科进水风热泵.docx

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科进水风热泵

系统简介

　　水风热泵高大空间专用空调系列产品是由山东科进能源科技有限公司针对高大空间这一特殊环境而成功研制的革新的空调设备。

产品已广泛应用于工业厂房、仓库、飞机及机车维修中心、物流中心、大型的体育馆、展览馆、汽车4S店、超市等高大空间场所。

原理描述

水风热泵机组主要由蒸发器，压缩机，平衡阀，冷凝器，风机组成。

（可否变成摇头式四面出风的）

制热时，风水热泵机组的蒸发器吸收水的热量，使常态热媒变成低温低压热媒，低温低压热媒通过压缩机做功变成高温高压热媒，高温高压热媒通过冷凝器与高大空间的空气进行换热，提高高大空间空气的温度，然后利用空气远程射流技术实现空气调流布送，热媒经过平衡阀调节，重新进入蒸发器重新循环。

融合无线通讯技术、变频技术，采用工业控制计算机。

系统地解决了高大空间采暖、制冷、通风和热能回收等多种需求。

适用于5~30米高的建筑场所，是一种技术成熟、实施简单、控制灵活、高效节能的系统方案。

制冷时，机组的蒸发器变成冷凝器，冷凝器变成蒸发器，将空气的温度释放到水中，从而降低高大空间的温度，利用空气远程射流技术实现空气的调流布送。

下面就是水风热泵机组的主要部件及原理图：

下面这张是实物图：

压缩原理

螺杆式压缩机是一种容积式压缩机，根据其转子形式分为双螺杆压缩机和单螺杆压缩机两种。

双螺杆式由两个具有螺旋状齿槽的螺杆相啮合和旋转，造成齿间容积的变化而完成压缩过程，过程可分为吸气、压缩和排气。

单螺杆式由一个具有螺旋状齿槽的螺杆同两个星轮相啮合，造成齿间容积的变化而完成压缩过程。

过程可分为吸气、压缩和排气。

6.1.3能量调节

螺杆式压缩机通过调节滑阀来调节其输出能力，基本原理如下：

通过滑阀的移动使压缩机阴、阳螺杆齿间工作容积，在齿面接触线从吸气端向排气端移动的前一段时间内，仍与吸气孔口相通，并使这部分汽体回流到吸气孔口。

即通过减小螺杆的有效吸气长度，来达到能量调节的目的。

滑阀由具有排气压力的润滑油液压驱动，通过电磁阀控制油的流向来推动滑阀左右移动。

无级调节通过增载和减载电磁阀进行控制，范围为10%～100%，以在负荷为50%以上运转为宜。

有级调节通过三个电磁阀的运算，得到五个能量级，一般为100%，75%，50%，25%，0%。

改变滑阀上排气孔口的位置和大小，可以得到不同的内容积比。

6.1.4机型对比

与活塞式冷水机组相比，螺杆式冷水机组具有下列优势：

●运动部件大大少于活塞压缩机，仅1/10，部件少，可靠性高

●尺寸及冷量的灵活性，更适用于第三代环保制冷剂

●工作平稳，振动小可靠性高，为活塞机的1/5

●维护简单，故障率仅为活塞机的1/10

●效率高于活塞压缩机，运行费用低

●单级压缩比高，对湿气压缩不敏感

与离心式冷水机组相比，螺杆式冷水机组具有下列优势：

●螺杆机运动部件少于离心压缩机，部件少，可靠性高

●螺杆机组转速低，安全性高，离心机转速高，安全性差

●螺杆机对湿气压缩不敏感，离心机碰到液滴会汽蚀破坏

●螺杆机效率与离心机相当，成本远低于离心机

●螺杆机单级压缩比高，可以应用于蓄冷工况，适用范围广

●螺杆机多机头设计，部分负荷效率高，全年运行费用低

●螺杆机无喘振现象，工作更加可靠，无喘振飞车破坏之危险

●螺杆机系统简单，无油泵设计，维护费用远小于离心机

与单螺杆相比，双螺杆具有下列优势：

●生产厂家多，技术成熟，故障率低，使用范围广

●密封线短，泄漏低，效率比单螺杆高

●阴阳转子间隙极小，中间润滑油起润滑、密封、传递动力之作用，阴阳转子之间

无直接接触，寿命长，故障低

●单级压缩压比大，更适合于蓄冷等低温场合，适用场合广

●一般不需喷液装置，效率高，工作可靠

●转子腔体结构简单，密封容易，维护简单

●排气温度比单螺杆高，更适合于热泵等场合应用

●采用平衡推力轴承，且轴承数量少，运行更加平稳，振动小

与开启式螺杆机组相比，半封闭螺杆机组具有下列优势：

●使用性

开启式压缩机由于电机热量直接排于室内，故机房需配置良好的通风和降温设备，增加初期投资和使用成本。

半封闭式压缩机电机热量排于冷却水中，机房无需添加通风设备。

●维护性

由于开启式压缩机的漏油和漏氟不可避免，故平时必须密切关注压缩机的漏油量，做好机房清洁工作。

当漏油速度超出某一限值时，必须更换轴封，极大增加维护工作量和维护成本。

半封闭压缩机仅需常规维护，省时、省力、省钱。

●可靠性

单螺杆压缩机的星轮是易损件，除了制造时需采用特殊材质外，还需定期更换。

双螺杆压缩机没有易损件，无故障运行寿命可达5～7.5万小时。

机组特点

双螺杆压缩机高效可靠的象征

采用世界著名品牌的最先进工业级用双螺杆压缩机，效率极高、运转可靠。

压缩机原装进口，保证了心脏的安全可靠。

多冷媒设计互换性强

整体采用多冷媒系统设计，使用冷媒为HCFC22、HFC134a、HFC407C（其它冷媒可以特殊订货），冷媒适用性强，可以根据需要随时进行更换。

能量自动调节降低运行费用

通过PLC控制器的良好配合，采用滑阀式能量卸载装置，能在100%~0%负荷范围内自动调节，与实际负荷相匹配，令运行费用大为降低，有着显著的节能效果。

半封闭电机安全可靠灵活

电机采用半封闭结构，既便于检修，又保证了电机的环境洁净可靠，冷媒直接冷却电机线圈，电机线圈温度低，效率高，进一步节省运行费用。

高效热交换器表现卓越.

热交换器采用了最新的传热铜管,传热效率高,阻力小,体积小,水侧和制冷剂侧强化传热,降低了整机的能耗。

结构紧凑安装方便

机组设计精密紧凑大大减少了机房占地面积，且出厂前已充灌好冷媒和整机试车，安装时只需少量的接管与布线，减少了用户的安装时间和安装费用。

规格齐全选择容易

每台冷水机组的选择要与用户的需要相匹配，以满足其建筑的负荷及节能要求，因此我们采用多机头设计，冷量范围广，从60RT-330RT（235KW-1130KW），规格众多，用户选择精确，以实现最佳匹配，另外，还可根据电脑选型进行非标机型的设计和制造。

部分负荷性能

由于大部分运行时间用在非设计工况，在选择冷水机组时应注意，它不仅要在满负荷时高效运行，而且在部分负荷也能高效运行。

阿拉斯佳地源热泵机组采用多机头设计，在部分负荷时可以只保留一个机头运行，而且机组部分负荷性能良好，能节省运行费用30%以上。

独立回路运行可靠

阿拉斯佳地源热泵机组采用多机头设计，每个机头均为独立冷媒回路，可以单独运行，也可以独立检修，使机组的进行更加可靠。

对于大多数用户，可以只选用一台多机头独立回路的机组，从而节省机房面积，减少水泵台数，降低机房附属设备的投资，进而获得良好的投资回报。

6.1.6机械特性

1、双机头螺杆压缩机性能特性

选用世界著名品牌半封闭式双螺杆压缩机，加工精度高，高效可靠，主要有下列杰出特点：

——阴、阳转子齿形比为5：

6的专利设计。

——极高效率的电机。

——吸气流经电机转子缝隙，用离心原理使液体分离。

——优化设计的容积比。

——转子自润滑。

——机械部件结构简单、可靠，精心制造。

——球轴承与滚柱轴承完美的配合使用，大大降低了运行时的作用在螺杆机上的轴向、径向载荷，故运转非常平稳。

——简单高效的容量控制装置。

——带部分绕组启动的高效率电机。

——震动小，噪声低。

——优质的容积-容量比。

双螺杆压缩机主要有阳转子和阴转子组成，其结构如下图所示：

1.阳转子2.阴转子3.轴承4.电机5.吸气阀6.电气盒7.油去雾器

8.滑阀9.外置油冷接头10.油过滤器11.排气阀12.吸气过滤器

13.视液镜14.电子模块15.内置油分离器16.单向阀17.容量电磁阀

18.放油螺塞

轴承尺寸、形式极其安装位置均经过优化设计，所以在极端特殊工况运转时（高排压、启动频繁等）摩擦力也大大降低，且转子间定位精确。

轴上装配滚柱轴承，当压缩机运行发生反转时，承受轴向与径向负荷。

二极三相异步电动机与转子座及机壳紧密相接，其转子装于阳螺杆轴上，电机冷却由吸气通过其转子缝隙而完成。

压缩机通过减震垫直接固定在冷凝器上部的刚性支架上。

2、容量控制

若热负荷降低，压缩机将使被冷却物很快达到所需的温度，此时将导致压缩机频繁启动，容易损坏，因此需要容量控制装置来降低压缩机的制冷量，同时也避免了整个系统的效率的降低。

本机组配备的容量控制装置具有以下优点：

--结构简单，保证了转子座的精度与机壳强度；

--运动部件无需进行校正。

容量控制装置主要有三通电磁阀、移动滑阀、压缩弹簧、容量控制孔等组成。

当压缩机满载运行时，一部分控制油通过三通电磁阀进入与压缩机吸气侧相连通的汽缸，克服弹簧力推动活塞移动直到其关闭容量控制孔。

当部分负荷时，三通电磁阀引导控制油（滞留在汽缸内的油）进入压缩机吸气侧。

润滑油流出汽缸后，弹簧不再受压缩，推动活塞打开容量控制孔，此时只有转子的残留部分（容量控制孔与排气通道）参与冷媒压缩，故减少了排气量，也就意味着降低了制冷量。

3、控制柜

本机组采用机载配电控制柜，用户无需另外增设配电柜。

机组所需的全部控制和电机启动元件均由工厂接线并完成功能测试，确保到现场可以立即使用而无需调试。

控制柜分为电气部分和控制部分，电气部分有压缩机电机接触器、过热保护器、控制电路接触器、保护回路继电器等；控制部分有微电脑控制器、显示触摸屏操作面板、操作面板与微电脑之间的接口板、输入输出接口板、继电器板等组成。

节流装置

本机组采用外平衡式热力膨胀阀来控制冷媒的流量，平衡管连接于蒸发器出口，感温包紧密包扎在压缩机的吸气管上，距离压缩机吸气阀10-15cm，先擦光接触面，然后涂刷导热涂层，其次按规定角度放置感温包并紧固，最后以绝热层包扎覆盖感温包。

6、油分离器

螺杆压缩机润滑系统的特点为将油喷向运动部件，所需大量润滑油由螺杆压缩机提供，其压力等于排气压力。

压缩机内置高效油分离器，具有结构紧凑，阻力小，效率高等优点。

压缩机排气通过导管先进入油分离器封头，突然减速并改变流向，导致油与冷媒先行分离，然后冷媒倒流通过油除雾器时与网状组织相碰撞，通过毛细现象使润滑油与冷媒再次分离。

分离出来的油聚集在下部油槽内，然后通过80μm规格的油过滤器以高压强制喷向螺杆与轴承。

6.1.7控制中心

阿拉斯佳空调微电脑控制系统主要由控制基板、轻触键面板或触摸显示屏、通讯转换板、输入输出接口、外围电气回路等组成，系统结构模块化，方便联网控制，采用抗干扰设计，工作稳定；冗余设计，不影响其它机头；上电检测，避免误动作；具有预防用户误操作功能，具有默认值恢复功能，避免人为故障；具有多种控制方式：

本地、远程、自动等，方便用户管理。

显示功能主要有：

●LCD液晶显示器：

4行15列或240*64点阵

●有友好的中文人机界面

●

控制按键：

轻触或触摸

●实时时钟显示（24小时制）

●工作模式显示：

自动、手动等

●温度测量值、设定值显示

●开机载荷量显示

●通讯状态显示

●控制器输入点状态指示，控制器输出点状态指示

●压缩机负载状态指示

●压缩机累计运行时间指示，压缩机累计启动次数指示

●水泵累计运行时间指示

●

故障报警显示：

包括故障发生部位、发生时间、结束时间等

●进出水温度实时运行曲线

●历史故障及当前故障指示

●空调机组系统图指示

控制功能主要有：

●运行管理功能，根据负荷状态调整压缩机均衡磨损运行

●多种运行模式控制功能，如制冷、自动判断、手动切换等

●

启动方式为星三角启动

●故障自诊断及保护功能

●模糊能量调节规律控制

●冰水系统温度防冰保护

●传感器短路、断路故障保护

●二重密码设定保护控制功能

●掉电记忆控制功能：

是否自清除？

恢复默认值？

恢复运转？

●预设机组控制台数控制功能

●

多种开停机工作方式：

就地、远程、定时、自动、联动等

●微电脑智能控制，支持楼宇控制连接

●故障自动拨号功能（需另外购置MODEM）

●远端遥控功能（采用干接点控制）

●远端运行、报警功能（采用继电器接点输出）

●

参数超限设定限制功能

●出厂参数设定恢复功能

●测量参数修正功能

●清除压缩机运行过程变量

●故障记录查询，包括故障部位、产生时间、结束时间

●压缩机油加热控制

●故障手动复位控制

●I/O控制基板上电自识别功能

●压缩机防频繁启停控制功能

●

故障保护点检测延时

●水温控制选择

●可联结PC机，可直接外接打印机

●可控制冷却水泵、冷冻水泵、冷却塔等外围设备（备选）

●模糊控制调节规律：

以机组单元为一个调节量，分为加载区、卸载区、保持区、急停区，根据调节偏差进行调节

智能除霜：

采用多变量逻辑运算，通过环境温度、翅片温度、运行时间、历史数据等参数（可现场修改），精确有效除霜，杜绝除霜不足或过剩现象，避免无霜除霜，减少除霜次数，提高制热效率。

●智能防冻：

预设的防冻条件在环境温度或水温较低时自动启动水泵和压缩机，将管道内的水温升高以防止冻坏机组。

●模块化功能：

即插即用模块化软件设计，上电自识别模式全面服务于模块式空调。

任意模块断电或故障不影响其它模块，方便将小冷量的机组任意组合成大冷量的机组。

保护报警功能主要有：

●高压过高保护

●低压过低保护

●压缩机过载、线圈过热保护

●错缺相、高电压、低电压保护

●压缩机油位保护

●压缩机排气温度过高保护

●压缩机油压差保护

●冰水水流及冷却水水流过低保护

●冷却塔冷却风机过载保护

●外部联锁保护功能

●冷冻出水温度防冰保护

●冷却出水温度过热保护

●温度传感器故障报警

●通讯故障报警

●运行超时报警功能