熱泵技術及其應用

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熱泵機組由于其具有節(jié)能、環(huán)保及冷暖聯(lián)供等優(yōu)點，目前在國內(nèi)廣泛應用。是以消耗一部分低品位能源（機械能、電能或高溫熱能）為補償，使熱能從低溫熱源向高溫熱源傳遞的裝置。其實質是借助降低一定量的功的品位，提供品位較低而數(shù)量更多的能量。由于熱泵能將低溫熱能轉換為高溫熱能，提高能源的有效利用率，因此是回收低溫余熱、利用環(huán)境介質（地下水、地表水、土壤和室外空氣等）中儲存的能量的重要途徑。

熱泵技術是近年來在全世界倍受關注的新能源技術。人們所熟悉的“泵”是一種可以提高位能的機械設備，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。據(jù)泵閥英才網(wǎng)專家收集的各類相關知識，整理出的熱泵應用技術及其應用如下： 空氣源（風冷）熱泵目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調器、商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組。熱泵空調器已占到家用空調器銷量的40~50%，年產(chǎn)量為400余萬臺。熱泵冷熱水機組自90年代初開始，在夏熱冬冷地區(qū)得到了廣泛應用，據(jù)不完全統(tǒng)計，該地區(qū)部分城市中央空調冷熱源采用熱泵冷熱水機組的已占到20~30%，而且應用范圍繼續(xù)擴大并有向此移動的趨勢。 1、關于空氣源熱泵能耗評價問題 為了評價和比較熱泵機組與其它冷暖設備的能耗，大約有30篇論文涉及此問題。介紹了適用于熱泵機組能耗分析的理論與軟件，根據(jù)空調冷負荷、室外干球溫度、熱泵出水溫度等參數(shù)，采用溫頻數(shù)法，求解熱泵供冷全年能耗。在求解熱泵冬季能耗時，除考慮空調熱負荷、熱泵出水溫度、室外干球溫度外，還把室外相對濕度（即溫濕頻數(shù)）考慮到熱泵供熱性能中，軟件經(jīng)工程實例計算，與實際耗能量有較好的吻合，為能耗評價提供了一種方法。  2、風冷熱泵機組的選用 目前設計選用風冷熱泵冷熱水機組，常根據(jù)計算得到的冷熱負荷，考慮同時使用系數(shù)及冷（熱）量損耗系數(shù)后，按機組銘牌標定值選擇機組臺數(shù)。由于空氣源熱泵機組的產(chǎn)冷（熱）量隨室外參數(shù)的改變而變化，這種選擇方法可能造成機組選得過大，造成浪費；或者選得過小，使供冷（熱）量不足，達不到使用要求。為此建議采用空調的逐時冷熱負荷和熱泵機組的供熱供冷能力的逐時變化曲線對照選擇，會得到比較滿意的結果。     熱泵是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。通常用于熱泵裝置的低溫熱源是我們周圍的介質——空氣、河水、海水，或者是從工業(yè)生產(chǎn)設備中排出助工質，這些工質常與周圍介質具有相接近的溫度。熱泵裝置的工作原理與壓縮式制冷機是一致的；在小型空調器中，為了充分發(fā)揮它的效能，在夏季空調降溫或在冬季取暖，都是使用同一套設備來完成的。在冬季取暖時，將空溫器中的蒸發(fā)器與冷凝器通過一個換向閥來調換工作，     在夏季空調降溫時，按制冷工況運行，由壓縮機排出的高壓蒸汽，經(jīng)換向閥(又稱四通閥)進入冷凝器，制冷劑蒸汽被冷凝成液體，經(jīng)節(jié)流裝置進入蒸發(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)換向閥后被壓縮機吸入，這樣周而復始，實現(xiàn)制冷循環(huán)。在冬季取暖時，先將換向閥轉向熱泵工作位置，于是由壓縮機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)，制冷劑蒸汽冷凝時放出的潛熱，將室內(nèi)空氣加熱，達到室內(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”。     3、熱泵機組的噪聲治理     單臺或多臺熱泵機組的噪聲治理。分析風冷熱泵機組的噪聲傳播特性，結合熱泵機組的噪聲治理工程實例，介紹了封閉式隔聲消聲裝置的設計方法、設計要點和治理效果。     由于風冷式熱泵的操作、管理及維修比較方使，具有制冷制熱的雙重功能，機組的散熱又不需要冷卻塔，因此，應用越來越多。但熱泵機組的噪聲易對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，近幾年上海等地發(fā)生熱泵噪聲擾民的事件增多，已成為近期城市中一類帶有普遍性的固定源噪聲污染問題。因此了解單臺或多臺熱泵的噪聲傳播特性，探討熱泵機組群噪聲防治的方法，具有一定的普遍現(xiàn)實意義。    從熱泵機組的噪聲源、噪聲特性、熱泵機組的噪聲治理實例、噪聲控制及治理的技術角度看，熱泵機組噪聲治理工程實例有一定的推廣價值和意義，在較好地解決了熱泵機組通風散熱、進排風問題、確保熱泵正常運行的前提下，采用全封閉的隔聲消聲裝置，把熱泵的A聲級噪聲降低20 dB左右，為在某些特殊場合把熱泵噪聲降低至需要的程度的噪聲治理工程設計提供了一個可以借鑒的成功實例，尤其是在熱泵的排風余壓較低或不了解具體的余壓時，在設計隔聲消聲裝置的進風排風系統(tǒng)時可以有一個具體的計算依據(jù)。 空氣源熱泵在運行中，蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質，工質蒸氣經(jīng)壓縮機壓縮后壓力和溫度上升，高溫蒸氣通過永久黏結在貯水箱外表面的特制環(huán)形管冷凝器冷凝成液體時，釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水。冷凝后的傳熱工質通過膨脹閥返回到蒸發(fā)器，然后再被蒸發(fā)，如此循環(huán)往復。  總之，熱泵機組由于其具有節(jié)能、環(huán)保及冷暖聯(lián)供等優(yōu)點，肯定會在國內(nèi)被廣泛應用，我們要大力發(fā)展此類技術。