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1、1 热泵培训 （一）基础篇 2 目录 l一、热泵热水器基础知识 l二、空气能热泵热水器原理 l三、空气能热泵热水器的组成 l四、空气能热泵热水器的特点 l五、公司热泵产品系列 3 一、热泵热水器基础知识 l热泵：热泵是一种利用高位能使热量从低位 热源流向高位热源的装置。 l热泵的原理：利用某种工质的状态变化，从较低 温度的热源吸取一定的热量Q0，通过一个消耗功 W的补偿过程，向较高温度的热源放出热量Qk, 。在这一过程中，由能量守恒得 Qk= Q0 + W。 4 热泵分类 热泵分类 （按原理分） 蒸气压缩式 气体压缩式 吸收式 蒸气喷射式 其他 5 n蒸汽压缩制冷循环：液体制冷剂在蒸发器中吸
2、收被冷却的物体热量之后，汽化成低温低压的 蒸汽、被压缩机吸入、压缩成高压高温的蒸汽 后排入冷凝器、在冷凝器中向冷却介质(水或 空气)放热，冷凝为高压液体、经节流阀节流 为低压低温的制冷剂、再次进入蒸发器吸热汽 化，达到循环制冷的目的 。制冷剂在系统中 经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完 成一个制冷循环。 6 热泵分类 热泵分类 （按热源分） 空气源 地源 双源 水源 其他 7 n空气能热泵热 水器：以少量 电能为驱动力 ，由热泵吸收 空气中热量制 取热水的供热 水产品。 8 二、空气能热泵热水器原理 工作原理：利用制冷剂的状态变化，从较低温度的 热源吸取一定的热量Q0，通过一个消耗功W的
3、补偿 过程，向较高温度的热源放出热量Qk,。在这一过 程中，由能量守恒得 Qk= Q0 + W。热泵热水器的 能效比为COP= QkW=1+Q0W，所以理论上热 泵热水器的能效比永远大于1，通常在标准工况下 空气能热泵热水器的能效比高达4，即输入一份电 能，能获得相当于4份能量的热水。 9 工作过程：压缩机吸收来自蒸发器 低温低压的制冷剂气体，通过消耗一 部分电力做功，把低温低压的气体压 缩后变成高温高压的过热气体，然后 再排到冷凝器中与水进行热量的交换 ，高温高压的过热气体被液化，变成 液体，再经过电子膨胀阀节流降压后 ，变成低温低压的液体，然后进入蒸 发器中吸收空气中的热量汽化，变成 过热
4、气体，最后又被压缩机吸入进行 压缩，如此反复循环，制取热水。 10 11 水 放热放热 气体气体 液体液体 液化液化 12 空气 吸热吸热 液体液体 气体气体 汽化汽化 13 水的蒸发 加热 水蒸气 水在一个大气压下 沸腾 14 三、空气能热泵热水器的组成 l空气能热泵热水器的组成：制冷系统+电控系统 +钣金结构+水系统。 l制冷系统包括：压缩机、冷凝器、蒸发器和节 流装置四大件，另外还有四通阀、气液分离器 、过滤器和制冷剂等。 l电控系统包括：电路板、控制面板、变压器、 信号线、接触器和感温探头等。 15 1.压缩机 根据工作原理分为 离心式 容积式 活塞式 回转式 转子式 涡旋式 螺杆式
5、容积式：靠改变工作腔的容积，将周期性吸入的定量气体进行压缩的压缩机。 离心式：靠离心力的作用，连续将吸入的气体进行压缩的压缩机。 16 n压缩机的作用：压缩机是整个热泵热水器系统的核心部 件，其主要作用是将蒸发器中的低温低压制冷剂蒸气吸 入，并压缩成高温高压的过热蒸气，然后排到冷凝器中 。 17 活塞式压缩机 n原 理：活塞在气缸中往复运动，压缩气体 n理论工作过程： 0-1-2-3-0 aababcabc a外止点 b内止点 18 原 理 : 偏心轮(圆心O1)绕汽缸圆心O旋转，改变容积对冷媒进行压缩。 转子式压缩机 19 结 构 ： 涡旋式压缩机 20 21 涡旋压缩机 原理: 动、静盘啮
6、合，动盘绕静盘中心，以偏心距为半径作公转运行。 22 注意事项： n1.搬运时垂直搬运，最大倾角5； n2.压缩机启封后应在60分钟内完成配管和焊接 工作，使系统封闭； n3.压缩机与冷媒是一一对应的； n4.压缩机的接线； n5.压缩机的内部保护功能； n6.曲轴加热带。 23 2.蒸发器 n蒸发器的作用：把从节流后 的低温低压制冷剂液体吸收 空气中的热量后汽化，变成 低温低压的过热气体，回到 压缩机中继续压缩。 n特点：蒸发器使用内螺纹铜 管和亲水铝箔波纹片，比一 般的平片换热效果提高10%- 12%。先进的流路设计，使 制冷剂在蒸发器内更加均匀 充分的蒸发散冷，在寒冷的 冬天结霜均匀，不
7、会出现分 流不均导致的局部结霜或结 冰问题。换热效果特别好。 24 3.冷凝器 n冷凝器的作用：将来自压缩机的高温高压制冷 剂蒸气冷凝成过冷的液体，在冷凝过程中，制 冷剂蒸气放出热量，故要用水或空气来冷却。 n冷凝器分为：套管式、板式、壳管式、钛管、 沉浸式等。 n使用现状：目前我司产品所使用到的换热器， 浸液式家用机使用沉浸式换热器，循环式家用 机使用高效壳管式换热器，3P、5P的工程机 使用套管式换热器，10P-24P使用的是高效壳 管换热器，泳池机组使用的是钛管换热器。 25 外观图: 特点:大直径的不锈钢无缝钢管内套一根螺旋铜管,两者紧密的配合在一块,铜管 里面走冷却水,铜管和钢管之间
8、的螺纹空隙走制冷剂.水与R22逆向流动。 优点:制造简单,换热效率高，而且价格便宜,水在铜管处于紊流状态,不容易结水 垢,防冻能力较强, 不易堵塞,对水质的要求低,性价比好。 缺点:体积较大,不能适用于大功率的机组。 螺旋铜管：一般为紫铜管或者镍白铜管,采用特殊工艺拉制成螺旋形状,换热面 积是同等大小的光管的3倍.可以大量的节省铜管的长度。 套管式换热器 26 壳管式换热器 壳管式换热器特点：盘管采用高效翅片管，换热面积是光管的3.7倍，盘管紧凑的螺 旋结构保证冷媒能充分换热，水路流速均匀。换热效率高，体积小，不容易堵塞，可 以使用于任何机组。 外观图: 27 沉浸式盘管冷凝器 外观图: 特点
9、:由水箱和紫铜管组成.紫铜管绕成盘管形状.主要的特点就是结构简单，安 装方便，一般这种冷凝器多使用于家用型空气源热泵热水机组。 28 外观图: 泳池钛管换热器 组成：由钛管和PVC塑料外壳或者不锈钢外壳组成。 使用于游泳池或者水上游乐池，或者桑拿池，按摩池等场合，最高温度限制在45以下。 特点：具有超强的抗腐蚀能力，能够抵抗水中的氯离子的侵蚀；很高的传热系数和换热效果 ，是泳池设备中的理想选择。 钛芯 钛管换热器 29 外观图 : 板式换热器 特点：由316超低碳不锈钢板片压制,真空焊接而成.水和制冷剂在薄片中间隔流动, 接触充分,换热效率高.适用于功率较大的机组。 优点：结构紧凑，体积小，冷
10、却水量小，换热效率高，具有很强的耐腐蚀能力，板 式换热器的传热系数K值在30006000W/. 范围内。 缺点：价格较贵，防冻能力差，对水质要求高，容易堵塞。 30 4.节流机构 n分类： A 毛细管 B 热力膨胀阀 C 电子膨胀阀 n作用： 把从冷凝器出来的高温高压制冷剂液体节流降压 后变成低温低压的液体，然后排入到蒸发器。 31 外观图 : 毛细管 毛细管是由一般内径为0.7-3.2mm，长0.6-6m,适用于冷凝压力和蒸发压力较稳定的 小型热泵装置；由紫铜管拉制而成，价格低廉。只适合于某种工况下运行，如果要 变工况的话，它就无法调节制冷剂的流量，而且制冷剂的充注量要求比较准确，容 易发生
11、脏堵和冰堵。 32 热力膨胀阀 外平衡热力膨胀阀外观 分类：内平衡和外平衡两种。 A 内平衡式热力膨胀阀：由感温包测知蒸发器出口 处工质的过热度，由此判断工质流量的适当与否， 并调整阀的开度控制工质的流量。 B 外平衡式热力膨胀阀： 与内平衡式热力膨胀阀不同的是，该阀多了一条外 部平衡管，该管下方与蒸发器出口处的工质相通， 上方接膜片下部的空间。从而使膨胀阀提供的过热 度与蒸发器出口处的饱和温度相适应。 热力膨胀阀的优点和缺点： 优点：调控能力比毛细管好，有一定的调节能力。 缺点：由于控制信号是通过感温包感受蒸发器出口 处工质过热度变化再由感温介质传到膜 片处，时 间滞后较大，控制精度不高，且
12、由于膜片的变形量 有限，调节幅度不大，当热泵的制热量大范围调节 且控温精度要求较高时，需采用电子膨胀阀。 内平衡 热力膨胀阀外观 33 电子膨胀阀是近几年出现的一种新型节流机构,它由检测控制执行三部分组成.按驱动方式分 为:电磁式膨胀阀和电动式膨胀阀两类. 电子膨胀阀的特点： A.电子膨胀阀可以在接近零过热度下平稳运行,不会产生振荡,从而充分发挥蒸发器的传热效率. B.电子膨胀阀具有很好的双向流通性能,2个流向的流量系数很小,偏差小于4%因此,电子膨胀阀 特别适用于与系统制冷剂循环量大的变濒空调机一拖多空调系统和热泵机组等 . C.能够精确控制制冷剂流量，从而达到精确控制蒸发温度 ,电子膨胀阀
13、作为电子控制元件，具有 精度高，动作快速、准确、节能效果明显，并可以与其它智能控制方法相结合 . D.电子膨胀阀具有智能化节流、全开、关断的能力，能够根据外界的环境温度进行 调节，使机组始终工作在稳定的状态。 电子膨胀阀 外观图 : 34 毛细管热力膨胀阀电子膨胀阀 制冷剂与阀的选择是 否相关 无关由感温包充注的制 冷剂决定 无关 制冷剂流量调节范围小较大大 流量调节机构毛细管流动阻力调节阀开度调节阀开度 调节控制信号无蒸发器出口过热度蒸发器出口过热度 调节方法无检测出口过热度， 控制调节阀开度 检测出口过热度， 控制调节阀开度 对蒸发器过热度控制 偏差 大较小， 47C，但 蒸发温度低时大
14、很小， 12C 允许负荷波动很小较大，但不适合于 能量可调节系统 很大，适合于能量 可调节系统 价格便宜较高高 电子膨胀阀与毛细管、热力膨胀阀的特点比较 35 5.其他制冷配件 n四通阀：能够使制冷系统在 制冷和制热两种模式中自由 切换，在空气能热泵热水器 中的主要作用就是用来除霜 ，注意焊接和安装。 36 n气液分离器：把从蒸发器出来的多余 的未蒸发器完的制冷剂液体和气体分 离出来，保证压缩机吸入的都是气体 ，防止压缩机发生液击。 外观图 内部结构图 37 6.电控系统 n组成：由电路板、变压 器、控制面板、信号线 、各种温度传感器、交 流接触器、热过载保护 器、接线端子等组成。 电路板 控
15、制面板 38 交流接触器热过载继电器 39 功能： （1）温度控制主机开关机，三种不同时间段的定时开关机。 （2）时间设置。 （3）回水；补水；供水；循环水泵；高水位、低水位控制。 （4）供水可以设置三种不同时间段供水。 （5）可调节智能化除霜，参数可任意设置。 （6）工程密码设定，可设定机组工作运行天数。 （7）各种保护功能：缺相逆相保护、高压保护、低压保护、水流开关保 护、水位保护、传感 器保护、出水过热保护、压缩机过流保护、排 气保护等。 （8）电子膨胀阀控制，最多可同时带4个电子膨胀阀。 （9）通过电路板控制可自动转换循环和直热两种模式。 40 7.风机部件 n组成：由单相电容运转异步
16、电机和风叶组成。 n作用：加速空气从外界吹过蒸发器表面，以提 高蒸发器的传热效率和散热性能。 n特点：低转速，低噪音，大风量。 41 8.制冷剂 n制冷剂的作用：用于在制冷系统中通过自身的状态变化来传递热量的工 质。简称冷媒，俗称雪种。目前我司的制冷剂种类有：R22，R407C， R417A，R410A，R142b等，其中环保冷媒是R407C，R417A，R410A 。 n制冷剂分类： 按照制冷剂中含Cl离子和H离子的情况简单的分为CFC（如R11/R12） 、HCFC（R22/R142b）、HFC（如R410A/R407C）。 nODP是一种物质破坏大气臭氧层的一个指数 ，CFC类制冷剂的臭氧层破 坏潜值最大(1.0) 。 nGWP是一种物质产生温室效应的一个指数 ，GWP是在100年的时间框架 内，制冷剂的温室效应对应于相同效应的二氧化碳的质量 。 n毒性和可燃性：低毒性：A，高毒性：B，可燃性按从不可燃、低可燃、 高可燃依次为1、2、3。 R22是目前使用最
