小型風(fēng)冷熱泵冷（熱）水、空調(diào)系統(tǒng)蓄能管的研究與應(yīng)用

　　本文中敘述的小型風(fēng)冷熱泵冷（熱）水空調(diào)機(jī)組，指制冷量在7～40kw制熱量在7.5～42kw范圍內(nèi)的小型空調(diào)戶用機(jī)；空調(diào)機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)、出水溫度制冷：12～7℃，制熱：40～45℃。空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)使用率范圍在60～100%之間。主要以小型水系統(tǒng)空調(diào)運(yùn)行的穩(wěn)定性和舒適性出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的水容量進(jìn)行分析，說明一般情況下水系統(tǒng)蓄能管選擇容量的參考范圍。筆者在分析時(shí)，過于主觀性或范圍局限性，請(qǐng)讀者見諒。

　　對(duì)于戶式中央空調(diào)系統(tǒng)來說，要解決系統(tǒng)溫度波動(dòng)問題，獲得良好的熱穩(wěn)定度（也稱熱慣性），首先應(yīng)盡量準(zhǔn)確地確定空調(diào)負(fù)荷，并選用裝機(jī)容量相匹配的主機(jī)；其次，系統(tǒng)的水容量越大，系統(tǒng)蓄冷量越大，則系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性越好，反之，系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性越差。因此，水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)校核計(jì)算系統(tǒng)水容量是否滿足系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求，當(dāng)系統(tǒng)實(shí)際水容量不能滿足要求時(shí)，應(yīng)采取加大系統(tǒng)水量的措施。當(dāng)然，系統(tǒng)水容量也不是越大越好，水容量過大，其熱穩(wěn)定性毫無置疑是良好的，但是，較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)后，再開機(jī)時(shí)將會(huì)延長(zhǎng)空調(diào)預(yù)冷或預(yù)熱的時(shí)間。

　　綜合室內(nèi)環(huán)境的舒適度、主機(jī)的使用壽命、空調(diào)系統(tǒng)造價(jià)和工程實(shí)施的可能性等因素，對(duì)戶式中央空調(diào)系統(tǒng)熱穩(wěn)定性要求如下：

　　a）夏季運(yùn)行時(shí)，主機(jī)停機(jī)10min時(shí)，要求供水溫度升高不大于5℃。

　　b）冬季運(yùn)行時(shí)，主機(jī)除霜時(shí)間為3min時(shí)，要求系統(tǒng)供水溫度降低不大于3℃。

　　根據(jù)熱平衡方程和熱穩(wěn)定性要求，可按下式分別計(jì)算冬、夏季空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水容量的最小要求：

　　G=Qt/(3.6×Ｃp△t)

　　式中：G-為系統(tǒng)的最小水容量，kg；

　　Q-末端設(shè)備的供冷或供熱量，kw；

　　t-熱穩(wěn)定性時(shí)間要求，夏季取10×60s，冬季取3×60s；

　　Ｃp-水的定壓比熱，4.187kj/(kg.℃)

　　△t-水的溫度波動(dòng)要求值，夏季t=5℃，冬季t=3℃。

　　冬、夏季系統(tǒng)水容量的計(jì)算結(jié)果中，數(shù)值最大的即為空調(diào)系統(tǒng)對(duì)水容量的最小要求。

　　戶式水系統(tǒng)中央空調(diào)的設(shè)計(jì)對(duì)于室內(nèi)管路部分，考慮安裝條件和層高限制等（戶用空調(diào)面臨的安裝條件是：層高矮，吊頂空間小，梁上開孔受限，同一空間存在多種系統(tǒng)），一般管路遵從距離短、異程、管徑小的原則，后果是加劇了整個(gè)系統(tǒng)的水容量減少。造成空調(diào)主機(jī)頻繁的啟動(dòng)和停機(jī)，系統(tǒng)水溫變化大，室內(nèi)空調(diào)出風(fēng)溫度不穩(wěn)定，空調(diào)整體的舒適性下降。而且壓縮機(jī)的壽命也急劇減少，空調(diào)系統(tǒng)故障率明顯提高。成為一個(gè)不合格的中央空調(diào)系統(tǒng)，給以后的使用造成很大程度的影響。系統(tǒng)管路一旦安裝完畢，裝修封頂，更改的風(fēng)險(xiǎn)性和經(jīng)濟(jì)性都較大。

　　為了解決此類現(xiàn)象的發(fā)生或彌補(bǔ)當(dāng)初設(shè)計(jì)的不足，通常在設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)中添加儲(chǔ)能罐或增大管路系統(tǒng)管徑。添加儲(chǔ)能罐的方式，要求儲(chǔ)能罐要有一定的安置空間，相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)感覺突出，和周圍環(huán)境不容易協(xié)調(diào)，很多用戶不樂意添置。采用增大管徑的方式，戶用管道考慮安裝和成本的原因也很難實(shí)現(xiàn)。

　　在研究和比較之后，選擇了如圖1的解決方式，取得了比較好的結(jié)果。將蓄能管以立管的形式安裝在外墻上，即作為系統(tǒng)立管使用，又?jǐn)U大了系統(tǒng)的水容量，從而滿足設(shè)計(jì)需要。具體實(shí)施非常簡(jiǎn)單可行，在設(shè)計(jì)完室內(nèi)部分管路后，計(jì)算出室內(nèi)管路的水容量和設(shè)備水容量，得到系統(tǒng)需要增加的水容量，來選擇合適的蓄能管，可以根據(jù)實(shí)際安裝條件，來決定蓄能管管徑和長(zhǎng)度，以及系統(tǒng)采用單蓄能管還是雙蓄能管。

　　蓄能管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要安裝和制作時(shí)要注意，蓄能管頂端安裝自動(dòng)排氣閥，底端安裝排水閥，制作的接口要與系統(tǒng)管路接口的方向一致，蓄能管徑超過DN100時(shí)，要在蓄能管外面焊接安裝支點(diǎn)，有利于安裝固定。蓄能管保溫層采用橡塑保溫，厚度要求在30mm以上，并注意做好兩端的保溫。

　　在房間吊頂區(qū)域允許的空間，水平方向安裝蓄能管，兼作系統(tǒng)的水平管使用，也是一種好的解決方案（如圖2）。安裝時(shí)要注意蓄能管的接口位置，按照水流方向，進(jìn)口在蓄能管的上口，出水在蓄能管的下口，避免蓄能管內(nèi)空氣排不盡，或排水排不完。特殊情況應(yīng)設(shè)自動(dòng)排氣閥和排水閥。蓄能管單獨(dú)吊裝固定，自重不可有其它管路承擔(dān)，一段蓄能管不少兩個(gè)支吊架。