近几年空气能热泵系统在家装中占比增大,由于具有一机多用、节能性、环保性、寿命长以及稳定性等特点,受到家装用户的认可,安装也多了起来,随着冬季的深入,空气能热泵的所有特性就体现出来了,不少人在安装的时候会看到或大或小的水箱连接在一起,却不清楚作用有哪些?是否可以省去不用?在设计的时候需要配置多大的容量呢?

成都空气能热泵维修

 

什么是缓冲水箱?

缓冲水箱也可称为节能缓冲水箱、蓄能水箱,连接串联在空气能系统的水管道中,用于增加系统中的水容量,储存冷量和热量,能够有效地解决系统管道过短造成的冷热波动和主机频繁启动,以此来达到节能省电和延长设备寿命的目的。

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缓冲水箱的作用

① 为了防止主机频繁启停

空气能热泵系统能够给室内提供风机盘管制冷和制热,也能给地暖提供制热,由于管路中循环的都是水媒介,当使用在地暖时,水容量比较大,设备运行启停时间还好,可是当使用在风机盘管工作时,整个空气能的空调系统的水容量就会比较小,主机在运行很短的时间就会达到设定的水温,从而主机停止工作,经过短时间的热量转化,水温出现升高或者喜爱将,温度探头感应到水温在主机的启动条件时,又会重新启动工作,这样就会造成主机的频繁启动,从而造成电能的浪费以及主机寿命的减少。所以,在安装了缓冲水箱之后,能够增加系统的水容量,减少主机启动的频率。

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② 使系统水温更加稳定,从而室内温度更加稳定

水的比热很大,能够有长时间的储热性能,水在加热和制冷之后,需要一段时间才会变为常温状态,倘若整个系统中的水容量很大,水中储存的热量和冷量也会更多,系统温度可以保持更长的时间,室内即使在不加热和不制冷启动的时候,也能保持一段时间,例如在风机盘管制冷功能上,风机盘管能够通过管道中的冷冻水温,持续给室内输送冷量,不会出现风机盘管关闭,立即停止冷量输出的问题,在地暖制热功能上,地暖中储存的水温,也能持续供热2-3小时不会降低,这对于整个系统而言,有利于能耗的降低和舒适度的提高,进而室内的温度也会更长时间的稳定。

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③ 避免化霜时水温下降过多导致水温波动较大,保证室内可以连续制热

在冬季采暖时,由于空气能热泵是通过吸收环境的低品位热量,在主机工作的时候需要排出大量的冷风,在主机的位置与普通空调相同,都会有化霜的过程,化霜时间的长短影响着室内的温度波动,从而影响着给室内的连续供热,主机在化霜的时候需要消耗系统中的热量,如果整个管路系统中的水量过少,搭载的热量也就不多,被主机消耗了热量之后,整个系统管道中的水温就会降低,影响着室内的采暖温度,倘若加了缓冲水箱之后,水箱中存储有足够的水量和温度,当主机遇到化霜的时候,水箱中的水就可以加速化霜的时间,消耗室内末端的热量就比较少,能够避免主机化霜而造成水温下降过多导致水温波动较大,对系统的热稳定性造成冲击,从而保证室内可以连续制热。

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④可作为系统的排气系统,增加系统稳定性

我们注入到空气能管道中的水有一定的容量,水中也会含有一定量的空气,水中的空气会造成管道中的气堵,影响着系统中水流速度以及热量与冷量的散发,倘若在系统中增加了缓冲水箱,系统中的循环水从水箱的上部进入,再从下部流出,水中的空气就会向上游走,从水箱上部排气阀排出,这样再次进入到管道中的水就没有空气,水泵中的叶轮不会空转,管道转角位置也不会有气堵,也能保证室内末端热量和冷量的正常输送,当然如果不增加缓冲水箱,改用耦合罐的方式也能解决水泵空转以及排气问题,不过很容易出现主机的高雅报警以及流量开关故障率增加等问题。

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⑤排污更容易,减少系统杂质堵塞

我们都知道各地的水质有着差异,水中的钙镁离子含量不同,也会导致硬度不同,随之而来产生的水垢含量也会不同,由于整套系统中会设置补水开关以及排污阀等,便于后期对系统的维护和保养,水中沉积的杂质和水垢在循环的过程中很容易堵塞管道和零部件设备,倘若增加缓冲水箱,这些杂质会循环沉积到水箱的底部,在经过Y型过滤器的时候,水中的杂质就不会再随着水流循环到水泵与管道中,从而减少系统被杂质堵塞,也会减少小孔径设备被堵塞的几率,当然,在进入系统中的水增加过滤装置以及软水装置后,水质能够变得更加好,对整个系统也是有益的,不过就需要增加净水设备的投入。

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缓冲水箱容量计算方式

缓冲水箱的容量 = 系统稳定所需水量 - 系统实际水量

系统稳定所需水量(M),M=QT/(C△T),其中Q为热泵机组的制热量(单位是KW),T为化霜时间(单位是秒),一般化霜的时间为3分钟,C为水的比热容,一般取值为4.210的三次方(单位焦耳/千克摄氏度),△T为供水温度波动要求,夏季温差不大于5℃,冬季温差不大于3℃。

系统实际水量=地暖管每米水容量*系统管道总长,如果是暖气片作为末端,还需要计算暖气片的水容量,由于地暖的水容量大于空调管路的水容量,因此以地暖作为实际水量计算。

例如100平米的实际采暖面积,在南方地区所需要的制热量为13KW,可算出系统中所需要的水量为13360÷(4.2*3)=186L.

系统实际水量:假设铺设16管,16管每米的水容量大约为0.23升,根据一平米6.8米管长计算,系统实际水量为0.236.8100=156L。

因此,缓冲水箱的容量 = 系统稳定所需水量 - 系统实际水量=186L-156L=30L,一般实际安装的缓冲水箱都会大于这个值,选择100升的缓冲水箱比较多一些,当然根据安装和设计经验也能判断,采用100升和150升的缓冲水箱都能满足要求。

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总结

空气能热泵系统在设备配置上,通常都会设计膨胀水箱和缓冲水箱,目的就是为了整个系统能够增大水容量,平衡水力以及上述的各种缓冲水箱的优点,对于如何配置水箱的容量大小,可以通过严格的计算来匹配,对于小户型也能根据经验配置相应的水箱,不过大户型在水量上要求更加严格,最好是做出精确的计算才好。

 

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