在建筑围护结构的数据不变时,建筑物内所需的耗热量多少,极大程度上受室内、室外温差的直接影响。空气源的供热量与建筑物的耗热量是一对不可调和的供需矛盾。为什么怎么说?其一随着室外温度的逐步降低,建筑物内所需的热负荷就逐渐增大,耗能也随之增加。其二:室外温度的逐步提高,建筑物内所需的热负荷就逐渐减少,耗能也随之降低。如果要使冬季室内温度维持在一个固定的设计值上,那么所需耗热量就是室外温度的线性函数,从下列公式中可以看到:

O=KF(t-t)

式中:Q—建筑物围护结构的散热量(W)

K—建筑物围护结构的传热系数(Wm²k)

F—建筑物围护结构的外墙传热面积(m²)

t1——建筑物内设计温度(℃)
 
ta室外环境温度(℃)

也可以将上式转化为

O=KaFalti-ta

式中:Ka—建筑物围护结构的传热系数(W/(m².K)

Fa建筑面积(m²)

另外一个值的注意的规律是:室外空气的温度和湿度在不同地区,不同季节和不同的时间段有着不同的变化,也就是室外空气的温度和湿度会随着不同地区、不同季节、不同时间段的变化而变化。而对于空气源来讲,空气源的最大制热量是恒定的,空气源的制热量只会减少不会增加。特别是当冬季室外温度下降时,此时空气源的蒸发温度(获热量)就会降低,制热系数也会随着蒸发温度下降而下降。因此,室内、外空气的温度和湿度对空气源的制热量和制热系数有着很大的影响。

理想中的是室外温度降低时而室内温度不变。根据能量守恒定律(热力学第一定律),空气源的制热量等于室外换热器(此时为蒸发器)在制热状态时,从空气中吸收的热量和压缩机消耗功率的相加。
 
随着室外温度的降低,机组的供热量也会逐渐减少,因此,不可能达到室内温度不变的要求。此时空气源制热量与室外温度成近似线性关系。

Oh=A+Bt

式中Qh空气源的制热量(W

AB—为常数(空气中吸收的热量和压缩机消耗功率的相加)

从以上分析可以看出,当室外空气的温度降低时,空气源的供热量减少,而建筑物的耗热量却在增加,这就造成空气源供热量与建筑物耗热量之间的供需矛盾。

空气源热泵集中供暖概述-空气源系统的平衡点
图2.1制热量与空气温度的平衡

图21中很好地诠释了空气源供热系统,供需矛盾的特性关系。图中A、B线为空气源供热特性曲线,C、D线为建筑物耗热量特性曲线,两条线呈相反的发展方向。空气源制热量曲线AB和建筑物耗热量曲线CD的交点O是平衡点,相对应的室外温度0是平衡点温度。当室外温度为平衡点温度O时,空气源供热量与建筑物耗热量相平等。当室外空气温度低于平衡点温度O时,空气源的供热量便小于建筑物的耗热量,此时空气源供热量出现不足,室内必须补充加热量才能达到室内温度不变的需求。当室外空气温度高于O时,空气源的供热量便大于建.

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