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超低温空气能热泵的原理

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超低温空气能热泵的原理

发布日期:2017-08-03 作者:超低温空气能 点击:

    热泵作为一种节能技术受到了世界各国的普遍重视,而空气源热泵可从环境大气中吸取丰富的低品位能量,使用方便,安装费用较低,因此空气源热泵成为热泵诸多型式中应用最为广泛的一种。但是,空气源热泵的应用范围受到气候条件的约束。随着室外温度的降低,用户的需热量不断增加。当室外气温很低时,空气源热泵的制热量不能满足用户采暖要求。同时,随着压缩机压力比的增加,其COP急剧下降,排气温度迅速升高,从而导致压缩机不能正常运行甚至损坏。国内外学者针对这样的问题提出了不同的解决方案。本文列出了一些低温空气源热泵的研究成果并做出分析比较。对更好地促进空气源热泵技术的发展具有积极意义。

    在室外温度为-30℃,冷凝温度为60℃的工况下,采用专为低温制冷设计的压缩机的单级热泵系统仍然可以稳定运行。这种压缩机主要采用R507、R404为工质,在大压缩比下仍可稳定运行,不会因过热而停机。但是相对其他低温热泵系统来说,它的COP相对较低。同时,由于压缩机专为低蒸发压力工况设计,在较高室外气温下其性能降低。随着室外温度的升高,系统的制热量逐渐增加,但是室内采暖热负荷减小,这使得热泵系统运行时间短,从而降低系统运行效率。单级低温热泵系统可以综合变频技术、并联压缩机或可替换压缩机方式、蓄热系统,但是这样会增加单级系统的投资,从而丢掉了其最大的优点——低廉的安装费用。

    超低温空气能热泵机组由蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀四大主要部件构成封闭系统,其内充注有适量的工质。机组运行基本原理依据是逆卡循环原理:液态工质首先在蒸发器内吸收空气中的热量而蒸发形成蒸汽(汽化),汽化潜热即为所回收热量,而后经压缩机压缩成高温高压气体,进入冷凝器内冷凝成液态(液化)把吸收的热量发给需要的加热的水中,液态工质经膨胀阀降压膨胀后重新回到膨胀阀内,吸收热量蒸发而完成一个循环,如此往复,不断吸收低温源的热而输出所加热的水中,直接达到预定温度。

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