CN110781548A - 热泵机组室内管道设计方法及热泵室内管道 - Google Patents

热泵机组室内管道设计方法及热泵室内管道 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种热泵机组室内管道设计方法及热泵室内管道，涉及暖通空调技术领域，热泵机组室内管道设计方法包括以下步骤：确定热泵系统中压缩机进气口的内横截面积；根据压缩机进气口的内横截面积确定热泵室内管道的总内横截面积，使多根热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％‑145％。在热泵系统为室内供冷时，蒸发器出口的气体需要通过压缩机进气口进入压缩机中进行压缩，使蒸发器出口的总内横截面积与压缩机进气口的内横截面积基本相同，从而使蒸发器出口的气体能够较为顺利的流入压缩机中，因此本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，能够使热泵系统保持较好的匹配性能，从而产生良好的供冷效果。

Description

热泵机组室内管道设计方法及热泵室内管道
技术领域
本发明涉及暖通空调技术领域，尤其是涉及一种热泵机组室内管道设计方法，以及一种热泵室内管道。
背景技术
空气源无水地暖是一种基于逆卡诺循环理论，利用少量电能驱动压缩机，通过冷媒将空气中难以被利用的低品热能转化为高品位热能，最终通过毛细铜管(热泵室内管道)与地板换热的热泵系统。毛细铜管中的能量通过地板的辐射交换，达到加热或冷却室内空气的目的，从而实现供热或供冷。
空气源无水地暖的毛细铜管(热泵室内管道)需要铺设在地板下方，毛细铜管的长度、截面积以及布局方式等因素均会影响空气源无水地暖的传热性能。
然而，现有技术中对毛细铜管的长度、截面积以及布局方式的设计全凭想象，没有任何根据，难以保障热泵机组无水地暖性能的发挥，影响热泵机组无水地暖的实际供热或供冷效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热泵机组室内管道设计方法，以解决现有技术中的空气源无水地暖热泵机组的性能难以保障的技术问题。
本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，包括以下步骤：
确定热泵系统中压缩机进气口的内横截面积；
根据压缩机进气口的内横截面积确定多根热泵室内管道的总内横截面积，使多根热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％。
进一步地，还包括以下步骤：
使多根热泵室内管道的内径分别相同，每根热泵室内管道的内径小于或等于2mm。
进一步地，还包括以下步骤：
根据每根热泵室内管道的内径确定每根热泵室内管道的内横截面积；
根据热泵室内管道的总内横截面积和每根热泵室内管道的内横截面积确定热泵室内管道的总根数；
热泵室内管道的计算根数＝热泵室内管道的总内横截面积/每根热泵室内管道的内横截面积；
0<热泵室内管道的总根数减热泵室内管道的计算根数<1，且热泵室内管道1的总根数为正整数；
将热泵室内管道的总根数分为n组管道，每组管道的根数由下式确定：
X＝x·2n
其中，X为热泵室内管道的总根数；
x为每组管道的根数，且x≥2；
n为热泵室内管道的总根数分解的组数，且n≥1。
进一步地，根据热泵室内管道总容积、每根热泵室内管道的内横截面积以及热泵室内管道的总根数确定单根热泵室内管道的理论长度；
每根热泵室内管道的理论长度＝热泵室内管道总容积/(每根热泵室内管道的内横截面积*热泵室内管道的总根数)；
多根热泵室内管道与热泵机组室内机串联时，每根热泵室内管道的长度为每根热泵室内管道的理论长度的30％-70％；
多根热泵室内管道与热泵机组室内机并联时，每根热泵室内管道的长度为每根热泵室内管道的理论长度的70％-150％。
进一步地，热泵室内管道总容积根据热泵室外机总容积确定；
热泵室外机总容积≤热泵室内管道总容积≤1.5热泵室外机总容积。
进一步地，根据待采暖建筑的建筑面积、建筑类型、建筑地区及所处位置确定待采暖建筑的冷暖负荷。
进一步地，根据待采暖建筑的冷暖负荷确定室外机型号的大小。
进一步地，在待采暖建筑铺设多组管道，每组管道包括多根等长且均隔设置热泵室内管道，将相邻的热泵室内管道转向时设置相同的弧度，将待采暖建筑分为多个等面积区域，多个区域内分别设置相同根数的热泵室内管道。
进一步地，将待采暖建筑分为多个等面积区域，在进入室内的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为a，在离开室内的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为b，a＞b；
在室内南边的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为c，在室内北边的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为d,c＞d。
本发明的目的还在于提供一种热泵室内管道，所述热泵室内管道采用本发明所述的热泵机组室内管道设计方法设计而成。
本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，包括以下步骤：确定热泵系统中压缩机进气口的内横截面积；根据压缩机进气口的内横截面积确定多根热泵室内管道的总内横截面积，使多根热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％。在热泵系统为室内供冷时，热泵室内管道作为蒸发器使用，蒸发器出口的气体需要通过压缩机进气口进入压缩机中进行压缩，将热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％，可以使蒸发器出口的总内横截面积与压缩机进气口的内横截面积基本相同，从而使蒸发器出口的气体能够较为顺利的流入压缩机中，防止蒸发器出口出气不畅导致蒸发器性能降低，从而影响整个热泵系统的工作效率，因此本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，能够使热泵系统保持较好的传热性能，从而产生良好的供冷效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的热泵机组室内管道设计方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的热泵室内管道的结构示意图。
图标：1-热泵室内管道；2-转弯结构。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、初始状态地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种热泵机组室内管道设计方法及热泵室内管道，下面给出多个实施例对本发明提供的热泵机组室内管道设计方法及热泵室内管道进行详细描述。
实施例1
本实施例提供的热泵机组室内管道设计方法，如图1所示，包括以下步骤：
确定热泵系统中压缩机进气口的内横截面积；
根据压缩机进气口的内横截面积确定多根热泵室内管道1的总内横截面积，使多根热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％。
在热泵系统为室内供冷时，热泵室内管道1作为蒸发器使用，蒸发器出口的气体需要通过压缩机进气口进入压缩机中进行压缩，将热泵室内管道1的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％，可以使蒸发器出口的总内横截面积与压缩机进气口的内横截面积基本相同，从而使蒸发器出口的气体能够较为顺利的流入压缩机中，防止蒸发器出口出气不畅导致蒸发器性能降低，从而影响整个热泵系统的工作效率，因此本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，能够使热泵系统保持较好的匹配性能，从而产生良好的供冷效果。
热泵室内管道1设计时，还需要确定每根热泵室内管道1的内径，在每根热泵室内管道1的容积恒定时，每根热泵室内管道1的内径越小，多根热泵室内管道1组合后的总散热面积就越大，总散热面积越大换热效果越好，能够提高热泵室内管道1的换热性能，从而提高供热或供冷能力。
优选地，还包括以下步骤：
使多根热泵室内管道1的内径分别相同，每根热泵室内管道1的内径小于或等于2mm。
例如，每根热泵室内管道1的内径为2mm，外径为3mm，壁厚为0.5mm，或每根热泵室内管道1的内径为1mm，外径为2mm，壁厚为0.5mm等任意适合的形式。
每根热泵室内管道1的内径小于或等于2mm时，多根热泵室内管道1组合后的总散热面积就相对越大，能够提高热泵室内管道1的换热性能，从而提高供热或供冷能力。
进一步地，还包括以下步骤：
根据每根热泵室内管道1的内径确定每根热泵室内管道1的内横截面积；
根据热泵室内管道1的总内横截面积和每根热泵室内管道1的内横截面积确定热泵室内管道1的总根数；
热泵室内管道1的计算根数＝热泵室内管道1的总内横截面积/每根热泵室内管道1的内横截面积；
0<热泵室内管道1的总根数减热泵室内管道1的计算根数<1，且热泵室内管道1的总根数为正整数；
将热泵室内管道的总根数分为n组管道，每组管道的根数由下式确定：
X＝x·2n
其中，X为热泵室内管道的总根数；
x为每组管道的根数，且x≥2；
n为热泵室内管道的总根数分解的组数，且n≥1。
例如，热泵室内管道1的总内横截面积为25mm2,每根热泵室内管道1的内横截面积为5mm2,热泵室内管道1的计算根数为5，热泵室内管道1的总根数为5；热泵室内管道1的总内横截面积为24mm2,每根热泵室内管道1的内横截面积为5mm2,热泵室内管道1的计算根数为4.8，热泵室内管道1的总根数为5。
例如，热泵室内管道的总根数为40根，热泵室内管道的总根数分解的组数为两组，则每组管道的根数为10根。
进一步地，根据热泵室内管道1总容积、每根热泵室内管道1的内横截面积以及热泵室内管道1的总根数确定单根热泵室内管道1的理论长度；
每根热泵室内管道1的理论长度＝热泵室内管道1总容积/(每根热泵室内管道1的内横截面积*热泵室内管道1的总根数)；
多根热泵室内管道与热泵机组室内机串联时，每根热泵室内管道的长度为每根热泵室内管道的理论长度的30％-70％；
多根热泵室内管道与热泵机组室内机并联时，每根热泵室内管道的长度为每根热泵室内管道的理论长度的70％-150％。
例如，根据热泵室内管道1总容积为50000mm3、每根热泵室内管道1的内横截面积为5mm2,热泵室内管道1的总根数为10根，每根热泵室内管道1的理论长度为1000mm，多根热泵室内管道与热泵机组室内机串联时，每根热泵室内管道的长度为300-700mm；多根热泵室内管道与热泵机组室内机并联时，每根热泵室内管道的长度为700-1500mm。
进一步地，热泵室内管道1总容积根据热泵室外机总容积确定；
一般情况下(并联方式)：热泵室外机总容积≤热泵室内管道1总容积≤1.5热泵室外机总容积。
上述设计方法能够使热泵室内管道1总容积与热泵室外机总容积相互匹配，使热泵系统能够在较为良好的工况下运行，从而提升热泵系统能效比，提高供冷及供热性能。
进一步地，根据待采暖建筑的建筑面积、建筑类型、建筑地区及所处位置确定待采暖建筑的冷暖负荷。
根据待采暖建筑的建筑面积、建筑类型、建筑地区及所处位置确定待采暖建筑的冷暖负荷，能够较为准确地确定待采暖建筑的冷暖负荷，防止待采暖建筑的冷暖负荷估算的过大或过小，影响整个热泵系统设计的准确性。
其中，建筑类型包括建筑挑高的因素。
进一步地，根据待采暖建筑的冷暖负荷确定室外机型号的大小。
根据待采暖建筑的冷暖负荷确定室外机型号的大小，能够较为准确地选择工作性能合适的室外机，防止室外机选型过大导致浪费，也防止室外机选型过小导致无法正常供热或供冷。
进一步地，在待采暖建筑铺设多组管道，每组管道包括多根等长且均匀间隔设置热泵室内管道1，将相邻的热泵室内管道1转向时设置相同的弧度的转弯结构2连接，将待采暖建筑分为多个等面积区域，多个区域内分别设置相同根数的热泵室内管道。
多根热泵室内管道1等长，相邻的热泵室内管道1之间的间距相等，转弯结构2的弧度相同，并且每个区域内热泵室内管道的根数相等能够便于组装每组管道，提高施工的便捷性。
其中，转弯结构2可以由热泵室内管道1弯曲形成。
进一步地，将待采暖建筑分为多个等面积区域，在进入室内的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为a，在离开室内的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为b，a＞b；
在室内南边的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为c，在室内北边的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为d,c＞d。
由于进入室内的区域内的热泵室内管道的温度大于离开室内的区域内的热泵室内管道的温度，设置a＞b，使室内温度更加均匀；由于室内南边的区域温度大于室内北边的区域温度，设置c＞d，使室内温度更加均匀。
此外，也可以在多个区域内分别设置不同根数的热泵室内管道1，例如靠近窗户、门的区域可以多设置几根热泵室内管道1，以使供热和供冷时，每个区域内的温度相近。
本实施例提供的热泵机组室内管道设计方法，包括以下步骤：确定热泵系统中压缩机进气口的内横截面积；根据压缩机进气口的内横截面积确定多根热泵室内管道1的总内横截面积，使多根热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％。在热泵系统为室内供冷时，热泵室内管道1作为蒸发器使用，蒸发器出口的气体需要通过压缩机进气口进入压缩机中进行压缩，将热泵室内管道1的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％，可以使蒸发器出口的总内横截面积与压缩机进气口的内横截面积基本相同，从而使蒸发器出口的气体能够较为顺利的流入压缩机中，防止蒸发器出口出气不畅导致蒸发器性能降低，从而影响整个热泵系统的工作效率，因此本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，能够使热泵系统保持较好的传热性能，从而产生良好的供冷效果。
实施例2
本实施例提供的热泵室内管道1，如图2所示，热泵室内管道1采用实施例1提供的热泵机组室内管道设计方法设计而成。在热泵系统为室内供冷时，热泵室内管道1作为蒸发器使用，蒸发器出口的气体需要通过压缩机进气口进入压缩机中进行压缩，将热泵室内管道1的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％，可以使蒸发器出口的总内横截面积与压缩机进气口的内横截面积基本相同，从而使蒸发器出口的气体能够较为顺利的流入压缩机中，防止蒸发器出口出气不畅导致蒸发器性能降低，从而影响整个热泵系统的工作效率，因此本发明提供的热泵机组室内管道设计方法，能够使热泵系统保持较好的传热性能，从而产生良好的供冷效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
确定热泵系统中压缩机进气口的内横截面积；
根据压缩机进气口的内横截面积确定多根热泵室内管道的总内横截面积，使多根热泵室内管道的总内横截面积设置为压缩机进气口的内横截面积的70％-145％。
2.根据权利要求1所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：
使多根热泵室内管道的内径分别相同，每根热泵室内管道的内径小于或等于2mm。
3.根据权利要求2所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，还包括以下步骤：
根据每根热泵室内管道的内径确定每根热泵室内管道的内横截面积；
根据热泵室内管道的总内横截面积和每根热泵室内管道的内横截面积确定热泵室内管道的总根数；
热泵室内管道的计算根数＝热泵室内管道的总内横截面积/每根热泵室内管道的内横截面积；
0<热泵室内管道的总根数减热泵室内管道的计算根数<1，且热泵室内管道1的总根数为正整数；
将热泵室内管道的总根数分为n组管道，每组管道的根数由下式确定：
X＝x·2n
其中，X为热泵室内管道的总根数；
x为每组管道的根数，且x≥2；
n为热泵室内管道的总根数分解的组数，且n≥1。
4.根据权利要求3所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，根据热泵室内管道总容积、每根热泵室内管道的内横截面积以及热泵室内管道的总根数确定单根热泵室内管道的理论长度；
每根热泵室内管道的理论长度＝热泵室内管道总容积/(每根热泵室内管道的内横截面积*热泵室内管道的总根数)；
多根热泵室内管道与热泵机组室内机串联时，每根热泵室内管道的长度为每根热泵室内管道的理论长度的30％-70％；
多根热泵室内管道与热泵机组室内机并联时，每根热泵室内管道的长度为每根热泵室内管道的理论长度的70％-175％。
5.根据权利要求4所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，热泵室内管道总容积根据热泵室外机总容积确定；
热泵室外机总容积≤热泵室内管道总容积≤1.5热泵室外机总容积。
6.根据权利要求1所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，根据待采暖建筑的建筑面积、建筑类型、建筑地区及所处位置确定待采暖建筑的冷暖负荷。
7.根据权利要求6所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，根据待采暖建筑的冷暖负荷确定室外机型号的大小。
8.根据权利要求1所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，在待采暖建筑铺设多组管道，每组管道包括多根等长且均隔设置热泵室内管道，将相邻的热泵室内管道转向时设置相同的弧度，将待采暖建筑分为多个等面积区域，多个区域内分别设置相同根数的热泵室内管道。
9.根据权利要求1所述的热泵机组室内管道设计方法，其特征在于，将待采暖建筑分为多个等面积区域，在进入室内的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为a，在离开室内的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为b，a＞b；
在室内南边的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为c，在室内北边的区域内的相邻的热泵室内管道的间距为d，c＞d。
10.一种热泵室内管道，其特征在于，所述热泵室内管道采用权利要求1-9中任一项所述的热泵机组室内管道设计方法设计而成。
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