特灵热泵系统丨热泵系统的循环系统设计及关键问题

空调水系统的发展经历了一次泵定流量系统、一次泵变流量系统及一次泵变频变流量系统等三个阶段。随着热泵机组控制技术的发展，近年来一次泵变频变流量不断得到应用。

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在集中供热（冷）系统中，末端空调机组或风机盘管、地暖分集水器、散热器使用比例积分（或电动二通、温控阀）调节阀，根据室内温度的变化调整其开度（或状态），从而引起系统分配环路的流量变化，形成供、回水干管之间的压力差变化；水泵的变频调速器根据供、回水干管之间的压力差变化调整水泵的转速，从而改变供、回水干管之间的压力差及通过水泵、热泵机组蒸发器的冷水流量，此系统中旁通阀变为辅助性的，这就是一次泵变频变流量水系统。

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在这种系统中，当热泵机组处于部分负荷时，热泵机组的冷水流量随着负荷的变化而减小，从而可以使水泵的动力消耗随着负荷的变化同时减小。目前在空气源热泵系统中应用较广泛的是一次泵变流量系统。下面是一次泵变流量系统的关键问题。

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️1.热泵机组的流量范围

由于受传热效率等因素的影响，为了安全运行和防止蒸发器结冰，一次水流量必须控制在一定范围内。

️2.热泵机组的部分负荷特性

经过对国内外主要热泵机组生产厂商调查发现，热泵机组负荷为50%～100%的范围内，蒸发器分别为定流量和变流量的热泵机组效率几乎是相同的，在蒸发器可变范围内机组负荷与流量压降基本呈线性关系。

️3.旁通控制阀

旁通控制阀的选型一定要合理。阀门的流量必须满足单台热泵机组的最小流量，并且应具有线性控制特性，即流量与阀门的开度呈线性关系。当系统压力减小时，阀门仍然可以正常打开；当系统压力升高时，阀门应具有正确的关断能力，并且在设计压力下不渗漏。阀门还必须有弹簧复位功能，当系统关闭或流量测定装置失灵时，为了确保热泵机组的安全运行，阀门自动复位到开启状态。

同时应尽量缩短流量测定的信号和阀门控制信号的时间滞后，以提高反应和控制速度。

️4.可允许流量变化率

可允许流量变化率（即热泵机组所允许的，每分钟相对设计流量的变化率）是一次泵变频变流量系统中热泵机组选型的重要参数。在系统发生加减热泵机组时会出现最大的流量变化，系统在一台机组运行的状态下，加载另一台机组的瞬间，两台机组的流量各自减少和增加了50%。机组内流量减少50%的瞬间，机组会计算出温差需要加倍，这意味着出水温度要大大降低，甚至降到0℃以下。在这种情况下，机组会根据温度判断蒸发器将结冰，于是机组控制器会做出停机或卸载的指令。

实际上，阀门打开需要一定时间，并不是瞬时完成的，但是在短时间内完成如此大的流量变化仍然存在上述危险。解决这一问题的通常做法是：在加载一台热泵机组之前必须先卸载正在运行的机组。但是对于出水温度精度要求较高的工艺性空调来说，不能有很长的卸载时间。

因此，在机组选型时，可允许流量变化率的值越高越好。在一般的一次泵变频变流量系统中，可允许流量变化率应至少取25%～30%。这意味着加载一台机组后，大约需要1.5min系统就可以稳定下来。

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