)的要求而得到快速發(fā)展。其的新品種越來越多，性能也越來越優(yōu)良。隨著市場(chǎng)需要以及技術(shù)的進(jìn)一步升級(jí)，水源熱泵空調(diào)正朝著節(jié)能化，智能化，美觀化，健康化的方向發(fā)展。 1.??目的： 本設(shè)計(jì)的主要目的：綜合運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)過的專業(yè)知識(shí)，既是對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的回顧和鞏固，也是從課本知識(shí)到實(shí)踐的過渡，通過本次設(shè)計(jì)可以使自己對(duì)所學(xué)知識(shí)有更深入的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為以后工作或科研打好基礎(chǔ)，做好準(zhǔn)備。 2.??要求： （1） 仔細(xì)閱讀任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)對(duì)象。 （2）? 查閱相關(guān)資料，了解最新進(jìn)展。 （3）??寫出實(shí)習(xí)考察總結(jié) （4）??認(rèn)真分析，確定設(shè)計(jì)方案 （5）?做好設(shè)計(jì)步驟記錄工作 （6）??規(guī)范繪制圖樣。 （7） 按統(tǒng)一格式編制設(shè)計(jì)說明書 （8） 有全部設(shè)計(jì)的紙介質(zhì)文檔和電子文檔 3.??思路： 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)20kW整體立式水源熱泵空調(diào)機(jī)組，故設(shè)計(jì)思路如下： 第一階段：查找課本和相關(guān)資料，選取最優(yōu)制冷循環(huán)方案 第二階段：根據(jù)制冷循環(huán)及任務(wù)書中的設(shè)計(jì)要求選取制冷循環(huán)所需的各個(gè)零部件型號(hào)大小 第三階段：進(jìn)行熱力計(jì)算等主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算。 第四階段：復(fù)核并修改方案，最終完成設(shè)計(jì)任務(wù)。 4.??預(yù)期： 按照設(shè)計(jì)要求完成設(shè)計(jì)任務(wù)，并確保設(shè)計(jì)成果在同等條件下達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)。 附表： 開題報(bào)告表 5.???任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時(shí)間安排: 設(shè)計(jì)時(shí)間有16周左右。安排如下： 第1-3周：英文文獻(xiàn)翻譯，文獻(xiàn)綜述，開題報(bào)告。 第4-6周：確定制冷循環(huán)方案，進(jìn)行熱力計(jì)算，幾何參數(shù)計(jì)算。 第7周：負(fù)荷計(jì)算，熱水產(chǎn)量計(jì)算，泠凝器設(shè)計(jì)計(jì)算。 第8-10周：蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算，輔助設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算，節(jié)流機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 第11-12周：壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算，隔熱計(jì)算。 第13-14周：系統(tǒng)流程圖，主要零部件圖 第14-16周：總裝圖，資料整理，設(shè)計(jì)說明書。 　 　 　 　 　 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 課題類型：（1）A—工程設(shè)計(jì)；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究； （2）X——真實(shí)課題；Y——模擬課題；Z—虛擬課題 要 求:（1）、（2）均要填，如AY、BX等。 文獻(xiàn)綜述 題 目 分體式熱泵系統(tǒng)的可變 多區(qū)域試驗(yàn)設(shè)施 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 院 （系） 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間 淺談水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)及其發(fā)展 摘 要 水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源(也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等)的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。水源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實(shí)現(xiàn)低溫位熱能向高溫位轉(zhuǎn)移，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。因此水源熱泵是一種高效節(jié)能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、安全穩(wěn)定、冷暖兩用、運(yùn)行靈活的新型中央空調(diào)系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)要分析了水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、發(fā)展現(xiàn)狀，以及該系統(tǒng)在發(fā)展中存在的問題，并且介紹了水源熱泵的技術(shù)特點(diǎn)；對(duì)我國近年來水源熱泵的發(fā)展動(dòng)態(tài)以及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了重點(diǎn)論述，并指出目前我國水源熱泵研究和應(yīng)用兩方面中存在的不足之處。另外，隨著科技的快速進(jìn)步，水源熱泵也發(fā)展成了各種各樣的類型，以滿足人們的不同要求。 關(guān)鍵詞 水源熱泵；優(yōu)缺點(diǎn)；節(jié)能優(yōu)勢(shì)；熱泵市場(chǎng)；發(fā)展 0 引言 水源熱泵是既可供熱又可供冷的高效建筑節(jié)能技術(shù)，能有效節(jié)省能源、減少大氣污染及溫室氣體CO2排放。水源熱泵可采用多種形式的冷熱源，既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。降低空調(diào)系統(tǒng)能耗已經(jīng)成為我國節(jié)能減排工作的一個(gè)重要方向。水源熱泵技術(shù)以地下水、地表水等水源作為熱源或熱匯，具有制冷和制熱能效較高、運(yùn)行穩(wěn)定、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因而得到了一定規(guī)模的應(yīng)用。而且隨著我國節(jié)能減排壓力日益增大，以利用可再生能源進(jìn)行建筑空調(diào)、供暖的水源熱泵技術(shù)必將會(huì)得到更大規(guī)模的推廣應(yīng)用[1]。 如何合理地利用不同形式的能源，特別是可再生能源，以滿足日益增長(zhǎng)的建筑耗能需求，成為擺在我們面前亟待解決的問題。水源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源（也稱地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。這符合當(dāng)今社會(huì)節(jié)能環(huán)保的要求，提高能源利用率，最大限度的利用有限的能源創(chuàng)造更大的價(jià)值是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。把握好分體式水源熱泵空調(diào)機(jī)組的優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展前景也是尤為重要的。 1 水源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn) 1.1 適用范圍 水源熱泵的工作原理水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是替代傳統(tǒng)采暖與制冷方式的熱泵型專用機(jī)組。受能源、特別是一次性能源與環(huán)保的限制，傳統(tǒng)的燃油、燃煤中央空調(diào)方式將逐步受到制約。水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是利用一定溫度的水源作為低位熱源，消耗電能，將低位熱源“水”中的熱量轉(zhuǎn)移到需要加熱或升溫的地方(如室內(nèi)采暖系統(tǒng))；同時(shí)還可以將室內(nèi)或降溫過程的余熱轉(zhuǎn)移到低位熱源“水”中，達(dá)到降溫或制冷的目的。一臺(tái)機(jī)組，既能制冷，又能制熱。如圖1為水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)原理圖。 圖1 原理圖 機(jī)組工作的具體過程：在制冷狀態(tài)，系統(tǒng)水通過蒸發(fā)器被制冷，能量被轉(zhuǎn)移到冷凝器，通過熱交換將被利用的熱源帶到地下、江河、湖泊之中；在制熱狀態(tài)，蒸發(fā)器吸收所有熱源中的熱量，將熱量轉(zhuǎn)移到冷凝器，以加熱系統(tǒng)循環(huán)水，達(dá)到制熱的目的。換句話說：水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就是同一臺(tái)機(jī)組，利用不同工況下的兩個(gè)過程：即制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)來滿足冷熱的需求[2]。 1.2 典型工程實(shí)例簡(jiǎn)介 某空調(diào)系統(tǒng)機(jī)組選用兩臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)SBLGR—290，一臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)SBLGR—190機(jī)組，末端采用風(fēng)機(jī)盤管。通過機(jī)組采用熱泵技術(shù)，把地下水中的能量收集起來，經(jīng)過能量轉(zhuǎn)換，制冷時(shí)提供出口溫度為7～12℃冷水，供熱時(shí)提供出口溫度為45～50℃熱水，最高可達(dá)50 ℃。夏季使室溫控制在25℃以下，冬季使室溫保持在16～25℃，同時(shí)可供42℃衛(wèi)生熱水，集供熱、制冷、供熱水為一體。該空調(diào)系統(tǒng)為水源熱泵系統(tǒng)中典型的水—水系統(tǒng)，直接以地下井水為熱源，達(dá)到節(jié)能的目的。運(yùn)行過程中，根據(jù)實(shí)際需要，夏季一般開一臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)SBLGR—290和一臺(tái)型號(hào)為L(zhǎng)SBLGR—190機(jī)組，冬季則三臺(tái)機(jī)組(即兩臺(tái)LSBLGR—290、一臺(tái)LSBLGR—190)全開。機(jī)組的開啟完全自動(dòng)化，依靠循環(huán)水溫來實(shí)現(xiàn)開啟的自動(dòng)控制。設(shè)有獨(dú)立的機(jī)房，機(jī)房平面布置如圖2所示。 該空調(diào)系統(tǒng)水源為兩個(gè)井深均為180m，井的直徑為320mm，潛水泵流量為90m3/h,深為60m，由兩臺(tái)流量分別為30m3/h和60m3/h水泵從水池抽水供給整個(gè)系統(tǒng)，其中一口井為供水井，另一口為回灌井，兩口井可以交替使用。 圖2 機(jī)房平面圖 1.3 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 1.3.1 屬可再生能源利用 水源熱泵技術(shù)是利用了地球水體所儲(chǔ)藏的太陽能資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的供暖空調(diào)系統(tǒng)。其中可以利用的水體，包括地下水或河流、地表部分的河流、湖泊以及海洋[3]。地表土壤和水體不僅是一個(gè)巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽輻射能量，比人類每年利用能量的500倍還多(地下的水體是通過土壤間接地接受太陽輻射能量)，而且是一個(gè)巨大的動(dòng)態(tài)能量平衡系統(tǒng)，地表的土壤和水體自然地保持能量接受和發(fā)散的相對(duì)的均衡。這使得利用儲(chǔ)存于其中的近乎無限的太陽能或地?zé)崮艹蔀榭赡?。所以說，水源熱泵利用的是清潔的可再生能源的一種技術(shù)[4]。 1.3.2 高效節(jié)能 據(jù)美國環(huán)保署EPA估計(jì)，設(shè)計(jì)安裝良好的水源熱泵系統(tǒng)，平均來說可以節(jié)約用戶30％～40％的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。與鍋爐房供熱系統(tǒng)相比，其節(jié)能效果為26％，減少向城市的排熱量約為74％。 1.3.3 運(yùn)行穩(wěn)定可靠 水體的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，其波動(dòng)的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動(dòng)。是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。不存在空氣源熱泵的冬季除霜等難點(diǎn)問題。 1.3.4 環(huán)境效益顯著 水源熱泵使用電能，電能本身為一種清潔的能源，但在發(fā)電時(shí)，消耗一次能源并導(dǎo)致污染物和二氧化碳溫室氣體的排放。所以節(jié)能的設(shè)備本身的污染就小。設(shè)計(jì)良好的水源熱泵機(jī)組的電力消耗，與空氣源熱泵相比，可以減少30％以上，與電供暖相比，減少達(dá)70％以上。水源熱泵技術(shù)采用的制冷劑，可以是R22或R134A、R407C和R410A等替代工質(zhì)[5]。水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行沒有任何污染，可以建造在居民區(qū)內(nèi)，沒有燃燒，沒有排煙，也沒有廢棄物，不需要堆放燃料廢物的場(chǎng)地，且不用遠(yuǎn)距離輸送熱量。 1.3.5 一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣 水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對(duì)于同時(shí)有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時(shí)滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。水源熱泵可應(yīng)用于賓館、商場(chǎng)、辦公樓、學(xué)校等建筑，小型的水源熱泵更適合于別墅住宅的采暖、空調(diào)[6]。 1.3.6 自動(dòng)運(yùn)行 水源熱泵機(jī)組由于工況穩(wěn)定，所以可以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，部件較少，機(jī)組運(yùn)行可靠，維護(hù)費(fèi)用低；自動(dòng)控制程度高，使用壽命長(zhǎng)可達(dá)到15年以上。 1.3.7 投資成本低 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)較傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)。無集中的制冷機(jī)房、鍋爐房、空調(diào)箱房，減少了設(shè)備間的面積。所需的風(fēng)管少，并減少了樓層高度，無保溫的循環(huán)水管系統(tǒng)，減少了材料費(fèi)用。水源熱泵空調(diào)機(jī)可在廠里組裝，減少了工地的裝配工作，溫度控制可裝在空調(diào)機(jī)中，無需另設(shè)控制中心或控制室[7]。 1.3.8 維修成本低 由于系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單，安裝方便，啟動(dòng)、調(diào)整容易。另外一臺(tái)水源熱泵空調(diào)機(jī)發(fā)生故障不會(huì)影響大樓中其他用戶。 1.4 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的缺點(diǎn) 制冷量較大(10kW以上)的水源熱泵空調(diào)機(jī)組，由于機(jī)組內(nèi)壓縮機(jī)的功率大，因而噪聲較大，在設(shè)計(jì)安裝時(shí)要考慮一些降低噪聲的措施。 利用新風(fēng)比較麻煩，新風(fēng)管道必須敷設(shè)到安裝水源熱泵空調(diào)機(jī)的房間，對(duì)于要求較高的房間，如空氣凈化、加濕等有要求的房間，附加措施就更為復(fù)雜。 水源熱泵空調(diào)機(jī)多數(shù)為暗裝，必須同建筑和室內(nèi)裝潢緊密配合，如空調(diào)機(jī)質(zhì)量不好，會(huì)給維護(hù)帶來麻煩[8]。 因?yàn)樗礋岜每照{(diào)機(jī)系統(tǒng)是分散性的中央空調(diào)，由于機(jī)組分散，每一空調(diào)區(qū)內(nèi)的熱泵空調(diào)機(jī)均要有稍許余量，所以當(dāng)水源熱泵空調(diào)機(jī)數(shù)量較多時(shí)總用電容量可能偏高，而實(shí)際上由于安裝的水源熱泵空調(diào)機(jī)不可能同時(shí)達(dá)到最大用電量，所以實(shí)際用電量并不高。 1.5 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的適用范圍 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)是以節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性為目的來考慮的，因此它的適用范圍比較廣，主要是： 水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)最適用于適中氣溫下的空調(diào)，冬季不太冷又需供暖的地區(qū)。從建筑規(guī)模來看，建筑規(guī)模要大，核心區(qū)空調(diào)面積要大于周邊區(qū)或相當(dāng)；這樣核心區(qū)的總冷負(fù)荷大體與周邊區(qū)的總熱負(fù)荷相等，無需加熱裝置，以達(dá)到最大限度的節(jié)能。最適用于冬季核心區(qū)內(nèi)熱負(fù)荷較大的商場(chǎng)和辦公樓，可利用內(nèi)部發(fā)熱來抵消周邊區(qū)的熱損失[9]。 從業(yè)主經(jīng)濟(jì)角度來考慮，由于寫字樓和公寓往往分別出售給各個(gè)單位，這就要求尋求一種各用戶單獨(dú)計(jì)量電費(fèi)的空調(diào)系統(tǒng)。使用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)既可節(jié)省大塊的設(shè)備用房，又可對(duì)使用戶單獨(dú)計(jì)費(fèi)，既方便又合理。尤其對(duì)于舊建筑改造工程，采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)影響較小，而且周期短、速度快。 從建筑物功能上來看，功能分區(qū)較多，隸屬于不同業(yè)主的綜合樓，其各層或各區(qū)功能都不同(如商場(chǎng)、辦公、公寓或酒店等合在一起的綜合樓)，因而對(duì)空調(diào)的使用時(shí)間和溫度、濕度要求不盡相同。在這種情況下采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)就比較合適。例如新建的超高層建筑，為避免低層區(qū)設(shè)備及管道閥件承壓過大和能量二次交換損失過大，可在低層區(qū)采用集中空調(diào)系統(tǒng)，而在高層區(qū)采用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)。另外，如一幢建筑物中有部分區(qū)域需要24小時(shí)供應(yīng)空調(diào)或下班后和節(jié)假日仍經(jīng)常需要空調(diào)的地方，如計(jì)算機(jī)房、設(shè)備用房、值班室等，可單獨(dú)使用水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)或?qū)⑺礋岜每照{(diào)系統(tǒng)作為備用系統(tǒng)，當(dāng)集中空調(diào)系統(tǒng)停機(jī)時(shí)開動(dòng)水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)[10]。 對(duì)于資金一時(shí)不到位的業(yè)主來說采用投資周期短，回報(bào)率高的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)比較合適。因?yàn)椴捎贸Ｒ?guī)的中央空調(diào)，初始投資較大，投資風(fēng)險(xiǎn)也大。 2 水源熱泵空調(diào)機(jī)組的節(jié)能優(yōu)勢(shì)分析及其發(fā)展 水源熱泵，夏季作“制冷機(jī)”應(yīng)用時(shí)，通過冷卻塔與空氣進(jìn)行熱(濕)交換，最終的高溫?zé)釁R，與空氣熱源熱泵一樣，仍為大氣。但其效率因利用空氣的特征——濕球溫度低于干球溫度，而高于空氣一空氣或空氣一水熱泵；可是，冬季作“熱泵”應(yīng)用時(shí)，如該場(chǎng)合中，無廢熱可利用，又不利用太陽能，則需另設(shè)輔助熱源，其效率又低于空氣一空氣或空氣—水熱泵。 水源熱泵 ，通常指整體式水源熱泵 ，即以一臺(tái)機(jī)組的形式，向環(huán)境(水熱源 )放熱或吸熱，而以水(或者其他液態(tài)媒質(zhì))或空氣，間接或直接地冷卻(或加熱)被控對(duì)象；水源熱泵，又發(fā)展為分離式水源熱泵，即以多臺(tái)機(jī)組組合 ，通過水環(huán)路向環(huán)境(水熱源 )放熱或吸熱，同樣以水(或者其他液態(tài)物質(zhì))或空氣，間接或直接地冷卻(或加熱被控對(duì)象。該類水源熱泵又謂 ：水環(huán)路熱泵。 水源熱泵在制冷工況時(shí)，其最終的高溫?zé)釁R仍可為大氣；在制熱工況時(shí)，其最終的低溫?zé)嵩从挚梢允谴髿?、太陽、廢熱、或輔助熱源等。因而，水源熱泵的應(yīng)用是有一定地域與場(chǎng)合的限制[11]。 地源熱泵，其最終的高溫?zé)釁R或低溫?zé)嵩淳堑責(zé)?。只是在制冷工況時(shí)，以地?zé)釣楦邷責(zé)釁R，向地?zé)岱艧?；在制熱工況時(shí)，以地?zé)釣榈蜏責(zé)嵩?，向地?zé)嵛鼰帷５卦礋嵩吹牟煌问?，又使該類熱泵之?gòu)成有所差異 ：如 以地表水為熱源，可以直接(或間接——通過熱交換器)排放(或吸取)熱量；如以地下水為熱源，需設(shè)置取水井與回灌井排放(或吸收)熱量；如以土壤為熱源，需設(shè)置地下水平(或垂直)埋管排放(或吸取)熱量。 因而，前二種形式比后一種形式，在初投資和施工，以及應(yīng)用過程中熱量交換之速率上，都有一定優(yōu)勝，也是目前國內(nèi)在很多地區(qū)正在實(shí)驗(yàn)的形式。但 是如果地下水應(yīng)用不 當(dāng)，會(huì)造成地面下沉和地下水污染。土壤地源熱源除初投資和施工問題外，城市土地緊缺，地下埋管不足，土壤傳熱性能又差，容易造成夏季土壤熱量難以散失，損及持久運(yùn)行；冬季土壤熱量不易吸取與補(bǔ)充，土壤會(huì)形成凍結(jié)，破壞地下結(jié)構(gòu)，損及建筑基礎(chǔ)。因而，地源熱泵的應(yīng)用也是有一定地域與場(chǎng)合的限制。 從制冷行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展史看，以水為高溫?zé)釁R的制冷機(jī)，先于以空氣為高溫?zé)釁R的制冷機(jī)；以空氣為低溫?zé)嵩吹臒岜?，又先于以水為低溫?zé)嵩吹臒岜茫黄浜?，才出現(xiàn)以地?zé)釤嵩礊榈蜏責(zé)嵩吹臒岜谩Ｎ覈评淇照{(diào)制造行業(yè)基本也遵循上述過程發(fā)展的[20]。 中國最早在上世紀(jì)5O年代，就曾在上海、天津等地嘗試夏取冬灌的方式抽取地下水制冷，天津大學(xué)熱能研究所呂燦仁教授就開展了我國熱泵的最早研究，1965年研制成功國內(nèi)第一臺(tái)水冷式熱泵空調(diào)機(jī)。目前，國內(nèi)的清華大學(xué)、天津大學(xué)、重慶建筑大學(xué)、天津商學(xué)院、中國科學(xué)院廣州能源研究所等多家大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)都在對(duì)水源熱泵進(jìn)行研究。其中清華大學(xué)在多工況水源熱泵經(jīng)過多年的研究已形成產(chǎn)業(yè)化的成果，已建成數(shù)個(gè)示范工程。以水源(地源)熱泵產(chǎn)品切人家用與大中型中央空調(diào)市場(chǎng)，不僅為前幾年的實(shí)踐所證明是十分有效的措施 ，也是許多生產(chǎn)廠之未來打算[21]。 國內(nèi)的水源熱泵制造廠商中清華同方人工環(huán)境設(shè)備公司、山東海陽富爾達(dá)是比較早的水源熱泵制造廠家 ，但目前也有相當(dāng)多的制冷空調(diào)廠家將其普通的水冷機(jī)組改造為水源熱泵。通過利用地下水這一大地耦合方式，采用抽水回灌方式節(jié)約能源。山東際高以蒸發(fā)冷凝方式，引進(jìn)瑞典專利技術(shù)，生產(chǎn)小型水冷冷水機(jī)組，在北方市場(chǎng)銷路良好。廣州中宇開發(fā)水環(huán)路分離式水源(地源)熱泵空調(diào)系統(tǒng)，在兩廣與浙江地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。美國能源部和中國科技部于1997年11月簽署了中美能源效率及可再生能源合作議定書，其中主要內(nèi)容之一是“地源熱泵”，該項(xiàng)目擬在中國的北京、杭州和廣州3個(gè)城市各建一座采用地源熱泵供暖空調(diào)的商業(yè)建筑，以推廣運(yùn)用這種“綠色技術(shù)”，緩解中國對(duì)煤炭和石油的依賴程度，從而達(dá)到能源資源多元化的目的[22]。 據(jù)稱“華亭嘉園”即是此項(xiàng) 目的應(yīng)用。2O00年6月19至23 日在北京由國家科學(xué)技術(shù)部高新技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化司召開了中美地?zé)岜眉夹g(shù)交流會(huì)，會(huì)議的主題就是“提供運(yùn)用地?zé)岜眉夹g(shù)為住宅小區(qū)或公用樓宇采暖制冷，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)能解決方案”的主題。 在未來的幾年中，中國面臨著巨大的能源壓力。一方面，中國的經(jīng)濟(jì)要保持較高速度的增長(zhǎng)，另一方面，又必須考慮環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展問題。所以要求提高能源利用效率 ，要求能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。能源利用效率提高，會(huì)鼓勵(lì)各種節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的推廣，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向就是從以煤為主轉(zhuǎn)為以燃?xì)猓敝烈噪姙橹?。在中國的能源消耗中，建筑耗能的比例相?dāng)高。為了適應(yīng)市場(chǎng)要求和參加國際競(jìng)爭(zhēng)，我們必須加快中國品牌的水源熱泵的產(chǎn)業(yè)化研究開發(fā)。目前中國水源熱泵推廣應(yīng)用中存在的問題是：水源熱泵作為一種新型的制冷供暖方式，從技術(shù)的角度，尤其是熱泵機(jī)組的角度上看應(yīng)當(dāng)是相當(dāng)成熟、沒有問題的。但考慮到中國的國情，以及將水源熱泵制冷供暖作為一個(gè)整體的系統(tǒng)來推廣應(yīng)用時(shí)，還是存在一些問題。 2.1 水源的使用政策 我國目前為了保護(hù)有限的水資源，制訂了《中華人民共和國水法》，各個(gè)城市也紛紛制訂了自己的《城市用水管理?xiàng)l理》。這些政策均強(qiáng)調(diào)用水審批，用水收費(fèi)。而審批的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)類似水源熱泵技術(shù)的要求沒有規(guī)定，所以水源熱泵很容易被用水指標(biāo)所限制。即使通過了用水審批，由于有些地方將水源的抽取和排放兩次受費(fèi)，受費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)全國又不統(tǒng)一，所以結(jié)果可能導(dǎo)致水費(fèi)偏高，使得水源熱泵的運(yùn)行節(jié)能費(fèi)用不足增加的水費(fèi)，水源熱泵的經(jīng)濟(jì)性變查[22]。 所以水源熱泵的推廣需要政府從可持續(xù)發(fā)展的角度，綜合能源環(huán)保和資源各個(gè)方面的考慮，調(diào)整水源熱泵水源使用的政策，需重新確定水源如何管理和收費(fèi)，才能促使其大規(guī)模的發(fā)展。 2.2 水源的探測(cè)開采技術(shù)和費(fèi)用 在中國，目前對(duì)水源，尤其是城市水源的的探測(cè)開采技術(shù)應(yīng)當(dāng)提高，水源熱泵的應(yīng)用的前提之一就是必須了解當(dāng)?shù)氐乃吹那闆r，在水源熱泵使用的前期，必須實(shí)地對(duì)水源的狀況進(jìn)行調(diào)查，地下水量是否有水、水量是否會(huì)足夠，場(chǎng)地是否適合打井和回灌。而探測(cè)開采的技術(shù)的提高和費(fèi)用的降低，會(huì)推動(dòng)水源熱泵機(jī)組的更好應(yīng)用。 2.3 地下水的回灌技術(shù) 水源熱泵若利用地下水，必須考慮水源的回灌，對(duì)于回灌技術(shù)，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況來考慮，來考慮回灌技術(shù)方式。我們對(duì)不同地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)了解的還不多，這也制約了水源熱泵機(jī)組的推廣使用[23]。 2.4 整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能作為一個(gè)系統(tǒng)，必須從各個(gè)方面考慮，如果水源熱泵機(jī)組可以做到利用較小的水流量提供更多的能量，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)水泵等耗能設(shè)備選型不當(dāng)或控制不當(dāng)，也會(huì)降低系統(tǒng)的節(jié)能效果。同樣，若機(jī)組提供了高的水溫，但設(shè)計(jì)的空調(diào) 系統(tǒng)的末端未加以相應(yīng)的考慮，也可能會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的效果變差，或者使得整個(gè)系統(tǒng)的初投資增加[24]。 3 總結(jié) 綜合上述考慮，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)作為一種既可以集中又便于分散的空調(diào)系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)很多。但是對(duì)某一幢具體建筑物采用中央空調(diào)系統(tǒng)還是水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)，還應(yīng)該從節(jié)能和經(jīng)濟(jì)性等多方面進(jìn)行論證。 水源熱泵的推廣應(yīng)用，需要更多的各個(gè)專業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的人來共同努力共同配合，從政府政策、主機(jī)設(shè)計(jì)制造、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理等各個(gè)方面都來共同參與。 參考文獻(xiàn) [1]刁小飛、張小力等《地源熱泵的優(yōu)越性及前景展望》《能源研究與信息》2002,1. 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暖通空調(diào)技術(shù)的最新進(jìn)展在于，在所需提供制冷或加熱的系統(tǒng)容量的區(qū)域，可以實(shí)現(xiàn)精確地調(diào)節(jié)。有一些新技術(shù)如變速壓縮機(jī)和新興的控制技術(shù)，制造商已經(jīng)可以推出一個(gè)新的家庭直接膨脹系統(tǒng)。暖通空調(diào)設(shè)計(jì)與建模社區(qū)正著手分析類似系統(tǒng)的可靠性，并提供準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，以進(jìn)一步了解實(shí)際所帶來的好處。在使用了典型的雙室溫濕室測(cè)試的單一系統(tǒng)中，一個(gè)腔室足以容納所述室外單元和其它房屋的室內(nèi)單元。多分裂系統(tǒng)也成為設(shè)計(jì)中一個(gè)新穎獨(dú)特的測(cè)試挑戰(zhàn)。 與多臺(tái)室內(nèi)盤管相比，一臺(tái)室內(nèi)室是無法模擬單個(gè)回風(fēng)條件下每個(gè)室內(nèi)盤管的。在這個(gè)問題難以解決的情況下，我們不妨可以利用同時(shí)進(jìn)行加熱和冷卻的特殊系統(tǒng)。本文詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)、施工、和一個(gè)新穎的多區(qū)域試驗(yàn)設(shè)施（試驗(yàn)臺(tái)）--多分裂熱泵系統(tǒng)調(diào)試。四對(duì)室內(nèi)單元， 10噸（ 35.2kW ），涵道測(cè)試支架的構(gòu)造測(cè)試多分裂系統(tǒng)。每個(gè)區(qū)具有獨(dú)立的溫度、濕度和可控制的空氣流量，它允許室內(nèi)盤管在不同的條件下，其他線圈可以獨(dú)立地進(jìn)行測(cè)試。溫度控制是通過使用電阻加熱器和冷卻盤管實(shí)現(xiàn)的，而濕度的控制則是通過一個(gè)空氣/水霧化系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。室內(nèi)單元上游的軸流風(fēng)扇，用于將空氣流轉(zhuǎn)化為所需的靜態(tài)壓力。本文詳細(xì)闡述了設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)和各種儀器儀表方面的測(cè)試與分析。 關(guān)鍵詞 分體式；熱泵系統(tǒng)；多區(qū)域；VRF系統(tǒng) 引 言 單速分體式系統(tǒng)與管道式室內(nèi)機(jī)多應(yīng)用于美國住宅空調(diào)市場(chǎng)。該輕型商用住宅市場(chǎng)，如商場(chǎng)和小型辦公室，一直依靠屋頂單元（RTU）提供加熱和制冷到空調(diào)空間。小系統(tǒng)通常依賴于簡(jiǎn)單的ON-OFF恒溫控制和通過管道將冷氣分配到不同的房間。由于越來越多的目光集中于設(shè)備的節(jié)能運(yùn)行，高效的空調(diào)系統(tǒng)已成為監(jiān)管機(jī)構(gòu)，公用事業(yè)，制造商和建筑商的主要攻關(guān)項(xiàng)目。多區(qū)變?nèi)萘繜岜脼槠涮峁┝艘粋€(gè)途徑，并在節(jié)約能源方面大大超過了傳統(tǒng)的單速設(shè)備。在美國，很多區(qū)域都采用變制冷劑流量（VRF）擴(kuò)展空調(diào)/熱泵系統(tǒng)推進(jìn)市場(chǎng)，因此，有必要更全面地去了解其能源性能潛力。 VRF系統(tǒng)是一種集成的多區(qū)室直接膨脹系統(tǒng)，允許多個(gè)單獨(dú)可操作的室內(nèi)單元被連接到室外單元并進(jìn)行結(jié)合，即同時(shí)進(jìn)行的冷卻和加熱（SCH）。VRF廠家宣稱該產(chǎn)品擁有能量效率高，便于安裝和操作以及優(yōu)越的區(qū)域控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)。 VRF系統(tǒng)具有較高的市場(chǎng)占有率，在以日本為主的亞太市場(chǎng)以及美國市場(chǎng)的很大一部分都已經(jīng)接受了該產(chǎn)品。 美國的障礙VRF系統(tǒng)市場(chǎng)是VRF模式，是一種相對(duì)較慢的摻入市場(chǎng)并具有認(rèn)證性能的仿真工具，可以用來進(jìn)行合規(guī)性的計(jì)算，以滿足能源效益守則，捕獲能量信貸或有資格獲得退稅。各種商業(yè)建筑能源建模軟件正在測(cè)試VRF的模擬能力，但相關(guān)機(jī)型并未使用廠家公布的數(shù)據(jù)。ANSI / AHRI標(biāo)準(zhǔn)1230指定重要的測(cè)試條件為表現(xiàn)評(píng)級(jí)VRF系統(tǒng)。有效的模擬工具需要可靠和準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，方才具有足夠的分辨率來預(yù)測(cè)一個(gè)VRF系統(tǒng)在實(shí)際條件下的性能。多區(qū)域測(cè)試設(shè)置構(gòu)造各種VRF系統(tǒng)的性能映射并建立一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)集模型VRF系統(tǒng)。但必須指出的是ANSI / AHRI標(biāo)準(zhǔn)1230等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為一個(gè)指導(dǎo)各種測(cè)試條件，方法和程序標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)這種多區(qū)測(cè)試設(shè)置的目的卻不只是一個(gè)設(shè)備評(píng)級(jí)機(jī)構(gòu)。 VRF系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)： VRF系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試需要溫濕室，模擬室內(nèi)和室外條件在該系統(tǒng)運(yùn)行操作。雙室溫濕室一般用于測(cè)試單個(gè)分割系統(tǒng)，其中一個(gè)腔室模擬室外條件和其他模擬室內(nèi)條件。多分裂系統(tǒng)需要一個(gè)以上的室內(nèi)腔室，以模擬不同的室內(nèi)環(huán)境。單一的室內(nèi)室組建多臺(tái)室內(nèi)機(jī)，可用于簡(jiǎn)化測(cè)試，所有的室內(nèi)單元將在相同的空間運(yùn)行決策一些測(cè)試點(diǎn)，但SCH卻無法測(cè)試。根據(jù)是否被安置在一個(gè)獨(dú)立的室內(nèi)測(cè)試下腔室內(nèi)機(jī)改變其操作或一個(gè)單一腔室的其他單位，在室內(nèi)單元操作的基礎(chǔ)上，返回空氣溫度、相對(duì)濕度和空氣流速傳導(dǎo)至熱交換器。室內(nèi)單元的操作是依賴于返回空氣條件和空氣的流速，在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試裝置供給調(diào)節(jié)的返回空氣（溫度，相對(duì)濕度和流率）的室內(nèi)單元可用于測(cè)試，而非一個(gè)腔。以這個(gè)概念進(jìn)一步聯(lián)想，如果多個(gè)氣流的空調(diào)回風(fēng)口被提供給多臺(tái)室內(nèi)機(jī)組連接到一臺(tái)室外單元，則每個(gè)室內(nèi)單元可以是在不同的回風(fēng)條件下工作。在這種情況下只有一個(gè)腔室，用于容納所述室外單元和所述室內(nèi)機(jī)并需要滿足安裝提供回風(fēng)指定的條件。要建立被測(cè)VRF系統(tǒng)的性能圖，該系統(tǒng)需要在各種室內(nèi)操作，室外條件下也與室內(nèi)單元以各種模式（加熱，冷卻，只有風(fēng)扇）。以覆蓋范圍的條件對(duì)于該系統(tǒng)的室內(nèi)和室外單元，下列項(xiàng)目是必需的 1 、測(cè)試設(shè)置將包括一個(gè)環(huán)境室里面由外部手段來控制彼此之間的溫度10 華氏度（-12 ℃）至約105華氏度（40℃）以及腔室內(nèi)部的10％和70％的相對(duì)濕度。VRF -HR （熱回收）系統(tǒng)的室外機(jī)將被放置在這個(gè)環(huán)境室。 2 、測(cè)試設(shè)置將包括四個(gè)獨(dú)立控制的管道式空氣站和外部手段來控制空氣溫度，相對(duì)濕度，空氣流量和靜壓。 3 、測(cè)試裝置包括儀器測(cè)量空氣流量、系統(tǒng)的壓力和溫度，及電源、制冷劑在測(cè)試系統(tǒng)中的不同位置的質(zhì)量流量和相對(duì)濕度。具有柔韌性的另外的其他測(cè)量點(diǎn)在測(cè)試期間根據(jù)需要予以安裝。 測(cè)試設(shè)置設(shè)計(jì)： 測(cè)試設(shè)置被分為兩個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，一個(gè)室外單元，用于模擬戶外條件的室外單元和用于模擬室內(nèi)機(jī)條件的室內(nèi)部分。 圖1 雙室氣候箱（右側(cè)室將容納的VRF室外機(jī)下測(cè)試。） 室外部分： 在圖1所示的雙室氣候室的室外部分用于容納的室外單元 VRF-HR單位。室外氣候箱的額定容量10噸（35.2kW）。該VRF-HR的單位是測(cè)試有6噸（21.1kW）的標(biāo)稱容量。該室有電阻加熱器，蒸汽發(fā)生器和 除濕器來控制溫度和濕度條件下的室外單元。精確的空氣溫度±0.5°F（± 0.28℃），相對(duì)濕度±1％將由集成的可編程控制器進(jìn)行控制。氣候室將 從10°F（-12°C）至60°F（15.5℃）加熱模式測(cè)試名義上保持在范圍內(nèi)。在制冷模式下， 氣候室經(jīng)模擬條件可達(dá)105°F（40°C）。在制熱模式下約10°F（-12°C）。目前的主要任務(wù)是降低限制與核心升級(jí)，并且計(jì)劃在不久的將來組建冷卻回路室。 室內(nèi)部分： 室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)施的設(shè)計(jì)是一個(gè)新穎獨(dú)特的挑戰(zhàn)。因?yàn)楸粶y(cè)試的系統(tǒng)有4臺(tái)室內(nèi)機(jī)，需要有4臺(tái)室內(nèi)機(jī)分別控制空氣流來模擬應(yīng)對(duì)不同區(qū)域的不同條件。若是需要運(yùn)行，其中兩個(gè)室內(nèi)機(jī)可能會(huì)運(yùn)行在加熱模式和冷卻其他兩個(gè)混合模式測(cè)試模式。為了克服與測(cè)試4臺(tái)室內(nèi)機(jī)同時(shí)相關(guān)的困難，一個(gè)基于導(dǎo)管的測(cè)試設(shè)置是一個(gè)很好的建議，而不是建立和調(diào)節(jié)四個(gè)獨(dú)立的氣候室。 四區(qū)涵道試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)中提供給每個(gè)涵道區(qū)域中的空氣是獨(dú)立可控的。各涵道區(qū)調(diào)節(jié)空氣向室內(nèi)機(jī)的回路進(jìn)氣口。調(diào)節(jié)上述返回空氣，一個(gè)共同的供給管與變速風(fēng)扇和冷卻盤管將預(yù)先冷卻和除濕供給每個(gè)涵道區(qū)域中的空氣。每個(gè)管道將有熱水器，空氣/水霧化加濕器的濕度控制和對(duì)流量的調(diào)節(jié)阻尼器系統(tǒng)。這整個(gè)安裝程序?qū)⒃诿總€(gè)室內(nèi)單元的入口提供獨(dú)立控制的條件。圖2示出了測(cè)試的平面圖設(shè)置。工作原理如下：環(huán)境空氣被抽入一個(gè)共同的進(jìn)氣，并通過預(yù)冷卻盤管該冷卻空氣流，并減少了絕對(duì)濕度。超出了冷卻盤管，空氣流拆分成四個(gè)單獨(dú)的12 “×12” （ 0.3mx 0.3m）快門管道與個(gè)別阻尼器通過各個(gè)電路，以控制體積流量。每個(gè)4管道具有耐管道加熱器和噴霧加濕器，帶來的冷氣可達(dá)到規(guī)定的條件。各個(gè)管道的加熱器和加濕器被獨(dú)立地控制，以維持溫度和相對(duì)濕度的規(guī)定設(shè)定點(diǎn)。變速風(fēng)扇將提供所需的空氣壓力，以克服在測(cè)試的電阻立管，電阻加熱器，攪拌器和儀器儀表設(shè)備。風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速不會(huì)在變化的個(gè)別測(cè)試。圖3顯示了已建成的測(cè)試設(shè)置。常見的進(jìn)氣口，標(biāo)記為回風(fēng)在可見的右側(cè)而這四個(gè)送風(fēng)管道上可以看到左側(cè)標(biāo)記為區(qū)1至4區(qū)。一種控制站的室內(nèi)的測(cè)試裝置是在左下角可見。 儀器儀表： 數(shù)據(jù)采集試驗(yàn)臺(tái)的控制是通過一個(gè)專用的PXI系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。編程使用市售的數(shù)據(jù)采集軟件來完成。測(cè)試設(shè)置中各個(gè)子系統(tǒng)要么控制手動(dòng)或者通過計(jì)算機(jī)程序控制。表1為給出的控制參數(shù)和控制方法的列表。空氣焓方法用于每個(gè)室內(nèi)單元測(cè)量的冷卻或加熱能力。無能力測(cè)量是在室外機(jī)上完成，作為一個(gè)有效性檢查兩臺(tái)室內(nèi)機(jī)安裝質(zhì)量的流量計(jì)來計(jì)算制冷劑方面的能力。用于計(jì)算基于空氣焓值法的供應(yīng)能力和回風(fēng)溫度和相對(duì)濕度，空氣流速是關(guān)鍵參數(shù)。五個(gè)收益檔次功率計(jì)（一個(gè)用于戶外部電源和4對(duì)室內(nèi)單元）被安裝，用于確定所消耗的功率和系統(tǒng)的效率。額外的儀器如熱電偶，制冷劑的壓力測(cè)量在系統(tǒng)中的各個(gè)點(diǎn)和一個(gè)冷鏡式濕度計(jì)的診斷上作用明顯，便于了解在不同模式下的操作順序和故障排除。 圖2 俯視圖測(cè)試設(shè)置 測(cè)試程序： 被測(cè)系統(tǒng)可以VRF人力資源單元或只是一個(gè)VRF熱泵不具有先進(jìn)SCH操作。在制冷模式下，所有的數(shù)字控制器，用于室內(nèi)單元被設(shè)置為制冷模式，溫度設(shè)定為允許的最低為例如64°F（17.8 °C）。由于返回的空氣溫度和相對(duì)濕度由測(cè)試控制安裝，測(cè)試系統(tǒng)控制器是永遠(yuǎn)不會(huì)滿足和單位連續(xù)運(yùn)行。室外和回風(fēng)條件被控制到一組預(yù)定的條件。類似于制冷模式，制熱模式下的數(shù)字控制器被設(shè)置為所允許的最高溫度為例如84°F（28.9 °C）。在混合模式下，相應(yīng)的數(shù)字控制器被設(shè)置為最低或最高溫度取決于操作模式。該單元調(diào)節(jié)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速（室外機(jī)），并根據(jù)其內(nèi)部控制邏輯擴(kuò)展設(shè)備的位置。無在測(cè)試單元，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等的內(nèi)部操作控制，是行使。 該系統(tǒng)中的所述被操作穩(wěn)定的狀態(tài)，如果系統(tǒng)（返程空氣干球溫度和相對(duì)濕度，在規(guī)定條件下室外干球溫度和相對(duì)濕度和室內(nèi)機(jī)的空氣流），并供給空氣的干球溫度是內(nèi)公差帶至少10分鐘。測(cè)試操作公差帶要求退貨空氣干球溫度和室外干球溫度為±2°F （1.1 °C），室外濕球溫度為±1°F （0.5 ℃），對(duì)室內(nèi)機(jī)風(fēng)量為±2％額定風(fēng)量和送風(fēng)溫度為±1 °F （0.5 ℃）（根據(jù)AHRI 1230）。 圖3 完成測(cè)試設(shè)置（室內(nèi)部分） 測(cè)試設(shè)置調(diào)試： 很難實(shí)現(xiàn)的測(cè)試條件為室內(nèi)和室外設(shè)置被選擇，以確保測(cè)試設(shè)置可以達(dá)到 這些條件。兩種不同的條件下被選擇，一個(gè)用于冷卻模式和一個(gè)用于加熱模式。第三條件下，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)試驗(yàn)條件也選擇為比較所收集到的制造商的數(shù)據(jù)。 冷卻方式： 在制冷模式下的85°F（29.4℃）干球和70°F（21.1℃）濕球溫度和室外室內(nèi)條件65°F（18.3℃）室條件干球溫度選擇。這些條件產(chǎn)生最高的散熱能力的運(yùn)行范圍內(nèi)的單位在65°F（18.3°C）的DBT室外機(jī)，拒絕最大熱的室外室內(nèi)。這將增加室外腔室的溫度。 表1 子系統(tǒng)和相應(yīng)的控制列表 子系統(tǒng) 控制器 類 型 注 解 加熱器 戶外回風(fēng)管 數(shù)據(jù)采集程序 PWM 多重安全聯(lián)鎖裝置， 手動(dòng)控制 房間回風(fēng)管 工業(yè)控制器 PWM 加濕器 戶外回風(fēng)管 OEM提供 PID 手動(dòng)控制 房間回風(fēng)管 工業(yè)控制器 PWM 除濕機(jī) 戶外回風(fēng)管 冷卻盤管（2級(jí)） ON / OFF 手動(dòng)打開，以降低濕度 房間回風(fēng)管 商用除濕機(jī) ON / OFF 手動(dòng)打開，以降低濕度 空氣流量 回風(fēng)管 風(fēng)閥 手動(dòng) 手動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)門各個(gè)風(fēng)管 整體空氣流量 整體空氣流動(dòng) 變速驅(qū)動(dòng)器 手動(dòng)控制速度 冷 卻 戶外回風(fēng)管 冷卻盤管（2級(jí)） ON / OFF 手動(dòng)打開，以降低溫度 房間回風(fēng)管 冷卻盤管（2級(jí)） ON / OFF 手動(dòng)打開，以降低溫度 VRF系統(tǒng) 室內(nèi)機(jī) OEM控制器 數(shù)字化 設(shè)定溫度，風(fēng)扇速度和 操作模式 室外機(jī) 反應(yīng)到OEM控制器 在室外室中的冷卻盤管需要跟上這個(gè)熱負(fù)荷，以保持一個(gè)穩(wěn)定的溫度 65°F（18.3°C）的DBT。這一點(diǎn)是選擇專門進(jìn)行測(cè)試，以維持65°F（18.3°C）的DBT室外室的能力。 較低的室外室溫度在制冷模式下，越難以維持。在室內(nèi)設(shè)置，該測(cè)試點(diǎn) 確認(rèn)加熱器的操作和濕度控制。測(cè)試設(shè)置可以維持的條件在室內(nèi)和室外部分延長(zhǎng)的時(shí)間周期，確認(rèn)在冷卻模式下的操作。 加熱方式： 在制熱模式下，較高的室外室溫度較低的室內(nèi)返回空氣溫度是困難的維護(hù)。出于這個(gè)原因，65°F（18.3°C）DBT和60°F的室外條件下（15.5℃）的DBT室內(nèi)條件為選擇。對(duì)于這個(gè)測(cè)試點(diǎn)，在室內(nèi)測(cè)試裝置具有運(yùn)行兩個(gè)冷卻盤管及加熱器，保持65°F（18.3°C）DBT。在冷卻盤管第一冷卻低于65°F（18.3℃）的空氣，然后將電阻加熱器中的每個(gè)導(dǎo)管帶來的溫度上升到設(shè)定點(diǎn)。操作證實(shí)，該加熱器可以處理負(fù)載。在箱外室，室外單元是試圖以冷卻腔（吸收熱到制冷劑）和腔室的電阻加熱器必須跟上負(fù)載。測(cè)試設(shè)置能夠保持這些條件沒有任何困難。 等級(jí)測(cè)試點(diǎn)： 從標(biāo)準(zhǔn)的1230AHRI等級(jí)測(cè)試點(diǎn)用于加熱和冷卻也被認(rèn)為是在調(diào)試過程。用于冷卻模式AHRI收視點(diǎn)是室內(nèi)80°F（26.6°C）DBT和67°F（19.4℃）濕球溫度（WBT），室外在95°F（35oC）的DBT。為加熱模式的條件是室內(nèi)在70°F（21.1℃）的DBT和室外的47°F（8.3℃）DBT和43F（6.1℃）WBT。該操作在測(cè)試矩陣信封的末端已經(jīng)核實(shí)，在AHRI等級(jí)分很容易實(shí)現(xiàn)的。 結(jié) 論 一種新穎的涵道多區(qū)測(cè)試設(shè)置VRF系統(tǒng)的性能映射落成及啟用在電科院的 熱環(huán)境實(shí)驗(yàn)室，諾克斯維爾，田納西州。該測(cè)試裝置能夠檢測(cè)VRF系統(tǒng)在滿負(fù)荷冷卻，滿負(fù)荷供熱，部分負(fù)荷降溫，部分負(fù)荷供熱和熱回收模式。測(cè)試裝置是通過一個(gè)釋放調(diào)試過程，將難以實(shí)現(xiàn)的條件變?yōu)榱艘粋€(gè)測(cè)試單元。測(cè)試設(shè)置尚未完全在眾多廠商中運(yùn)營(yíng)且VRF系統(tǒng)正在測(cè)試，以獲得全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集。 致 謝 測(cè)試設(shè)置為調(diào)查VRF技術(shù)項(xiàng)目的一部分，由博納維爾電力資助管理，佛羅里達(dá)太陽能中心與南加州愛迪生實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)。 參考文獻(xiàn) [1] ANSI / AHRI標(biāo)準(zhǔn)1230 '2010標(biāo)準(zhǔn)變制冷劑流量（VRF）一拖多空調(diào)的性能評(píng)價(jià)和熱泵設(shè)備'空調(diào)，暖氣和制冷研究所，阿靈頓，弗吉尼亞州。 [2] ASHRAE手冊(cè)2009年，基本原理、采暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì)，亞特蘭大，GA公司。 [3] 阿馬爾納特，A.和布拉特，2008米，可變制冷劑流量：一個(gè)新興的空調(diào)和熱泵技術(shù)，ACEEE暑期研究建筑節(jié)能夏，Winanday大腸桿菌，喬治灣和勒布倫，J. 2002 ，測(cè)試方法為VRF系統(tǒng)，國際制冷與空調(diào)大會(huì)上，美國普渡大學(xué)。 [4] 2009年，建模和變量的實(shí)驗(yàn)分析制冷劑流量空調(diào)系統(tǒng)，第11屆國際IBPSA會(huì)議，與格拉斯哥、蘇格蘭和香港， 2010年，變制冷劑流量系統(tǒng)和地源之間的能源效率比較熱泵系統(tǒng)，能源和建筑（2010）。 11