熱泵技術(shù)論文范文
熱泵技術(shù)論文范文
熱泵是一反向使用的制冷機(jī)，與制冷機(jī)所不同的只是工作的溫度范圍。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的熱泵技術(shù)論文范文，希望你們喜歡。
熱泵技術(shù)論文范文篇一
淺談熱泵技術(shù)
摘要: 隨著中國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國內(nèi)民用住宅、旅游賓館、寫字樓、商業(yè)建筑及綜合體越來越多，使空調(diào)能耗激增，空調(diào)耗電已日漸成為能耗大戶，合理配置空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源對節(jié)能與能源合理利用的意義非常重大。著重介紹了空氣源熱泵的原理、特點(diǎn)和設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:熱泵; 新能源; 冷熱源
中圖分類號：TK52文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
0 引言
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)。人們所熟悉的“泵“是一種可以提高位能的機(jī)械設(shè)備，比如水泵主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵“是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。
1 熱泵的原理和分類
熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)。在夏季空調(diào)降溫時(shí)，按制冷工況運(yùn)行，由壓縮機(jī)排出的高壓蒸汽，經(jīng)換向閥(又稱四通閥)進(jìn)入冷凝器，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器，并在蒸發(fā)器中吸熱，將室內(nèi)空氣冷卻，蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽，經(jīng)換向閥后被壓縮機(jī)吸入，這樣周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)。在冬季取暖時(shí)，先將換向閥轉(zhuǎn)向熱泵工作位置，于是由壓縮機(jī)排出的高壓制冷劑蒸汽，經(jīng)換向閥后流入室內(nèi)蒸發(fā)器(作冷凝器用)，制冷劑蒸汽冷凝時(shí)放出的潛熱，將室內(nèi)空氣加熱，達(dá)到室內(nèi)取暖目的，冷凝后的液態(tài)制冷劑，從反向流過節(jié)流裝置進(jìn)入冷凝器(作蒸發(fā)器用)，吸收外界熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過換向閥后被壓縮機(jī)吸入，完成制熱循環(huán)。這樣，將外界空氣(或循環(huán)水)中的熱量“泵”入溫度較高的室內(nèi)，故稱為“熱泵”。
根據(jù)熱源不同，熱泵可分為空氣源熱泵、水源熱泵和地源熱泵。
2 空氣源熱泵的優(yōu)勢
1、從投資方面：
如達(dá)到相同供水效果，資金投入熱泵熱水機(jī)組比常規(guī)太陽能產(chǎn)品少，并且可以使用經(jīng)濟(jì)電能，在用電低谷時(shí)制熱水儲備。
2、從使用方面：
常規(guī)太陽能產(chǎn)品受天氣影響明顯，陰雨天、下雪天、夜晚就不能工作，而熱泵熱水機(jī)組不管陰天、雨天、下雪天、夜晚或陽光明媚都能照常工作，全天候提供熱水。
3、從運(yùn)行成本方面：
常規(guī)太陽能在太陽直射下，幾乎零成本運(yùn)行，可惜在陰雨雪天或夜晚只能依靠輔助系統(tǒng)工作，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，正常使用時(shí)，常規(guī)太陽能輔助系統(tǒng)全年耗電能比熱泵機(jī)組全年總耗電能要高。
4、其它功能方面：
熱泵機(jī)組使用不受地點(diǎn)限制，可以擺放在任何地方，而且占地空間很小，而常規(guī)太陽能要達(dá)到同等供熱效果則需占用很大空間，還必須露天擺放;熱泵機(jī)組在制熱水的同時(shí)可產(chǎn)生冷氣，可用于除濕、降溫及空氣濾清等輔助功能。
3 空氣源熱泵的設(shè)計(jì)
3.1熱泵負(fù)荷包括熱泵冷負(fù)荷和熱泵熱負(fù)荷。
熱泵冷(熱)負(fù)荷指為室內(nèi)的空氣參數(shù)維持在設(shè)計(jì)參數(shù)狀態(tài)，單位時(shí)間內(nèi)需向建筑提供的冷(熱)量。這是一個(gè)受室內(nèi)設(shè)計(jì)參數(shù)、室內(nèi)人員、設(shè)備等散熱、散濕量、圍護(hù)結(jié)構(gòu)性質(zhì)、室外空氣環(huán)境參數(shù)(包括溫度濕度、氣流速度等)、太陽輻射強(qiáng)度等諸多因素影響的變量。
熱泵負(fù)荷的計(jì)算應(yīng)包括熱泵設(shè)計(jì)計(jì)算負(fù)荷的確定和各時(shí)段負(fù)荷的分析。其次，設(shè)備的容量必須滿足熱泵設(shè)計(jì)計(jì)算冷(熱)負(fù)荷的要求，另外設(shè)備的配置應(yīng)適應(yīng)熱泵負(fù)荷變化的特點(diǎn)。在以空氣源熱泵冷熱水機(jī)組為冷源的熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中熱泵機(jī)組的容量既要考慮到大樓各部分的同時(shí)使用系數(shù)，還應(yīng)考慮到熱泵的實(shí)際制冷量、實(shí)際供熱量會因設(shè)備間距限制等原因造成通風(fēng)不暢，部分氣流短路而受到影響，和室外換熱器因表面積灰、換熱器表面結(jié)垢、設(shè)備衰減等因素的影響，故所選擇的熱泵機(jī)組尚應(yīng)考慮安全系數(shù)。確定機(jī)組冬季時(shí)的實(shí)際制熱量由公式來表示：
Q=q・K1・K2。
式中，Q――熱泵機(jī)組實(shí)際制熱量KW
q――機(jī)組名義制熱量，KW
K1――使用地區(qū)的室外空調(diào)計(jì)算干球溫度的修正系數(shù)，按產(chǎn)品樣本選取;
K2――機(jī)組融霜修正系數(shù)，每小時(shí)融霜一次取0.9，兩次取0.8。
另外，熱泵機(jī)組既要滿足系統(tǒng)夏季的供冷要求，又要滿足系統(tǒng)冬季的熱泵供暖要求。各不同供應(yīng)商的熱泵機(jī)組的額定制冷量，額定供熱量的參數(shù)不盡相同，與各地區(qū)熱泵室外設(shè)計(jì)參數(shù)不一定一致。對于一般辦公、酒店為主的綜合樓，冬季熱泵供暖設(shè)計(jì)計(jì)算熱負(fù)荷約為夏季熱泵設(shè)計(jì)計(jì)算冷負(fù)荷的70-85%。一般情況下，按夏季負(fù)荷選定的熱泵，能滿足冬季供暖的要求。
3.2 機(jī)組類型與臺數(shù)的確定
熱泵型冷熱水機(jī)組根據(jù)壓縮機(jī)的不同可分為渦旋式熱泵機(jī)組、往復(fù)式熱泵機(jī)組和螺桿式熱泵機(jī)組，按機(jī)組結(jié)構(gòu)大小、組合規(guī)模不同，熱泵機(jī)組可分為整體式熱泵機(jī)組和模塊式熱泵機(jī)組。模塊式熱泵機(jī)組由于各單元組合靈活，各單元尺寸小，重量輕，故具有運(yùn)輸?shù)跹b、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。如工程較大，模塊式熱泵機(jī)組會由于制冷單元數(shù)量較多，而存在故障點(diǎn)多、維護(hù)量大的可能，額定工況下的效率也略低于整體機(jī)組。在選擇整體式熱泵機(jī)組時(shí)，應(yīng)考慮到熱泵系統(tǒng)負(fù)荷變化的特點(diǎn)和設(shè)備間的互備性，考慮到冬季熱泵化霜時(shí)盡可能減少對水溫的影響。一般一個(gè)熱泵系統(tǒng)的熱泵臺數(shù)不宜低于2-3臺，每個(gè)熱泵系統(tǒng)的配置的熱泵機(jī)組的總的制冷回路數(shù)不宜少于4-6個(gè)。當(dāng)然，熱泵的臺數(shù)還應(yīng)考慮大樓功能、用戶單元?jiǎng)澐?、?jì)量、管理等綜合因素。
3.3 熱泵的位置
熱泵的位置有下列幾種，一是置于裙樓頂，二是置于塔樓頂，三是置于窗臺?？紤]到吊裝及日后更換等原因，熱泵被較多的置于裙樓頂。當(dāng)熱泵置于裙樓頂時(shí)，要評估其對主樓及周圍環(huán)境的影響，較大的熱泵機(jī)組，單機(jī)噪音在75~85db(A)左右。有必要時(shí)可加隔音屏等。布置于窗臺的熱泵往往是每層要求獨(dú)立配置、單獨(dú)計(jì)量的場所，只限于較小容量的熱泵，宜采用側(cè)進(jìn)風(fēng)側(cè)排風(fēng)的形式。比較理想的方法還是將熱泵機(jī)組置于塔樓頂，以使熱泵有良好的通風(fēng)條件并使噪音影響面降為最小。但應(yīng)注意，熱泵不能臨近住宅或其他對噪音要求較高的房間布置，不得緊貼住宅(客房)上面或下面布置熱泵及水泵。熱泵機(jī)組宜采用彈簧減振器隔振，減振器型號及布置點(diǎn)經(jīng)計(jì)算確定。熱泵靠女兒墻及主樓的距離大于3m，熱泵間距不宜小于3m，有條件時(shí)距離應(yīng)加大。熱泵的布置除考慮對周圍影響小，通風(fēng)好外，還應(yīng)考慮管線布置、設(shè)備吊裝及以后的更換等因素，有條件時(shí)留出1~2臺熱泵位置，為設(shè)備安裝及更換考慮足夠的荷載條件。
3.4熱泵的運(yùn)行
化霜是熱泵機(jī)組不得于而為之的動(dòng)作，化霜期間不但不供熱，反而制冷，對供熱效率影響明顯。改善化霜控制方式，提高智能化化霜控制的精確性是熱泵機(jī)組改進(jìn)性能的重要課題之一。在采用非智能化霜控制器的熱泵的運(yùn)行管理中，管理人員根據(jù)氣候特點(diǎn)，隨時(shí)根據(jù)氣候的變化調(diào)整化霜間隙及化霜時(shí)間可明顯提高熱泵機(jī)組的供熱效率，減少能源浪費(fèi)。
結(jié)束語
熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)用面廣量大，節(jié)能的空間很大，可節(jié)省巨大能源，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、節(jié)能效益、環(huán)境效益和社會效益。
參考文獻(xiàn)
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