热泵系统的”心脏”怎么选?一文读懂 EC 风机

LONGWELL(朗伟) | 专业风机解决方案供应商

如今,热泵系统已成为各类暖通空调应用中不可或缺的设备。从室外热交换器到室内风管机组,这些不同的气流路径对风机有着不同的要求。在各种风机技术中,EC 风机凭借其可调速控制和在实际应用中的高效率脱颖而出。选择风机时,不能仅仅比较最大风量或电机效率,风机性能的各个方面都必须与热泵的设计相匹配。本文将介绍 EC 风机在热泵系统中的应用,以及如何根据不同的通风需求选择合适的风机。

什么是热泵通风?

热泵通风系统将机械通风与热回收技术相结合,能够回收通常随排气流失的热量。

在排气热泵中,来自浴室、厨房等空间的温暖污浊空气被抽出,通过通风风管送入热泵。热泵从排出的空气中回收能量,用于空间供暖或生活热水,同时室外新鲜空气进入建筑以维持通风。

EC 风机在热泵通风中起什么作用?

风机负责维持通风和热交换所需的气流。其具体作用取决于热泵的配置方式。风机从室内空间抽出温暖污浊的空气,通过风管系统送至热泵,在那里进行热回收。

新风送风

在某些热泵通风系统中,抽取室内空气会产生轻微的负压,使室外新鲜空气通过墙体通风口进入。在平衡通风系统中,风机将室外空气吸入机组,使其经过过滤器、热回收段和加热或冷却盘管等组件后,再送入有人活动的房间。这些组件会带来较高的系统阻力,风机必须在克服系统阻力的同时,以足够的静态压力维持所需的送风量。

污浊空气排风

来自浴室或厨房的温暖污浊空气由 EC 风机排出。在此过程中,热泵通风系统可以捕获污浊空气中的部分热能,而非简单地将其排到室外。当系统同时使用送风机和排风机时,两者的风量需要遵循整个系统的通风要求。因此,风机应有助于在整个热回收和通风过程中维持稳定的气流路径。

EC 风机在热泵系统中的哪些位置使用?

室外热交换

在室外热交换阶段,主要挑战是推动大量环境空气流动,这些空气需要在制热和制冷运行中吸收或释放热量。EC 轴流风机通常用于这一位置。轴流风机能够产生大风量,且在此位置气流路径相对直接,静态压力较低。室 外安装还对电机和风机结构提出了额外要求,包括低温启动、防潮以及适当的环境防护。

室内机

室内风机的任务有所不同,需要提供稳定均匀的气流,同时保持较低的噪音水平,用于将处理后的空气送入有人活动的区域。安装空间通常较为紧凑。对于紧凑型壁挂式室内机,EC 贯流风机非常适合这一角色,因为贯流风机具有较长的圆柱形叶轮,即使安装在狭窄的室内空间中,仍能提供充足的风量输出。对于室内应用,风机选型更注重紧凑安装、均匀气流分布、可控转速以及更高的声学性能。

风管式热泵

在风管式热泵系统中,空气可能需要经过过滤器、盘管、热交换器、风阀和风管网络。这些受限的气流路径要求风机能够在较大风量下产生较高的静态压力。EC 后向离心风机和 EC 无蜗壳风机更适合此类应用。

风机选型应基于实际工作点。当过滤器负载或风阀发生变化时,系统阻力也会随之改变。变速 EC 风机能够调整转速,在这些变化的条件下提供所需的风量和静态压力。在部分负荷工况下,降低风机转速有助于减少不必要的功耗。

为热泵通风选择 EC 风机:关键参数

风量与静态压力

风量和静态压力是选择热泵通风系统 EC 风机时的主要考虑因素。选型应基于特定静态压力下所需的风量,结合风机性能曲线,在 P-Q 曲线(压力-流量曲线)上确定工作点。工作点还应保持在风机曲线的稳定高效区域内。

在初步选型时,工程师可以将所需风量和静态压力输入朗伟EC 风机选型计算器,以确定合适的 EC 风机系列和规格。该工具以风量和总静态压力为主要输入参数,并根据风机性能曲线评估工作点。

EC 风机类型

室外热交换器的气流路径相对直接,因此 EC 轴流风机是更合适的方案。当气流需要经过过滤器、盘管、热交换器和较长风管等多个受限组件时,EC 离心风机,尤其是后向叶轮设计更为适用。无蜗壳风机去除了离心风机的蜗壳,可直接集成到空调箱中。EC 贯流风机主要用于室内空气分配,其长叶轮在较宽的出风口产生气流,有助于将处理后的空气更均匀地送入室内。正确的风机类型取决于风机的安装位置和气流路径的要求。

EC 风机类型风量能力静压能力噪音考量
EC 轴流风机低至中低速运行可降低室外机噪音。
EC 离心风机中至高中至高适用于低噪音风机盘管和风管应用。
EC 贯流风机低至中较低特别适合对噪音敏感的室内空间。
EC 无蜗壳风机高至极高较高可通过风机转速和阵列配置匹配空调箱需求。

EC 风机效率

EC 风机的最高效率可达 90% 至 95%。多种因素促成了这一高效率。EC 风机采用永磁转子,运行中的损耗得以最小化。此外,EC 风机通常结合灵活的调速控制方式,如 0-10V、PWM 和 Modbus。板载调速器取代了外部控制设备,减少了无功电流和上游损耗。在风机实际运行的转速下,空气动力学效率也很高。朗伟采用这一方法,不仅在额定工作点优化风机性能,还在实际部分负荷工况下进行优化。

EC 风机在热泵系统中尤为实用,因为供热、制冷和通风负荷在一天中的不同时段和不同季节都会变化。当风量需求下降时,降低风机转速可以显著减少空气动力学功率需求,尽管实际的节电量仍取决于电机、风机曲线和系统工作点。

防护等级

热泵风机可能在高湿度、结露、雨水或除霜周期产生的水分环境中运行。水分进入电机或电子元件会增加电气故障的风险。应根据风机的安装位置考虑所需的 IP 防护等级。

暴露于灰尘或水喷射环境中的室外热泵风机电机通常配备 IP55 防护。根据机组结构和安装环境,可能仍需要额外的密封或防护措施。对于室内机组,IP54 通常即可满足要求,因为其暴露环境一般限于灰尘和偶尔的水溅。然而,IP 等级只是环境防护的一部分,工作温度和其他现场条件应单独评估。

不同热泵应用中的 EC 风机

住宅热泵通风

住宅热泵系统通常更注重空气动力学舒适性和能效。其室外机使用 EC 轴流风机推动空气流经冷凝器或蒸发器盘管。如果系统包含壁挂式室内机,可使用 EC 贯流风机将处理后的空气送入室内。

商用热泵

商用热泵系统通常比住宅系统涉及更多的气流段。典型配置可将 EC 轴流风机用于室外热交换器,后向 EC 离心风机用于风机盘管或风管式室内机,EC 无蜗壳风机用于较大的空调箱。在集中式系统中,多台无蜗壳风机还可排列成风机矩阵,以满足更大风量需求或提供冗余。

寒冷气候热泵

寒冷气候热泵通常保持类似的室内外风机布置,但需要专为低温运行设计的风机版本。默认最低工作温度可能需要降至 -25°C 或 -30°C。

工业热泵

工业热泵系统可能需要多种风机类型,因为它可能同时连接工艺设备和车间通风系统。化工厂等特殊环境可能还需要防腐或防爆型风机,但基本的风机组合仍遵循系统中不同气流任务的要求。

朗伟 EC 风机解决方案

朗伟为热泵通风系统中的不同风量需求提供 EC 风机解决方案。风机选型流程从实际应用和工作点出发。在确定风机类型和电机配置之前,朗伟会评估所需风量、静态压力、安装空间、环境温度、噪音水平和控制要求。这使得同一热泵系统的室外、室内和风管段可以使用不同的风机设计。

朗伟 EC 风机平台可采用统一的控制方式,简化了不同风机类型和热泵应用中的控制器集成。朗伟的风机类型不限于热泵通风风机,排气风机、管道风机和工业风机也包含在朗伟的产品目录中。

除标准 EC 风机选型外,朗伟还提供定制服务。风机配置可适应 -40°C 至 +60°C 的工作环境,适用于寒冷气候应用。90 天 NPI流程支持从风机匹配、结构适配到控制集成、样机验证、认证支持以及量产准备的定制项目。

常见问题

哪些控制协议可以调节 EC 风机转速?

常见的 EC 风机控制方式包括 0-10V、PWM 和 RS485 Modbus RTU。部分商用系统还使用 BACnet 进行楼宇管理系统集成。

与传统 AC 风机相比,EC 风机如何降低能耗?

EC 风机将高效电机与变速控制相结合。当不需要全风量时,风机可以降低转速,有助于在部分负荷运行时降低功耗。

使用热泵最经济的方式是什么?

让热泵稳定运行并根据需求调节。保持过滤器清洁和维持适当的气流也有助于高效运行。

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