熱泵技術(shù)論文范文

　　熱泵是一反向使用的制冷機，與制冷機所不同的只是工作的溫度范圍。下面是學習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、特點和設(shè)計。

　　關(guān)鍵詞:熱泵; 新能源; 冷熱源

　　中圖分類號：TK52文獻標識碼：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，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(fù)始，實現(xiàn)制冷循環(huán)。在冬季取暖時，先將換向閥轉(zhuǎn)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”。

　　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：

　　如達到相同供水效果，資金投入熱泵熱水機組比常規(guī)太陽能產(chǎn)品少，并且可以使用經(jīng)濟電能，在用電低谷時制熱水儲備。

　　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、從運行成本方面：

　　常規(guī)太陽能在太陽直射下，幾乎零成本運行，可惜在陰雨雪天或夜晚只能依靠輔助系統(tǒng)工作，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，正常使用時，常規(guī)太陽能輔助系統(tǒng)全年耗電能比熱泵機組全年總耗電能要高。

　　4、其它功能方面：

　　熱泵機組使用不受地點限制，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;熱泵機組在制熱水的同時可產(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

　　3.1熱泵負荷包括熱泵冷負荷和熱泵熱負荷。

　　熱泵冷(熱)負荷指為室內(nèi)的空氣參數(shù)維持在設(shè)計參數(shù)狀態(tài)，單位時間內(nèi)需向建筑提供的冷(熱)量。這是一個受室內(nèi)設(shè)計參數(shù)、室內(nèi)人員、設(shè)備等散熱、散濕量、圍護結(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)、太陽輻射強度等諸多因素影響的變量。

　　熱泵負荷的計算應(yīng)包括熱泵設(shè)計計算負荷的確定和各時段負荷的分析。其次，設(shè)備的容量必須滿足熱泵設(shè)計計算冷(熱)負荷的要求，另外設(shè)備的配置應(yīng)適應(yīng)熱泵負荷變化的特點。在以空氣源熱泵冷熱水機組為冷源的熱泵系統(tǒng)設(shè)計中熱泵機組的容量既要考慮到大樓各部分的同時使用系數(shù)，還應(yīng)考慮到熱泵的實際制冷量、實際供熱量會因設(shè)備間距限制等原因造成通風不暢，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，故所選擇的熱泵機組尚應(yīng)考慮安全系數(shù)。確定機組冬季時的實際制熱量由公式來表示：

　　Q=q・K1・K2。

　　式中，Q――熱泵機組實際制熱量KW

　　q――機組名義制熱量，KW

　　K1――使用地區(qū)的室外空調(diào)計算干球溫度的修正系數(shù)，按產(chǎn)品樣本選取;

　　K2――機組融霜修正系數(shù)，每小時融霜一次取0.9，兩次取0.8。

　　另外，熱泵機組既要滿足系統(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)計計算熱負荷約為夏季熱泵設(shè)計計算冷負荷的70-85%。一般情況下，按夏季負荷選定的熱泵，能滿足冬季供暖的要求。

　　3.2 機組類型與臺數(shù)的確定

　　熱泵型冷熱水機組根據(jù)壓縮機的不同可分為渦旋式熱泵機組、往復(fù)式熱泵機組和螺桿式熱泵機組，按機組結(jié)構(gòu)大小、組合規(guī)模不同，熱泵機組可分為整體式熱泵機組和模塊式熱泵機組。模塊式熱泵機組由于各單元組合靈活，各單元尺寸小，重量輕，故具有運輸?shù)跹b、安裝方便等優(yōu)點。如工程較大，模塊式熱泵機組會由于制冷單元數(shù)量較多，而存在故障點多、維護量大的可能，額定工況下的效率也略低于整體機組。在選擇整體式熱泵機組時，應(yīng)考慮到熱泵系統(tǒng)負荷變化的特點和設(shè)備間的互備性，考慮到冬季熱泵化霜時盡可能減少對水溫的影響。一般一個熱泵系統(tǒng)的熱泵臺數(shù)不宜低于2-3臺，每個熱泵系統(tǒng)的配置的熱泵機組的總的制冷回路數(shù)不宜少于4-6個。當然，熱泵的臺數(shù)還應(yīng)考慮大樓功能、用戶單元劃分、計量、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。考慮到吊裝及日后更換等原因，熱泵被較多的置于裙樓頂。當熱泵置于裙樓頂時，要評估其對主樓及周圍環(huán)境的影響，較大的熱泵機組，單機噪音在75~85db(A)左右。有必要時可加隔音屏等。布置于窗臺的熱泵往往是每層要求獨立配置、單獨計量的場所，只限于較小容量的熱泵，宜采用側(cè)進風側(cè)排風的形式。比較理想的方法還是將熱泵機組置于塔樓頂，以使熱泵有良好的通風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。熱泵機組宜采用彈簧減振器隔振，減振器型號及布置點經(jīng)計算確定。熱泵靠女兒墻及主樓的距離大于3m，熱泵間距不宜小于3m，有條件時距離應(yīng)加大。熱泵的布置除考慮對周圍影響小，通風好外，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熱泵的運行

　　化霜是熱泵機組不得于而為之的動作，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組改進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行管理中，管理人員根據(jù)氣候特點，隨時根據(jù)氣候的變化調(diào)整化霜間隙及化霜時間可明顯提高熱泵機組的供熱效率，減少能源浪費。

　　結(jié)束語

　　熱泵空調(diào)系統(tǒng)運用面廣量大，節(jié)能的空間很大，可節(jié)省巨大能源，具有顯著的經(jīng)濟效益、節(jié)能效益、環(huán)境效益和社會效益。

　　參考文獻

　　[1]陸耀慶.實用供熱空調(diào)設(shè)計手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

　　[2]蔣能照.空調(diào)用熱泵技術(shù)及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，1997.

　　[3]潘云剛.高層民用建筑空調(diào)設(shè)計[M]北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.

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