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，然后在較冷時(shí)段里釋放出來。通過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?，低惰性住宅（僅需要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。通過將乙二醇與水混合來，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，最好通過排水和集水系統(tǒng)來防止凍結(jié)。可以用帶電加熱的收集盤，或?qū)⑴潘苤苯优湃胂滤?。最后還可以通過一層礫石排水，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，最好通過開關(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）分離開來。
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，原來就有集中或獨(dú)立的生活熱水供水系統(tǒng)，或熱泵沒有熱水功能（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。
