地源熱泵常見(jiàn)故障分析及處理方法

前言步入21世紀(jì)，人們對(duì)生活品質(zhì)要求不斷進(jìn)步，住宅面積不斷擴(kuò)大，家用空調(diào)器也向著大功率、舒適、節(jié)能、甚至美觀豪華的趨勢(shì)開(kāi)展，普通房間空調(diào)器已經(jīng)不能更充分、更完全地滿足市場(chǎng)需要了。帶有新風(fēng)系統(tǒng)的戶式中央空調(diào)正在代替普通的房間空調(diào)器，該項(xiàng)技術(shù)技術(shù)方面已經(jīng)獲得了打破性進(jìn)展，因此具有相當(dāng)可觀的潛力和應(yīng)用前景，并將成為21世紀(jì)我國(guó)空調(diào)產(chǎn)業(yè)開(kāi)展的趨勢(shì)［1?4］。然而，隨著空調(diào)設(shè)備使用的日益廣泛，一直困擾人們的能源問(wèn)題、環(huán)保問(wèn)題顯得更為突出。比方在上海,日常生活中，空調(diào)用電量占到總用電量的40％，特別在大型商業(yè)和辦公用建筑中占到總用電量的1/3以上［5］。今年夏天,因電力嚴(yán)重缺乏而造成外灘的照明工程一度中斷，這與夏季炎熱人們長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行空調(diào)不無(wú)關(guān)系。能源形勢(shì)已經(jīng)很?chē)?yán)峻了。因此，如何實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的更好得節(jié)能環(huán)保成了當(dāng)前暖通行業(yè)工作者最關(guān)心的課題。結(jié)合國(guó)內(nèi)外空調(diào)設(shè)備及空調(diào)能源的研究狀況，筆者認(rèn)為地源熱泵技術(shù)為空調(diào)的節(jié)能與環(huán)保提供了一個(gè)新的開(kāi)展方向；隨著人民生活程度日益進(jìn)步而出現(xiàn)的新概念空調(diào)一一戶式中央空調(diào)，假設(shè)應(yīng)用地源熱泵作為其冷熱源，作者認(rèn)為有著很好的應(yīng)用前景，下面給予簡(jiǎn)單介紹。1背景1.1戶式中央空調(diào)的開(kāi)展?fàn)顩r所謂戶式中央空調(diào),又稱(chēng)小型中央空調(diào)，每家一臺(tái)主機(jī)，通過(guò)管線或風(fēng)道，主要以電能、少部分以燃?xì)庾鳛槟茉?，?shí)現(xiàn)夏天制冷，冬天供暖。在國(guó)外興隆國(guó)家，由于經(jīng)濟(jì)條件較好，住房面積大，戶式中央空調(diào)早已成為一種家庭消費(fèi)必需產(chǎn)品。在美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)的家庭中，有85％以上的家庭在選購(gòu)空調(diào)產(chǎn)品時(shí)，會(huì)選擇戶式中央空調(diào)［6］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)面積超過(guò)100平方米以上的住宅、復(fù)式住宅的不斷增加，商品房開(kāi)始有越來(lái)越大的趨勢(shì)。介于大型中央空調(diào)系統(tǒng)與家用空調(diào)之間的空白點(diǎn)便顯露出來(lái)，于是戶式中央空調(diào)市場(chǎng)開(kāi)始在中國(guó)啟動(dòng)。作為一個(gè)產(chǎn)業(yè)，這幾年戶式中央空調(diào)市場(chǎng)在國(guó)外的開(kāi)展已經(jīng)比較成熟，而在國(guó)內(nèi)卻還只是剛剛起步，市場(chǎng)對(duì)這種空調(diào)好處還處于一個(gè)逐漸認(rèn)識(shí)的過(guò)程。戶式中央空調(diào)行業(yè)占有率美國(guó)已經(jīng)超過(guò)70%，在日本超過(guò)50%，而在中國(guó)的占有率僅占空調(diào)器行業(yè)的5%左右［7］。當(dāng)然，在經(jīng)濟(jì)較為興隆的大型城市如北京、上海等地，已經(jīng)有相當(dāng)一部分消費(fèi)者承受了戶式中央空調(diào)這一概念。1.2地源熱泵的應(yīng)用原理及開(kāi)展?fàn)顩r地源熱泵是一種利用地下淺層地?zé)豳Y源〔也稱(chēng)地能，包括地下水、土壤或地表水等〕的既可供熱又可制冷的高效節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)。地源熱泵系統(tǒng)工作原理如圖1所示，“熱泵〃二字說(shuō)明它是熱泵的一種，具有熱泵的共同特點(diǎn)，其工作過(guò)程詳細(xì)如下，夏季制冷時(shí)，大地作為排熱場(chǎng)所，把室內(nèi)熱量以及壓縮機(jī)耗能通過(guò)埋地盤(pán)管排入大地中，再通過(guò)土壤的導(dǎo)熱和土壤中水分的遷移把熱量擴(kuò)散出去。冬季供熱時(shí)，大地作為熱泵機(jī)組的低溫?zé)嵩?，通過(guò)埋地盤(pán)管獲取土壤中熱量為室內(nèi)供熱。兩個(gè)換熱器都即可作冷凝器又可作蒸發(fā)器，只因季節(jié)不同而功能不同。在地源熱泵系統(tǒng)中，由于冬季從大地中取出的熱量可在夏季得到補(bǔ)償，因此可使大地的熱量根本維持平衡［肌有許多地源熱泵系統(tǒng)正在全世界廣泛使用，特別是在美國(guó)、瑞士和北歐。裝機(jī)數(shù)量約為：美國(guó)300000臺(tái)，瑞士20000臺(tái)，北歐30000臺(tái)。在瑞士和北歐，地源熱泵系統(tǒng)大部分用于單個(gè)家庭住房；而在美國(guó)許多熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于大型建筑⑼。國(guó)內(nèi)許多科研院所也已經(jīng)開(kāi)展了不同程度的研究，地源熱泵的技術(shù)已經(jīng)間隔實(shí)用化非常近，并且采用深井水為熱源的地源熱泵技術(shù)已經(jīng)在應(yīng)用a。地源熱泵作為一種非常重要的可再生能源，具有節(jié)能和環(huán)保的雙重效益，國(guó)際上已經(jīng)將地下蓄熱技術(shù)和高效熱泵同時(shí)列入21世紀(jì)最有開(kāi)展前途的新技術(shù)［11］。2地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)的可行性分析2.1地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)的技術(shù)性分析與其他能源利用技術(shù)相比地源熱泵具有一下優(yōu)勢(shì)：地表淺層是一個(gè)宏大的太陽(yáng)能集熱器，搜集了47%的太陽(yáng)能量，比人類(lèi)每年利用能量的500倍還多［11］。地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對(duì)穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣高，夏季比環(huán)境空氣低，這種溫度特性使之比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40%，節(jié)能和節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%左右。3.環(huán)境效益顯著。地源熱泵的污染物排放，與空氣源熱泵相比，相當(dāng)于減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70%以上，假設(shè)結(jié)合其它節(jié)能措施，節(jié)能減排會(huì)更明顯［12］。4.一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以交換原來(lái)的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)?？梢月裨诘叵拢槐卮竺娣e開(kāi)挖，不占用地面的空間，上面可以種上花草。對(duì)于目前新興的花園式別墅，花園式小區(qū)樓宇及花園式建筑有非常好的實(shí)用性，并且由于其地面機(jī)房所需面積很小，故其對(duì)建筑面積節(jié)省的特點(diǎn)對(duì)當(dāng)前建筑珍貴的面積來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一大福音。2.2地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性分析1?與鍋爐〔電、燃料〕供熱系統(tǒng)相比，鍋爐供熱只能將90%以上的電能或70?90%的燃料內(nèi)能為熱量，供用戶使用，地源熱泵要比電鍋爐加熱節(jié)省三分之二以上的電能，比燃料鍋爐節(jié)省二分之一以上的能量。2.地源熱泵的熱源溫度全年較為穩(wěn)定，一般為10?25°C，其制冷、制熱系數(shù)可達(dá)3.5?4.4,與傳統(tǒng)的空氣源熱泵相比，要高出40%左右，其運(yùn)行費(fèi)用為普通中央空調(diào)的50?60%［13］。運(yùn)行費(fèi)用分析：3［14］。假設(shè)利用天然氣來(lái)采暖，天然氣熱值為33500kJ/m3，利用熱效率90%計(jì)，那么燃燒1m3可以獲得熱量為：Q=33500X0.9=30150kJ。假設(shè)使用地?zé)釤岜?，取COP=3.5，那么獲得同樣的熱量需要耗電量為:W=Q/COP=30150/35=8614.3(kJ)=2.4(kWh)費(fèi)用比較可知：熱泵供暖電費(fèi)=0.44(元/Kwh)XW=0.44X2.4=1.056(元)而1m3的天然氣費(fèi)用=1.90(元)因此，用地?zé)釤岜霉┡矡帷晨蓽p少運(yùn)行費(fèi)用y=(1.9-1.056)/1.9=44.4%2.3工程實(shí)例投資及經(jīng)濟(jì)性比照分析：如今再來(lái)通過(guò)實(shí)例來(lái)比較以地源熱泵為冷熱源與常規(guī)冷熱源的戶式中央空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性比較［15］：實(shí)例1工程名稱(chēng)：上海市鐵路局員工宿舍樓地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工程工程地址：上海市長(zhǎng)寧區(qū)執(zhí)行單位：北京計(jì)科地源熱泵科技建筑類(lèi)型：宿舍樓建筑構(gòu)造：磚混構(gòu)造建筑占地：280平方米建筑面積：679平方米空調(diào)面積：420平方米表1投資及經(jīng)濟(jì)性比照分析系統(tǒng)類(lèi)型總投資〔萬(wàn)元〕年運(yùn)行費(fèi)用〔萬(wàn)元〕年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用〔萬(wàn)元〕節(jié)約率冷水機(jī)組加市政管網(wǎng)供熱00地源熱泵冷暖空調(diào)系統(tǒng)59%實(shí)例2工程名稱(chēng)：北京市順義區(qū)月亮灣別墅地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)工程工程地址：北京市順義區(qū)月亮灣別墅區(qū)執(zhí)行單位：北京計(jì)科地源熱泵科技建筑類(lèi)型：別墅住宅〔獨(dú)棟〕建筑構(gòu)造：磚混構(gòu)造建筑占地：90平方米建筑面積：240平方米空調(diào)面積：190平方米表2投資及經(jīng)濟(jì)性比照分析系統(tǒng)類(lèi)型總投資〔萬(wàn)元〕年運(yùn)行費(fèi)用〔萬(wàn)元〕年節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用〔萬(wàn)元〕節(jié)約率冷水機(jī)組加市政管網(wǎng)供熱00地源熱泵冷暖空調(diào)系統(tǒng)56%通過(guò)上述分析可以看出，將地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)中，有以下一些特點(diǎn)：八、、?從經(jīng)濟(jì)性方面考慮，設(shè)備的初投資較大，但是，地源熱泵在夏季可以做空調(diào)冷源，冬季可以做供熱的熱源，因此兼用制冷的熱泵系統(tǒng)與純采暖相比的年運(yùn)行費(fèi)要明顯降低。而且，地源熱泵系統(tǒng)能耗少，機(jī)組性能系數(shù)高，節(jié)能效果明顯。從環(huán)保的角度考慮，地源熱泵有不對(duì)使用地產(chǎn)生大氣污染、噪聲污染、熱污染等優(yōu)點(diǎn)，并且埋地?fù)Q熱器可布置在別墅區(qū)的花園、草坪或是建筑物周?chē)牡叵?，而不占地上建筑面積，對(duì)環(huán)境保護(hù)有利，是一種“綠色空調(diào)〞，符合可持續(xù)開(kāi)展的要求。從工程技術(shù)方面考慮，對(duì)于別墅區(qū)，建筑物周?chē)臻g較大，鋪設(shè)埋管較容易，所以較適宜使用地源熱泵系統(tǒng)。從操作運(yùn)行角度來(lái)考慮，地源熱泵系統(tǒng)操作要比普通制冷機(jī)組簡(jiǎn)單方便。盡管地源熱泵的應(yīng)用還存在諸如其區(qū)域性較強(qiáng)；初投資較高；缺少針對(duì)土壤熱特物性參數(shù)的研究成果；缺少最正確匹配參數(shù)；缺少動(dòng)態(tài)特性研究等方面的缺乏，但是隨著科技的進(jìn)步和工程技術(shù)人員的不懈努力這些問(wèn)題都將得到很好的解決。3前景展望在我國(guó)夏熱冬冷地區(qū)及寒冷地區(qū)利用地源熱泵可實(shí)現(xiàn)夏冬兩季冷暖聯(lián)供，其中最有利的地區(qū)是夏熱冬冷地區(qū)。這個(gè)地區(qū)年平均溫度高，一般居住建筑均無(wú)集中供熱系統(tǒng)供暖，而其氣候特點(diǎn)是夏季炎熱，濕度大；冬季陰冷潮濕，屬我國(guó)居住熱環(huán)境質(zhì)量最差的地區(qū)之一。該地區(qū)夏季供冷冬季供暖天數(shù)相當(dāng)，同一地區(qū)地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)展空調(diào)可以充分發(fā)揮地下蓄能系統(tǒng)的作用。假設(shè)在這些地區(qū)大力開(kāi)展地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)，必將大大改善當(dāng)?shù)厝嗣竦木幼岘h(huán)境，為國(guó)家節(jié)約大量的建筑能耗。假設(shè)按空調(diào)的制冷或制熱面積來(lái)計(jì)算空調(diào)的價(jià)格，戶式中央空調(diào)的價(jià)格應(yīng)遠(yuǎn)比中央空調(diào)的價(jià)格廉價(jià)，但和普通空調(diào)比起來(lái)又略高一些，不過(guò)其價(jià)格又在人們的承受才能之內(nèi)，而且戶式中央空調(diào)的性能不遜于中央空調(diào)，豪華舒適性也優(yōu)于

普通家用空調(diào)，室外機(jī)只有一臺(tái)，可以選擇安裝在住房樓頂或者其它隱蔽性的地方，絲毫不影響樓房的外觀?？傊?，將地源熱泵技術(shù)應(yīng)用于戶式中央空調(diào)的技術(shù)可以滿足于新世紀(jì)空調(diào)的開(kāi)展需要，并且具有很強(qiáng)的可行性，是一種需要大力開(kāi)展的新型能源利用技術(shù)。隨著地源熱泵應(yīng)用于戶式中央空調(diào)技術(shù)研究的進(jìn)展，必然會(huì)對(duì)我國(guó)能源的科學(xué)利用起到良好的促進(jìn)作用。參考文獻(xiàn)2003-7-1作者簡(jiǎn)介：地源熱泵常見(jiàn)故障分析及處理方法摘要：本文以列表的方式列出地源熱泵常見(jiàn)故障分析及處理方法，包括機(jī)組不啟動(dòng)，吸氣壓力過(guò)低，水流開(kāi)關(guān)斷路，電磁閥不通，蒸發(fā)器結(jié)霜，過(guò)濾器不通，冷凝器冷媒溫差過(guò)大，機(jī)組震動(dòng)大等22項(xiàng)常見(jiàn)問(wèn)題的處理方法。關(guān)鍵字：吸氣壓力水流開(kāi)關(guān)蒸發(fā)器電磁閥過(guò)濾器壓縮機(jī)序號(hào)故障現(xiàn)象故障分析故障排除備注電源不通檢查送電電源更換并檢查熔斷原保險(xiǎn)絲熔斷機(jī)組不啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)未復(fù)位手動(dòng)復(fù)位電動(dòng)器件失靈檢查電動(dòng)器件檢查溫控器校對(duì)溫溫控器失靈感器

序號(hào)故障現(xiàn)象故障分析故障排除備注電源不通檢查送電電源更換并檢查熔斷原保險(xiǎn)絲熔斷機(jī)組不啟動(dòng)自動(dòng)保護(hù)未復(fù)位手動(dòng)復(fù)位電動(dòng)器件失靈檢查電動(dòng)器件檢查溫控器校對(duì)溫溫控器失靈感器水流開(kāi)關(guān)斷路檢查供水系統(tǒng)2機(jī)組不停機(jī)溫控器失靈檢查溫控器校對(duì)溫感器溫度設(shè)置錯(cuò)誤正確設(shè)置控制溫度計(jì)算機(jī)程序錯(cuò)誤檢查計(jì)算機(jī)程序3吸氣壓力過(guò)低制冷系統(tǒng)閥門(mén)未開(kāi)啟檢查系統(tǒng)閥門(mén)枯燥過(guò)濾器堵塞更換濾芯或?yàn)V網(wǎng)蒸發(fā)器堵塞或水量過(guò)低檢查蒸發(fā)器加大水量冷凝壓力過(guò)低減少冷卻水量進(jìn)步冷凝壓力制冷劑缺乏充加制冷劑4排氣壓力過(guò)高制冷劑充注過(guò)量排除多余制冷劑不凝性氣體過(guò)多排放不凝性氣體冷凝器堵塞或水量過(guò)低檢查冷凝器加大水量5水流開(kāi)關(guān)斷路觸點(diǎn)損壞更換觸點(diǎn)水流過(guò)低加大水量水流擋片選配不合理合理選配水流擋片

6蒸發(fā)器結(jié)霜熱力膨脹閥開(kāi)度過(guò)小檢查熱力膨脹閥開(kāi)度吸氣壓力過(guò)低進(jìn)步吸氣壓力7電磁閥不通電路不通檢查電路線圈損壞更換線圈機(jī)械故障排除故障8膨脹閥不通膨脹閥冰堵或障堵去除冰分或障物感溫包冷劑滲漏更換感溫包9過(guò)濾器不通過(guò)濾芯障堵更換過(guò)濾芯制冷劑中機(jī)油過(guò)多別離過(guò)多機(jī)油10視液鏡泡沫過(guò)多供液量缺乏檢查鏡前閥門(mén)及過(guò)濾器制冷劑缺乏充加制冷劑膨脹閥開(kāi)度過(guò)大關(guān)小膨脹閥11蒸發(fā)器冷媒溫差過(guò)小吸氣壓力高降低吸氣壓力水流量過(guò)大減少水量蒸發(fā)器水垢過(guò)多清洗蒸發(fā)器12蒸發(fā)器冷媒溫差過(guò)大吸氣壓力低升高吸氣壓力水流量過(guò)小加大水量

過(guò)濾器堵塞清洗過(guò)濾器13冷凝器冷媒溫差過(guò)小水流量過(guò)大減少水量冷凝器水垢過(guò)多清洗冷凝器14冷凝器冷媒溫差過(guò)大水流量過(guò)小加大水量過(guò)濾器堵塞清洗過(guò)濾器15壓力控制器斷路觸點(diǎn)損壞更換觸點(diǎn)壓力控制未復(fù)位手動(dòng)復(fù)位機(jī)械部件失靈檢測(cè)或更換機(jī)械部件16壓縮機(jī)電機(jī)結(jié)霜供液量過(guò)大減少供液量17機(jī)組震