风冷模块的工作原理

【专家解说】：风冷热泵模块机组，是空调行业内区别于风冷冷水机组的一种空调机组。除具备风冷冷水机组制取冷水的功能外，风冷热泵模块机组还能切换到制热工况制取热水。风冷热泵模块机组的基本原理是基于压缩式制冷循环，利用冷媒做为载体，通过风机的强制换热，从大气中吸取热量或者排放热量，以达到制冷或者制热的需求。
对比风冷冷水机组，风冷热泵模块机组在机组内部至少增加了一个四通换向阀，做为制冷或制热的功能切换。风冷热泵模块机组的适用环境温度一般不得低于-5℃，否则会因为结霜除霜过于频繁而导致机组效率下降或者不能正常运行。但根据不同厂家的技术能力，适用范围有一定的偏差。目前比较先进的涡旋机中，采用了低温喷焓技术的机组往往能够适应更低的环境温度，同时拥有更高的机组效率。当然，此类机组的成本以及售价也都有一定程度的升高。
早期生产的制片机，有浸泡式和夹套式两种结构。这两种设备具有结构复杂、滚筒受压、夹套结垢后不易清理、水流分布不匀因而热交换效率低，造成滚筒表面温度不易降低等缺点。现在采用喷淋结构的制片机，设备简单，滚筒不受压，结垢易清理，冷却介质在滚筒内表面均匀分布，对滚筒内表面来说，冷却介质的温度均为进口温度，因而热交换效率高。
具体结构是：冷却介质进口管在滚筒内有科学分配器，在滚筒上部240b范围内装有喷嘴，喷嘴是一雾化装置，可将冷却介质高度雾化，喷射出空心圆锥雾化的冷却介质，到达滚筒内表面及端面，利用冷却介质汽化吸热而不是靠导热进行的热交换。出口管弯曲向下，离滚筒内底面距离为30到50mm，利用虹吸原理，将冷却介质排出，在滚筒内剩余量最少。为保证虹吸和直观见到冷却介质的虹吸排出，在出口管内装有一根小管，使滚筒内腔与大气相通。这一新颖设计取得非常好的效果，在不用喷射泵引流的情况下，能保证冷却介质排出的间歇时间最短，虹吸排出冷却介质的时间更长。冷却介质进、出口管在设备允许的情况下应选取直径较大者，减少冷却介质在冷却管中的压力损失。这种采用高级雾化喷淋冷却装置的制片机在烧碱行业制片中采用，取得明显的经济效益。360e熔融碱液经制片后可冷却到90e以下，直接进行后工序，即采用塑料编织袋包装，因而可免掉后面工序中的滚筒、螺旋冷却器等装置，既节约投资，又减少运行和管理费用。
用于风冷式冷热水机组除霜控制的方法一般有，时间控制法、时间温度控制法和蒸发温度与大气温度之差控制法等。时间控制法是早期的除霜控制方法，为防止翅片管表面严重结霜而影响机组工作，往往根据最恶劣的情况设定制热工作时间，这样会造成多余的除霜动作，造成能量损失，影响机组稳定工作；时间温度控制法，引入了温度量，较单纯的时间控制有改进，但仍不能实现根据需要除霜，仍会造成不必要的除霜动作或在翅片管表面严重结霜时还不除霜；由于结霜产生的对风侧换热器的气流阻力和霜层热阻的作用，因此，根据大气温度与机组蒸发温度之差来确定是否除霜，在一定程度上反映了机组对结霜的响应。
除霜过程中另一个问题是如何控制除霜时间，除霜时间短，翅片表面有残留水分，在下一个制热周期，水分很快在翅片表面结成冰，使机组制热性能恶化，从而使系统内质量流量迅速增大，若除霜时间过长，系统中冷凝压力升高，甚至引起高压保护，为此，可在除霜工作结束前，提前启动风机，既可使翅片上的残留水迅速被空气带走，又减少了一个制热循环开始时的吸排气压力波动，何时启动风机，可根据排气压力而定。
根据小型风冷式冷热水机组的结构型式及风侧换热器的结构，机组可分为下面几种。
（1）立式、斜侧出风式。较早推出的小型风冷式冷热水机组以这种型式为多。风侧换热器在上部，压缩机及水侧换热器在下部，斜侧出风的出风方式可防止逆风，但风机安装条件不如平侧出风和顶出风。
（2）立式、平侧出风式。风侧换热器在上部，压缩机及水侧换热器在下部，平侧出风的出风方式，风侧换热器的迎面风速比较均匀，但在机组安装时要注意不要使风机直接顶风，否则风机不能正常工作。立式机组占地面积小，一般可放置在屋前或阳台上。
（3）卧式、平侧出风式。
（4）卧式、顶出风式。
卧式机组降低了机组高度，一般可置于屋顶。
与平侧出风方式相比，顶出风式的机组，其风侧换热器的迎面风速不均匀，换热器上部与下部换热条件相差较大。对于卧式机组，可将压缩机和水侧换热器等制冷部件置于风侧换热器内，也可将压缩机及水侧换热器等制冷部件置于风侧换热器的一侧，前者减少了整机的体积，但对气流产生了阻力，也不便于维修，后者虽然体积较前者大，但避免了前者的缺点。具体对换热器表面采用何种表面处理方式，应根据换热器的具体使用场合与要求而定。
小型风冷式冷热水机组的制冷系统及控制要求小型风冷式冷热水机组的主要组成包括压缩机、风侧换热器、水侧换热器、节流机构、高压储液器、四通换向阀、汽液分离器等。
（1）压缩机。早期的小型风冷式冷热水机组大多选用活塞式压缩机，近年来涡旋式压缩机得到了广泛的应用。
（2）风侧换热器。目前使用的风侧换热器大都为翅片管式换热器，换热管采用紫铜管，管径@用内螺纹强化传热管，传热系数可提高20%以上。翅片材料为铝，片厚为0.150.25mm，节距为2mm左右。翅片型式一般有平片、波段片和冲缝翅片三种。冲缝翅片的传热系数最高，但在结霜工况下，冲缝翅片的气流阻力大。
风侧换热器的工作特性直接受大气条件的影响，因此，风侧换热器性能的优劣，对整个机组的性能有重要的影响。在进行风侧换热器设计时，应针对不同地区的气候特点，正确确定换热面积、翅片间距、换热器分路数等参数、兼顾制冷、制热工作的特点，对于偏冷而相对湿度高的地区使用的风侧换热器，要特别注意结霜工况下换热器的工作特性。理论与实验研究表明，对换热器表面进行憎水处理，机组在结霜工况下运行时的制热运行时间延长，可提高热泵制热能力。
喷射泵的工作系采用“伯努利方程”的原理，即流体流速越高其流体压力越低。对船舶而言，主要通过喷射管内高速通过的水流（一般为连接甲板消防总管地消防水），在吸口端产生负压真空而将积水排出舷外。正是由于这个特点，现场检验应注意每个喷射泵不能连接多个污水井，否则只要任何一个污水井抽空，则负压真空不能建立，从而导致系统不能工作，但是并不排除喷射泵同时连接污水井和锚链舱，只要在连通锚链舱的管路上设有截止阀并处于常关状态。
污水井的排水管路的管径应满足船级社的最低要求，一般应不小于50mm，目前对现有船系统的排量并无强制要求，建议为不小于320a（a为服务于该处所地最大通风筒或空气管地截面积），但对于2005年1月1日及以后签订建造合同的船舶，该要求则为强制要求。污水井吸口处应设有隔栅。系统安装完成后，应当逐一对污水井进行效用试验，全部合格后可以将所有污水井一同进行效用试验。有关电子设备的电气防护等级和“防撞舱壁前的压载水舱”的要求并无不同。通往锚链舱的截止止回阀应保持常关，其余阀门（除电控阀门外）应保持常开。检验时发现含有碳氢化合物。而且随着生产时间的延长，碳氢化合物含量不断上升，直至超标。严重影响了氩气产品的正常生产。
热源调节只有在热网管经比较大的情况下，增加减少流量可以保持或接近供热系统水力工况的稳定性时，方能进行。调节中的故障处理在实践中，要解决冷热不均相差比较大的问题，往往容易解决，这一般是由于木块、石子堵塞或使空气堵塞水平管的坡向不对或自动排气阀失灵。要解决冷热相差不大的问题，就不大好解决。有些方外环境温度高于室外计算温度时都可以进行质调。质调连续运行方式应用上述质调供、回水温度，根据环境温度，调整锅炉的运行工况，达到相应的供、回水温度，可以节约燃煤。节能已成为国民经济可持续发展、企业增加经济效益及提高市场竞争力、保护环境的重要手段。当今，节能产业需要国家相关政策、信息引导、技术服务和与之相适应的投融资机制的支持。为此，国家经贸委节能信息传播中心将举办最佳节能实践研讨会。欢迎各单位有关人员报名参加。
研讨会内容（一）我国节能政策与节能融资机制“十五”规划及国家经贸委资源司节能工作要点。我国节能项目融资机制的探讨（节能服务公司）二期运作机制）节能项目如何申请中小企业创新基金（二）专家讲座过程能量优化、水煤浆技术、空调节能技术、新型节能电光源技术、三次谐波滤波技术（三）案例技术讲座电机调速技术（变频与斩波内馈）、蒸气冷凝水回收技术、连续式工业制备乳化重油技术、绿色照明节能设备、环保节能型制冷剂、工业锅炉综合节能改造、脱硫除尘技术。
由于二级调节采用蓄能器工作，因此，在多数情况下，原级泵都配置压力调节泵。这有一个缺点，在马达开始加速的时候，泵还不能进行调节，因此，也不能向系统供油。在蓄能器已经建立起压差之后，才能产生调节信号，而使泵摆动。由于这个压差很小，所以dr调节器的开口很小，因此，泵也不能以其最大可能的速度摆开。这个缺陷可能会在动态中引起循环的延迟。在这里可以采用大蓄能器，或一个调节式泵系统进行帮助：可以在一定的时间点（早期给定值提前量）向泵发出摆开信号，使一级泵在马达开始动作时，就已经处在它的最大摆角位置，并向系统供油。
在主轴刹车时也是一样：由马达输回给压力网的过剩能量不能由蓄能器收回，通过一级泵的反向供油来平衡。因此，恒压或一级泵能生成一个极稳定的压力网。这种可能性只由调节式系统才能提供。除去控制油泵外，还可以在通轴传动的轴向柱塞泵上加装其它型号的泵，并与其相结合。对于有长短桩相间的cfg桩施工，其测量放样桩上可以系上不同颜色的塑料带以示标记，也利于施工员查找。在施工过程中，测量技术人员必须不断地复查，看有无损坏或扰动的放样桩，如果有应及时恢复。
试压泵如果出口阀关闭不严，由于泵腔、泵出口的压力差，流体就会通过出口阀间隙由出口管流回到泵腔内，不仅使泵的容积效率减小，而且泵出口的高压还会传递给柱塞，使得柱塞自动完成吸程。造成流量减小，压力不能连续升高。问题得到了解决，保证了装置的稳定生产，降低了配件消耗和工人的劳动强度，还大大降低了电耗。经测算，加装变频调速器后，电动机的功率由原先的55kw降至现在的31。
通过采取加装变频调速器的方法，对于改善多级离心泵在低于设计工况较多的条件下的运行状况具有显著的作用：既达到减小流量和扬程的目的，又有效地改善泵的运行工况，防止“汽蚀”现象的发生，降低了泵体的振动值，同时还可以大幅度减少电耗，减少能耗。对于实际运行中出现类似工矿的多级离心泵，不失为一种比较适用的解决故障的措施。这种情况下，用户认为泵有质量问题，准备更换新泵。为了找出泵故障的真正原因，将泵放在试验台上重新作了试验，此时无论流量、压力还是操作过程中感到的柱塞力都完全正常。此时分析可能是泵的安装使用过程中的使用环境和使用条件可能有误。在现场发现由于安装位置的限制，泵的人口处的进水是间断、不连续的。
新风状态点w经主动轮等焓除湿和显热换热器等湿降温后达到状态点2，此时并未达到送风状态的温、湿度要求，需经下一级主动轮等焓除湿和经显热换热器等湿降温后处理至送风状态点的转轮除湿系统是针对室外高温高湿情况的另一种组合布置，为加大除湿能力，回收回风能量。新风状态点w经被动轮全热交换达到状态，再经主动轮等焓除湿和显热换热器等湿降温后达到送风状态点，空调系统的复合驱动制冷机组压缩机的能量约占燃气发动机输入的30%，输入能量约60%转化为余热，其余约10%不可回收，利用燃气发动机余热是提高能源利用率的关键。
转轮除湿系统的吸湿剂需要再生热源，利用燃气发动机余热作为转轮吸湿剂再生热量，提高了机组的一次能源利用率。能源价格当地天然气价格与电价格比（以下简称气电价格比）是燃气发动机驱动制冷机组运行费用的决定因素，我国天然气价格受长输管道成本限制，居高不下。因此，降低运行费用成为复合式空调系统发展的关键。复合式空调系统设计单冷或热泵型燃气发动机驱动制冷机组主要选择压缩式制冷方式，目前采用活塞或螺杆压缩式热泵机组最为普遍。转轮除湿系统必须根据除湿能力、再生温度并结合室内外计算参数设计适用的组合布置形式和空气处理过程。采用主动轮和被动轮，利用被动轮回收回风冷量。
空气能热水器在维修上面还有一些技术难点有待突破，往往这些维修难点也是维修的重点，是保证一个机器质量好坏的关键因素。在空气能热水器技术维修上一般都会出现几个问题：
首先，除霜问题，除霜问题一直是空气能热水器的难点，目前市场上通用的除霜方法无非就是两种，电热除霜和四通阀反向除霜，但是实践证明这两种方法并不是最好的除霜方法，需要寻求新的除霜方法，除霜效果好，能够在质量品质上提升很高一个档次。
其次，空气能热水器工程质量，主要是安装问题，从工程设计到安装、质检、验收管理都非常的重要，在每一个环节上面都需要严格的把关，只有这样才能保证机器的可靠性，提升口碑，这块也是维修的难点，因为每一个部件都要去排查。
然后，空气能热水器家用市场，家用市场才是热水器真正的市场，中国家庭数量巨大，市场潜力无限，空气能热水器自然需要抓住这个市场，但是事实上这片市场还是空白，以后家用机市场必定是个商家的必争对象，家用机用水显然对工程机更加的要求舒适性，其难度自然会比工程机要高一些，因为家庭空间的限制，水箱和机组肯定在体积上有所限制，可能水箱和机组会结合在一起，这对维修也是一个挑战。
空气能热水器在我过才刚刚开始起步，但是在十几年的发展过程中，其进步是显而易见的，潜力巨大，加之现在人们对节能环保意识的提高，政府对节能产品的扶持，无疑给空气能热水器铺平了道路，将来的热水器市场必定会被空气能热泵所占领，谁能够成为赢家，就看谁的质量做得好，谁的服务做得好，谁的维修做的好了。