一、實(shí)訓(xùn)目的
通過本實(shí)訓(xùn)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生充分了解空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成以及各部分元器件的作用，理解空氣源熱泵系統(tǒng)制取熱水的原理并能夠簡要敘述空氣源熱泵系統(tǒng)的制冷劑循環(huán)過程。
二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備
   空氣源熱泵熱機(jī)實(shí)訓(xùn)考核裝置                 一臺
三、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容
1、熱泵的定義
在自然現(xiàn)象中，我們知道熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳遞到低溫物體中去，不能自發(fā)地沿相反方向進(jìn)行。然而根據(jù)熱力學(xué)第二定律，如果以機(jī)械功為補(bǔ)償條件，熱量可以從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體中去，這種靠補(bǔ)償或消耗機(jī)械功，迫使熱量從低溫物體流向高溫物體的機(jī)械裝置稱為“熱泵”。“熱泵”是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低位熱，經(jīng)過電力做功，輸出可被人們所用的高品位熱的設(shè)備，是一種節(jié)能、環(huán)保、清潔的采暖和熱水設(shè)備，熱泵技術(shù)是近年來在全世界倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。
2、空氣源熱泵熱水機(jī)的工作原理
熱泵熱水機(jī)是目前世界上最先進(jìn)、能效比最高的熱水設(shè)備之一，它根據(jù)逆卡諾循環(huán)原理，采用電能驅(qū)動(dòng)，通過傳熱工質(zhì)把自然界的空氣中無法被利用的低品熱能有效吸收，并將其提升至可用的高品熱能并釋放到水中，對水進(jìn)行加熱的設(shè)備。在不同的運(yùn)行工況下熱泵熱水機(jī)組每消耗一度電就能從低溫?zé)嵩粗形��?-6度電的熱量，節(jié)能效果非常顯著。
3、空氣源熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成
空氣源熱泵系統(tǒng)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、噴液閥、低壓保護(hù)開關(guān)、高壓保護(hù)開關(guān)、換向閥以及室外風(fēng)扇等組成。下面分別敘述其各部件的作用。
壓縮機(jī)：壓縮機(jī)的作用是使制冷劑完成從低溫到高溫的轉(zhuǎn)變過程，達(dá)到制冷劑散熱凝露的目的。同時(shí)在整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)，壓縮機(jī)還是管路內(nèi)介質(zhì)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源，沒有它，系統(tǒng)不僅不制冷而且還失去了運(yùn)行的動(dòng)力�？梢哉f壓縮機(jī)是整個(gè)空氣源熱泵系統(tǒng)的心臟。
冷凝器和蒸發(fā)器：它們雖然叫法不一樣，但結(jié)構(gòu)類似。它們都是在一排彎繞的管道上布滿散熱用的金屬薄片，以此來實(shí)現(xiàn)外界與管道內(nèi)物質(zhì)的熱交換的裝置。冷凝器的作用是把來自壓縮機(jī)的高溫制冷劑氣體冷凝成中溫液體，并把在蒸發(fā)器中吸收的熱量釋放到流過其中的水里。蒸發(fā)器與冷凝器正好相反，它是制冷劑由液態(tài)變成氣態(tài)（即蒸發(fā)）吸收熱量的場所。它采用風(fēng)冷帶式結(jié)構(gòu)，把經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)成氣體，吸收環(huán)境空氣的熱量，從而達(dá)到制取熱水的目的。
膨脹閥：膨脹閥的功能是將制冷劑的壓力降低使其容易在蒸發(fā)器中蒸發(fā)。從冷凝器送來的中溫高壓液態(tài)制冷劑在毛細(xì)管處受到節(jié)流閥的阻礙作用，流速變的很慢，所以單位時(shí)間內(nèi)流出毛細(xì)管的制冷劑流量變小，將其壓力釋放，使其成為低溫低壓的液態(tài)制冷劑，再送入蒸發(fā)器。
噴液閥：噴液閥又稱為溫度響應(yīng)膨脹閥，溫度響應(yīng)膨脹閥是新開發(fā)的一種新穎的膨脹閥。因?yàn)镽-22制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)的排氣溫度和油溫比R-12和R-502制冷系統(tǒng)來得高，這將會(huì)導(dǎo)致制冷機(jī)組的排氣溫度和潤滑油溫度過高，而且這個(gè)溫度會(huì)隨著運(yùn)行工況的進(jìn)一步惡化而升高，直到系統(tǒng)高溫高壓報(bào)警，機(jī)組停機(jī)。溫度響應(yīng)膨脹閥就可以解決制冷機(jī)組的排氣溫度和制冷劑與潤滑油混合物的溫度升高問題。在制冷機(jī)組上安裝了溫度響應(yīng)膨脹閥后，當(dāng)系統(tǒng)檢測到壓縮機(jī)的排氣端溫度過高時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出信號使噴液閥電磁線圈得電，接通電磁閥，冷凝后的液體制冷劑通過該節(jié)流閥節(jié)流降溫后注入壓縮機(jī)的吸氣端和壓縮腔內(nèi)，分別對電機(jī)的線圈以及制冷劑和潤滑油的混合物進(jìn)行冷卻，使進(jìn)入蒸發(fā)器的液體制冷劑具有更低的溫度。所以對制冷機(jī)組的能效比有著積極的影響，當(dāng)然，對于解決壓縮機(jī)的排氣溫度和油溫過高的問題，也采用噴油和油冷卻的方法，但需要增加油分離器和油冷卻器等輔助設(shè)備，這樣，使制冷機(jī)組的結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大。所以，采用了溫度響應(yīng)閥后，一方面控制了制冷機(jī)組排氣溫度和油溫升高問題，另一方面，使制造成本大大地降低。
壓力開關(guān)：本系統(tǒng)中采用的是YK系列壓力開關(guān)，該開關(guān)分為YK-L和YK-H型，YK-L型壓力開關(guān)為常開型開關(guān)，YK-H型壓力開關(guān)為常閉型開關(guān)，該壓力開關(guān)一般接在系統(tǒng)的排氣口或者吸氣口，用來檢測機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)載冷劑的壓力，當(dāng)壓力系統(tǒng)內(nèi)的介質(zhì)（液體或氣體）壓力高于或低于壓力開關(guān)的額定的安全壓力時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)碟形金屬膜片瞬時(shí)跳躍，通過連接連桿，推動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)接通或斷開，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力恢復(fù)到壓力開關(guān)允許的范圍內(nèi)時(shí)，壓力開關(guān)自動(dòng)復(fù)位，該系統(tǒng)中采用的是YK-H型壓力開關(guān)。
室外風(fēng)扇：室外風(fēng)扇的主要作用就是強(qiáng)制室外機(jī)小范圍內(nèi)空氣形成對流，有利于室外機(jī)與室外空氣的熱交換，提高空氣源熱泵的性能。
4、熱泵熱水機(jī)工作過程
在空氣源機(jī)組制熱運(yùn)行時(shí)，壓縮機(jī)吸入低壓制冷劑氣體，經(jīng)壓縮增壓后排出高壓氣體，經(jīng)過四通閥至水換熱器，在水換熱器中高壓氣體放熱冷卻為高壓液體，而套管外的水被加熱，達(dá)到使用要求。高壓液體經(jīng)小分液頭匯集后，經(jīng)干燥過濾器去除水分和雜質(zhì)，再經(jīng)由視鏡后至膨脹閥，高壓液體經(jīng)膨脹閥后。減壓膨脹，變?yōu)榈蛪旱闹评鋭┮后w。均勻地進(jìn)入風(fēng)換熱器中，在此，制冷劑液體在換熱器銅管內(nèi)吸熱汽化，而銅管外由風(fēng)扇使空氣循環(huán)，提供熱源，低壓氣體在風(fēng)換熱器中汽化后，經(jīng)過四通換向閥后至壓縮機(jī)吸氣口，進(jìn)行新一輪的氣體壓縮。至此，完成一個(gè)制熱循環(huán)。
5、空氣源熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 四、思考與練習(xí)
1、空氣源熱泵系統(tǒng)與家用分體式空調(diào)系統(tǒng)有什么區(qū)別？
2、空氣源熱泵系統(tǒng)的工作原理是什么？
3、噴液閥的作用是什么？
4、如果系統(tǒng)的節(jié)流閥堵塞會(huì)造成什么后果？