空气源热泵丨空气源热泵系统的电气系统如何设计

　　空气源热泵系统用电设备通常为220V/380V电压等级，自变压器二次侧至受电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，采用三相五线制、三相四线制和单相两线制形式。

特灵 空气源热泵

　　一、负荷计算计算

　　负荷又称需要负荷或大负荷，负荷计算方法有需用系数法、利用系数法、单位指标法、单位面积功率法、单位产品耗电法、二项式法、ABC法等。

　　单位指标法、单位面积功率法、单位产品耗电法多用于可研阶段;需用系数法、利用系数法多用于初步设计和施工图设计，故本文介绍的空气源热泵系统负荷计算采用的是需用系数法。

　　1.空气源热泵机组、水泵等用电设备组负荷计算

　　式中，Kx为需用系数，0.75～1.0。

　　注：1var=1W。

　　空气源热泵机组和水泵等设备的计算负荷是选择变压器、配电导线和电器的依据，也是计算功率损耗、电能损耗、电能消耗量及无功功率补偿的依据。

　　2.空气源热泵系统降压变电所负荷计算

　　式中　Pe——空气源机组、水泵设备组功率;

　　式中

　　tanφ1——补偿前计算负荷功率因数角正切值;

　　tanφ2——补偿后功率因数角正切值。

　　二、电缆敷设方式

　　通常空气源热泵机组放置于室外或楼顶面，故电缆敷设通常采用地下直埋、电缆沟或竖井布线方式。直埋敷设应使用具有铠装和防腐层的电缆如YJV22，由于电缆直埋敷设施工简单、投资省，电缆散热好，因此在电缆根数较少时应首先考虑采用。

　　空气源热泵系统需要配置水泵、定压补水装置等设备，这些设备通常安装于室内，故电缆敷设方式通常采用穿管或线槽。

　　三、配电线路保护

　　空气源热泵系统属于重要负荷，配电线路应装设短路保护和过负荷保护;配电线路装设的上下级保护电器应具有选择性，且各级之间应能协调配合。

　　短路保护器应在短路电流对导体和连接处产生热作用和机械作用造成危害之前切换电源。

　　过负荷保护器应在过负荷电流引起导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物质造成损害之前切断电源。

　　空气源热泵系统通常采用断路器作为短路和过负荷保护电器，被保护线路末端的短路电流不应小于断路器瞬时或短延时过电流脱扣器整定电流的1.3倍。

　　过负荷保护器的动作特性，应符合下列公式要求。

　　(8-27)式中

　　IB——回路计算电流，A;

　　In——断路器额定电流或整定电流，A;

　　IZ——导体允许持续载流量，A;

　　I2——断路器约定时间内的约定动作电流，A。

　　四、接地

　　空气源热泵系统低压配电系统接地主要有工作接地、保护接地和防雷接地，设置这些接地目的是保障人身安全和电气装置安全。工程上通常将低压配电系统的中性点或电气装置外壳进行接地，电气装置外壳可以直接接地，也可以通过导线连接到配电系统已接地的中性点上。

　　配电系统接地形式很多，如TN-S系统、TN-C系统TN-C-S系统。

　　设有变电所的建筑通常采用TN-S系统，该系统中性导体N和保护导体PE是分开的;正常情况下，PE线不通过负荷电流，与PE相连的电气设备的金属外壳在正常运行时不带电位，比较安全，故空气源热泵系统通常采用TN-S系统接地。

　　从安全和经济方面考虑，TN系统PE线的小截面积满足表8-11。表8-11　TN系统PE线的小截面积

　　五、配电设备布置

　　配电室的位置应靠近用电负荷中心;配电设备的布置必须遵循安全、可靠、适用和经济等原则，并便于安装、操作、搬运、检修、试验和监测。

　　①落地式配电箱的底部宜抬高，高出地面的高度室内不应低于50mm，室外不应低于200mm;其底座周围应采取封闭措施，防止鼠蛇进入。

　　②高压及低压配电设备设在同一室内，且两者有一侧柜有裸露的母线时，两者之间的净距不应小于2m。

　　③成排布置的配电屏，其长度超过6m时，屏后的通道应设2个出口，并宜布置在通道的两端;当两出口之间的距离超过15m时，其间还应增加出口。