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空氣熱泵的壓縮機工作原理

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空氣熱泵的壓縮機工作原理

發布日期:2018-06-20 作者:大发快三计划 點擊:

空氣源熱泵采暖

 河北威布森告訴伱空氣熱泵壓縮機的原理熱泵産品熱源來自空氣,所以同水量、同水溫熱泵熱水器比一般傳統熱水設備所耗能源都要少,低噪音,長壽命,運行費用是電熱水器的1/4,天然氣器鍋爐、燃油鍋爐、燃煤鍋爐的1/3,太陽能熱水器的1/2。而且在制造熱水的同時,空氣源熱泵采暖排風口排出的是冷風,可以有效利用。  

空氣源熱泵熱水機工作原理及結構  

一、熱泵熱水機組工作原理

    空氣源熱泵熱水機主要有五大部件組成:A壓縮機、B工質(本文稱冷媒)、C蒸發器、D冷熱交換器、E節流裝置(膨脹閥)五大部分組成。  

    低溫低壓的液态冷媒經過蒸發器(空氣側熱交換器)吸收空氣中的熱量蒸發,由液态變為氣态——将冷媒從空氣中吸收的熱量設為Q1。  

    吸收了熱量的冷媒變為低溫低壓氣體,再通過少量的電能輸入,空氣源熱泵采暖由壓縮機進行壓縮,使低溫低壓氣态的冷媒變成高溫高壓狀态——将壓縮機的壓縮功轉化的熱量設為Q2。  

    高溫高壓的氣态冷媒在冷熱交換器内與冷水進行熱交換,冷媒在常溫下被冷卻,冷凝為液态。此過程中,冷媒放出的熱量使冷水得到加熱——将冷水吸收的熱量設為Q3。  

    換熱後的高壓液态冷媒通過節流機構(膨脹閥)減壓,由于壓力下降,冷媒回到了比外界環境溫度低的低溫低壓的液态,又具有了再次吸收蒸發的能力。  

    如此将冷水加熱,直到獲得所需溫度的熱水,儲存在保溫熱水箱中。  

    根據能量守恒定律得:Q3=Q1+Q2。熱泵熱水機組的制熱量Q3>Q2。也是說終用來加熱冷水的熱量要大于壓縮機工作消耗的電能,其間的差值是從周圍環境中吸收來的熱量。熱泵在制備熱水的過程中每輸入一份電能,從環境中吸收2~3份的低品位熱能,故所用的電能僅為電鍋爐的1/4左右,大大降低了電能的消耗。這是熱泵熱水機組要比電加熱器省電的原因。利用熱泵技術并使用環境中的低品位熱能制備熱水,完全符合我國的能源戰略。  

    二、熱泵搬移空氣中的熱量  

    在空氣源熱泵熱水機組運行過程中,輸入的電能轉變為機械能,驅動壓縮機做功,使安裝在蒸發器側的軸流風機飛速旋轉,使冷媒與空氣進行換熱。節流後的低溫低壓液态冷媒,流入蒸發器中的盤管内,迅速汽化吸收空氣中的熱量,當冷媒轉變為液态時,又放出在蒸發器裡吸收的空氣中的熱量,液态冷媒經節流後又進入蒸發器汽化,吸收流過蒸發器翅片空氣中的熱量,蒸發器吸收空氣的熱量多少與熱媒本身性質有關,與空氣流動的速度,室外環境溫濕度有關,還與蒸發器的結構尺寸有關、為強化傳熱熱效果,在蒸發器盤管外套有翅片,據現場實測,當安徽長江北部地區室外溫度為38℃時,流進流出蒸發器空氣的溫差達到6℃以上。一般蒸發器吸收熱量的多少随四季氣溫變化有差異,約為2~4倍左右。這倍數的内涵為:空氣源熱泵熱水機組每消耗1份電能的同時能提供相當于電能的2~4倍的熱量轉移給冷熱交換器中的水,使水溫上升。  

    經上述分析說明:空氣源熱泵熱水機組是搬移熱量的設備,熱量來源于空氣,空氣中的熱量經熱泵轉移給被加熱的水,并不是用電阻絲發熱來燒水。  

    三、空氣中的熱能為可再生能源  

    空氣中的熱能源自于太陽輻射能,氣溫每升高1℃或降低1℃都要吸收或釋放出約0.3kcal熱量。即使氣溫0℃以下空氣溫度上升1℃與0℃以上空氣溫度上升1℃所吸收的熱量也大緻相同。是地球“與生俱來”的豐富資源,在自然界中可以不斷再生,永續利用,是取之不盡、用之不竭的資源,它對環境無害,而且資源分布廣泛,适宜地開發利用,隻要大氣層覆蓋地球、有太陽輻射,空氣可以吸收太陽熱能儲存起來,空氣源同樣也是太陽能利用的延伸,是自然界給予全人類共有的再生能源。  

    四、空氣源熱泵熱水機組有關參數的分析  

    1.空氣源熱泵熱水機組能效比(COP)  

    空氣源熱泵熱水機組能效比,又稱性能系數(COP)是指熱泵的制熱量與輸入功率之比,比值越大,說明空氣源熱泵熱水機組效率越高,生産同容量同溫度的熱水消耗的電能越少。COP值是設計輸入功率大小的主要依據。  

    我們通過春、夏、秋、冬不同季節對安徽長江北部(亳州)建成項目中熱泵熱水機組(1~12)月實際運行數據進行計算,年平均COP能達到3.5以上,全年氣溫較低的1、2月COP仍達到2.6以上。  

    公司其核心的精品理念和技術,大膽采用熱泵換熱的“水泡”進行熱泵熱力交換,由于“水泡”技術已在熱泵行業長期、大量的使用,經受了使用時間和使用效率的雙重考驗,所以其獨有的專利“殼管式(俗稱水泡)”“動态熱交換”技術,徹底解決了普通熱泵熱水器銅管腐蝕、水垢的隐患,大大提高了熱泵的工作效率和使用壽命;  

    2.機組(容量)輸入功率設計:  

    一般設計院設計供熱設備時,其供熱設備的總輸出量會超過實際使用量。有的單位設計供熱鍋爐時常常一用一備,熱泵熱水機組不需要設計備用機組。空氣源熱泵熱水機組可由多台小容量機組組成,可稱為模塊式機組。每個熱泵熱水機組為獨立的加熱單元,其進出水管都并連在進出冷、熱水的總管上。任何一台機組發生故障都不影響其他機組的正常運行。所以,不需要像設計供熱鍋爐那樣,按熱負荷的大小,設計一用一備,這樣可以減少對設備一次性投資。在日常運行中,有時也會有個别機組發生故障,但很快能排除,不影響正常使用。因此,确定機組總的設計容量時,按每日55℃熱水總用量(噸)乘以一個富餘系數(1.25~1.35)為機組總輸入功率。  

    五、影響空氣源熱泵熱水機組的制熱性能的其它因素。  

    (1)室外環境溫度。在不同空氣溫度下,機組進冷水的溫度将直接影響在單位時間内産熱水量多少。  

    (2)進水溫度。假如供熱水溫度為55℃,需要用的混合水水溫為40℃,當冷水水溫為20℃時,混合水中55℃熱水隻占57%,當冷水水溫5℃時,混合水中的55℃熱水占到72%。在水溫、氣溫較低的冬季,熱泵熱水機組COP降低,産熱水量減少的同時,熱水用量卻大增,要能滿足冬季的熱水供給,隻有按冬季氣溫較低月份的COP值計算熱水用量。  

    4.儲熱水箱  

    儲熱水箱規格從1m3~22m3等十幾個品種,儲存其中的熱水每晝夜隻下降1~4℃,一般單位浴室開放時間都集中在每日的某一個時間段,因此設計容量時必須按大容量設計。由于熱泵熱水機組是每小時均衡産熱水,因此在浴室開放之前,要儲足浴室開放所需要的熱水量,以滿足高峰用水量。  

    5.直熱式熱水機組加熱熱水的流程  

    由用戶與我們公司通過對空氣源熱泵熱水機組加熱熱水流程的比較,我們得出:熱泵熱水機組僅需自來水管網提供的壓力(約0.15MPa)便可實現整個水系統的循環,無需另外配置水泵。因加熱時不需循環泵,這樣節約了運行費用,同時也降低設備故障率。熱水箱儲滿時,自動停止進水,當儲熱水箱水位下降到一定液位時,熱泵熱水機組又會重新啟動。如長期不用水時,儲水箱水溫下降到設定溫度值時,系統會自動将儲水箱内的水重新加熱到設定溫度,不用排掉冷水,真正做到節約用水。确保熱水的連續供給。


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