收藏-熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型設(shè)計(jì)選型 熱泵的正確選型基于其輸出的熱功率。該功率不是恒定的，它同樣取決于制約能效比的那些因素: 熱源溫度（供水溫度）; 冷源溫度（外界氣溫）;除霜次數(shù);負(fù)荷系數(shù)。 在熱泵......
設(shè)計(jì)選型
從圖表中不難看出，技術(shù)數(shù)據(jù)中的額定功率，一般對(duì)應(yīng)外部氣溫7°C和供水溫度35°C（額定功率點(diǎn)：A7W35），這與設(shè)計(jì)要求的熱泵輸出功率可能會(huì)有較大區(qū)別。此外，從圖表中可以看出，使用R410A制冷劑的熱泵的輸出功率比充注R32的熱泵受外部溫度和供水溫度的影響要大得多，使用R32制冷劑的熱泵其輸出功率在-7°C以上是穩(wěn)定的。
以使用 R410A （圖 29）的熱泵的功率曲線和下面的建筑設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)為例 :
得出可以選擇額定功率為9 kW的熱泵。而實(shí)際上，額定功率為7 kW的熱泵設(shè)計(jì)選型有點(diǎn)低。
與相同設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)匹配，如果使用R32制冷劑的熱泵（圖 30），可以選擇額定功率為7 kW的熱泵，規(guī)格比使用 R410A制冷劑的熱泵低。
家用規(guī)格的熱泵從一個(gè)功率過(guò)渡到另一功率會(huì)對(duì)其耗電量和電氣系統(tǒng)的成本產(chǎn)生很大影響。如果設(shè)計(jì)條件正處于兩個(gè)不同功率大小的中間位（如圖29中），建議評(píng)估不同的選型方法，考慮建筑物的實(shí)際功率曲線或熱容量。
根據(jù)所需的實(shí)際功率曲線選型
在住宅的實(shí)際耗熱中，有一部分能量不是由供暖系統(tǒng)提供的，而是來(lái)自家電和照明的正常使用、居住成員以及陽(yáng)光照射。這些免費(fèi)的熱負(fù)荷解釋了圖31中實(shí)際功率曲線與建筑物所需的理論功率曲線之間的差異。
在設(shè)計(jì)條件下，免費(fèi)熱源的貢獻(xiàn)非常有限（主要是因?yàn)榕c陽(yáng)光照射有關(guān)的部分大幅減少），不過(guò)評(píng)估范圍在0.5至1.5kW內(nèi)。如果把免費(fèi)熱源考慮在內(nèi)，可以根據(jù)實(shí)際熱功率 (P REALE ) 選型，即設(shè)計(jì)功率(P PROGETTO ) 減去屆時(shí)條件下的免費(fèi)熱源 (P GRATUITA ) 。
考慮熱容量的設(shè)計(jì)選型
這種方法比以前的更先進(jìn)，它是基于這樣的觀念：現(xiàn)代或最近翻新住宅熱惰性高，因?yàn)槲蓓敽蛪w的保溫措施更好，室內(nèi)熱量散發(fā)更慢。
建筑結(jié)構(gòu)的熱惰性與電池效果類似：在較熱時(shí)段里，建筑內(nèi)會(huì)將系統(tǒng)提供的熱量積蓄起來(lái)，然后在較冷時(shí)段里釋放出來(lái)。通過(guò)這種方式可減少熱泵所需最大功率而獲得一種功率峰值阻尼效應(yīng)。
圖32說(shuō)明了典型的惰性效應(yīng)，模擬了一周內(nèi)所需功率的趨勢(shì)，室外溫度與設(shè)計(jì)溫度(最低-7°C)相當(dāng)。
曲線顯示出住宅內(nèi)溫度為20°C±0.5°C所需功率趨勢(shì)，分別對(duì)比低惰性住宅和高熱惰性住宅?？梢钥吹剑投栊宰≌▋H需要6.5 kW功率）的熱泵所需的峰值功率與設(shè)計(jì)相當(dāng)；而在具有高熱惰性住宅中，熱泵所需功率減少了15%。
根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱容量設(shè)計(jì)選型是動(dòng)態(tài)的，須借助適當(dāng)計(jì)算軟件，考慮到建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)隨著室外溫度和其供暖系統(tǒng)變化時(shí)的表現(xiàn)。
這種選型方法主要用于優(yōu)化高能效住宅中的系統(tǒng)計(jì)算。對(duì)于持續(xù)供暖的系統(tǒng)，這種方法很有效。事實(shí)上，如果系統(tǒng)在夜間關(guān)閉（例如辦公樓），建筑物本身惰性功率峰值阻尼效應(yīng)會(huì)顯著降低。
除了熱源，系統(tǒng)中所有元件都需要正確地選型。因此，了解和評(píng)估諸如流量和供水溫度等主要運(yùn)行參數(shù)非常重要。
流量
額定流量通常是指蒸發(fā)器進(jìn)出口之間平均溫差約5℃時(shí)的流量。
最大允許流量是最小溫差約3℃時(shí)的流量，而最小流量對(duì)應(yīng)的則是最大溫差約8℃時(shí)的流量。
如果流量不足(低于最小流量)，蒸發(fā)溫度過(guò)低，這種情況會(huì)導(dǎo)致安全裝置的干預(yù)和熱泵停機(jī)，蒸發(fā)器可能會(huì)結(jié)冰，從而導(dǎo)致制冷回路出現(xiàn)嚴(yán)重故障。
水流開(kāi)關(guān)可以驗(yàn)證系統(tǒng)內(nèi)最小循環(huán)流量：當(dāng)?shù)陀谥圃焐趟鞠拗茣r(shí)，裝置會(huì)向設(shè)備發(fā)出警報(bào)，停止運(yùn)行以避免可能的損壞。
運(yùn)行溫度
在供暖模式下，熱泵的最佳運(yùn)行溫度通常在 35°C 系統(tǒng)側(cè)）生活熱水的供應(yīng)則在 50到60°C 。需要隨時(shí)考慮的是熱泵效率，所需溫度越高，其能效比越低。
因此，必須在設(shè)備熱水生產(chǎn)溫度(應(yīng)盡可能低)和終端所需供水溫度(應(yīng)盡可能高)之間找到折衷方案。有時(shí)有必要設(shè)計(jì)更大的散熱系統(tǒng)，以便其以低于額定供水溫度運(yùn)行。要綜合考慮的是在增加的額外成本、制熱效率和與最高運(yùn)行溫度方面的物理限制之間找到折衷方案。
此外，雖然可以降低技術(shù)用水的生產(chǎn)溫度，來(lái)提高設(shè)備性能，但要同時(shí)考慮到使用低于標(biāo)準(zhǔn)溫度的末端可能帶來(lái)的舒適度損失。例如對(duì)于風(fēng)機(jī)盤管，建議在輸送溫度高于40°C情況下工作，以免影響舒適度：否則，人的皮膚會(huì)有冷感(人體溫度約在36°C)。
在制冷模式下，通常產(chǎn)生的冷水最低溫度為 7°C 。但是，在某些特殊的系統(tǒng)內(nèi)，產(chǎn)生的技術(shù)用水還可以達(dá)到5°C。
夏季，制冷產(chǎn)生的冷水溫度越低，設(shè)備制冷效率 (EER) 就越低，與冬季情況類似。制造商對(duì)設(shè)備有可以達(dá)到的物理溫度上的限制，這是為了避免制冷裝置的交換器結(jié)冰。通過(guò)將乙二醇與水混合來(lái)，改變流體的熱性能，就可以克服這一障礙。而把制冷系統(tǒng)與除濕機(jī)結(jié)合使用，比如輻射制冷系統(tǒng)，可以使供水溫度提高到 15–18°C 。
除霜時(shí)，化霜產(chǎn)生的水從室外機(jī)底部排水管排出；因此，最好通過(guò)排水和集水系統(tǒng)來(lái)防止凍結(jié)?？梢杂脦щ娂訜岬氖占P，或?qū)⑴潘苤苯优湃胂滤?。最后還可以通過(guò)一層礫石排水，地面與設(shè)備之間保持最小距離（圖35）。
除霜會(huì)對(duì)熱泵性能帶來(lái)不利影響，因?yàn)槔涿窖h(huán)部分功率用于外部單元除霜，而不是傳輸?shù)搅黧w中。事實(shí)上，與額定性能相比，除霜過(guò)程會(huì)導(dǎo)致:
能效比降低;
熱功率下降。
外部單元結(jié)冰條件（外部溫度低和絕對(duì)濕度高）出現(xiàn)越頻繁，這兩種現(xiàn)象就越明顯。令這兩個(gè)因素雪上加霜的最糟糕組合在-4°C和+4°C溫度范圍內(nèi)。
除霜現(xiàn)象也屬無(wú)奈，因?yàn)樗鼉H取決于外部空氣的溫濕度條件。但是，在熱泵的選擇和選型時(shí)應(yīng)考慮到這一點(diǎn)，特別是當(dāng)外部空氣的設(shè)計(jì)溫度恰好在處于受這種現(xiàn)象影響最大的范圍內(nèi)時(shí)。為此，制造商在技術(shù)資料中給出了包括除霜循環(huán)的熱泵性能圖表。
除霜循環(huán)需要一定熱能，根據(jù)不同的系統(tǒng)，熱能可以來(lái)自用戶供熱回路或緩沖罐。
高惰性系統(tǒng)
如果系統(tǒng)具備足夠熱惰性，可以暫時(shí)冷卻管道中的水，保持設(shè)備良好運(yùn)行而不會(huì)降低用戶的舒適度（圖37）。
設(shè)計(jì)上需要讓一部分供熱系統(tǒng)回路始終處于運(yùn)行狀態(tài)。例如，在小型住所如兩居室，最好通過(guò)開(kāi)關(guān)熱泵直接調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而無(wú)需在設(shè)備和散熱終端之間有任何調(diào)節(jié)或截止裝置（如地板輻射回路的熱電閥控制）。
低惰性系統(tǒng)
在低熱惰性系統(tǒng)（例如風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)）或可用流量低于制造商要求的最小流量時(shí)，必須將一次系統(tǒng)（熱泵的）通過(guò)旁通閥或水力分壓器（圖37）與二次系統(tǒng)（用戶供暖回路）分離開(kāi)來(lái)。
如果使用的是旁通閥，則必須在主回路的回水上加一個(gè)緩沖罐。也可以連接緩沖罐作為水力分壓器。后一種方案在利用儲(chǔ)熱除霜模式下可以保證環(huán)境連續(xù)供熱。
生活熱水生產(chǎn)
最后，在某些應(yīng)用中，將生活熱水的生產(chǎn)與供暖分離更加合適。這種情況可能發(fā)生在：翻新改造中，原來(lái)就有集中或獨(dú)立的生活熱水供水系統(tǒng)，或熱泵沒(méi)有熱水功能（例如氣-氣式）。在這些情況下，可以考慮氣-水式熱泵熱水器。
熱泵熱水器通過(guò)兩個(gè)通往外部的管道（進(jìn)氣和排氣）工作，或者從環(huán)境空氣中吸氣，然后通過(guò)管道排到外部。還有一些型號(hào)配備有內(nèi)外機(jī)（兩部分）。
氣-水式熱泵熱水器雖然采購(gòu)成本較高，但可以避免熱泵在制冷功能時(shí)由冷轉(zhuǎn)熱，從而提高設(shè)備性能。
