熱泵技術論文范文

熱泵技術論文范文

　　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論文范文，希望你們喜歡。

　　熱泵技術論文范文篇一

　　淺談熱泵技術

　　摘要: 隨著中國經濟的快速發展，國內民用住宅、旅游賓館、寫字樓、商業建筑及綜合體越來越多，使空調能耗激增，空調耗電已日漸成為能耗大戶，合理配置空調系統的冷熱源對節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、特點和設計。

　　關鍵詞: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

　　熱泵技術是基于逆卡諾循環原理建立起來的一種節能、環保制熱技術。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，經節流裝置進入蒸發器，并在蒸發器中吸熱，將室內空氣冷卻，蒸發后的制冷劑蒸汽，經換向閥后被壓縮機吸入，這樣周而復始，實現制冷循環。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，經換向閥后流入室內蒸發器(作冷凝器用)，制冷劑蒸汽冷凝時放出的潛熱，將室內空氣加熱，達到室內取暖目的，冷凝后的液態制冷劑，從反向流過節流裝置進入冷凝器(作蒸發器用)，吸收外界熱量而蒸發，蒸發后的蒸汽經過換向閥后被壓縮機吸入，完成制熱循環。這樣，將外界空氣(或循環水)中的熱量“泵”入溫度較高的室內，故稱為“熱泵”。

　　根據熱源不同，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太陽能產品少，并且可以使用經濟電能，在用電低谷時制熱水儲備。

　　2、從使用方面：

　　常規太陽能產品受天氣影響明顯，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工作，統計數據顯示，正常使用時，常規太陽能輔助系統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)負荷指為室內的空氣參數維持在設計參數狀態，單位時間內需向建筑提供的冷(熱)量。這是一個受室內設計參數、室內人員、設備等散熱、散濕量、圍護結構性質、室外空氣環境參數(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。

　　熱泵負荷的計算應包括熱泵設計計算負荷的確定和各時段負荷的分析。其次，設備的容量必須滿足熱泵設計計算冷(熱)負荷的要求，另外設備的配置應適應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設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，還應考慮到熱泵的實際制冷量、實際供熱量會因設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、換熱器表面結垢、設備衰減等因素的影響，故所選擇的熱泵機組尚應考慮安全系數。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――使用地區的室外空調計算干球溫度的修正系數，按產品樣本選取;

　　K2――機組融霜修正系數，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夏季的供冷要求，又要滿足系統冬季的熱泵供暖要求。各不同供應商的熱泵機組的額定制冷量，額定供熱量的參數不盡相同，與各地區熱泵室外設計參數不一定一致。對于一般辦公、酒店為主的綜合樓，冬季熱泵供暖設計計算熱負荷約為夏季熱泵設計計算冷負荷的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 機組類型與臺數的確定

　　熱泵型冷熱水機組根據壓縮機的不同可分為渦旋式熱泵機組、往復式熱泵機組和螺桿式熱泵機組，按機組結構大小、組合規模不同，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，故具有運輸吊裝、安裝方便等優點。如工程較大，模塊式熱泵機組會由于制冷單元數量較多，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，應考慮到熱泵系統負荷變化的特點和設備間的互備性，考慮到冬季熱泵化霜時盡可能減少對水溫的影響。一般一個熱泵系統的熱泵臺數不宜低于2-3臺，每個熱泵系統的配置的熱泵機組的總的制冷回路數不宜少于4-6個。當然，熱泵的臺數還應考慮大樓功能、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，宜采用側進風側排風的形式。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，有條件時距離應加大。熱泵的布置除考慮對周圍影響小，通風好外，還應考慮管線布置、設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，管理人員根據氣候特點，隨時根據氣候的變化調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。

　　結束語

　　熱泵空調系統運用面廣量大，節能的空間很大，可節省巨大能源，具有顯著的經濟效益、節能效益、環境效益和社會效益。

　　參考文獻

　　[1]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2007.

　　[2]蔣能照.空調用熱泵技術及應用[M].北京：機械工業出版社，1997.

　　[3]潘云剛.高層民用建筑空調設計[M]北京：中國建筑工業出版社，1999.

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