熱泵技術論文範文

　　熱泵是一反向使用的製冷機，與製冷機所不同的只是工作的溫度範圍。下面是小編為大家整理的，希望你們喜歡。

　　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、旅遊賓館、寫字樓、商業建築及綜合體越來越多，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裝置，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

　　熱泵技術是基於逆卡諾迴圈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，按製冷工況執行，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，製冷劑蒸汽被冷凝成液體，經節流裝置進入蒸發器，並在蒸發器中吸熱，將室內空氣冷卻，蒸發後的製冷劑蒸汽，經換向閥後被壓縮機吸入，這樣周而復始，實現製冷迴圈。在冬季取暖時，先將換向閥轉向熱泵工作位置，於是由壓縮機排出的高壓制冷劑蒸汽，經換向閥後流入室內蒸發器***作冷凝器用***，製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，冷凝後的液態製冷劑，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，蒸發後的蒸汽經過換向閥後被壓縮機吸入，完成制熱迴圈。這樣，將外界空氣***或迴圈水***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，並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、從執行成本方面：

　　常規太陽能在太陽直射下，幾乎零成本執行，可惜在陰雨雪天或夜晚只能依靠輔助系統工作，統計資料顯示，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，而且佔地空間很小，而常規太陽能要達到同等供熱效果則需佔用很大空間，還必須露天擺放;熱泵機組在制熱水的同時可產生冷氣，可用於除溼、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引數維持在設計引數狀態，單位時間內需向建築提供的冷***熱***量。這是一個受室內設計引數、室內人員、裝置等散熱、散溼量、圍護結構性質、室外空氣環境引數***包括溫度溼度、氣流速度等***、太陽輻射強度等諸多因素影響的變數。

　　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，裝置的容量必須滿足熱泵設計計算冷***熱***負荷的要求，另外裝置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係數，還應考慮到熱泵的實際製冷量、實際供熱量會因裝置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、裝置衰減等因素的影響，故所選擇的熱泵機組尚應考慮安全係數。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乾球溫度的修正係數，按產品樣本選取;

　　K2――機組融霜修正係數，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製冷量，額定供熱量的引數不盡相同，與各地區熱泵室外設計引數不一定一致。對於一般辦公、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 機組型別與臺數的確定

　　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組式熱泵機組。模組式熱泵機組由於各單元組合靈活，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，模組式熱泵機組會由於製冷單元數量較多，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於整體機組。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裝置間的互備性，考慮到冬季熱泵化霜時儘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於2-3臺，每個熱泵系統的配置的熱泵機組的總的製冷迴路數不宜少於4-6個。當然，熱泵的臺數還應考慮大樓功能、使用者單元劃分、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，一是置於裙樓頂，二是置於塔樓頂，三是置於窗臺。考慮到吊裝及日後更換等原因，熱泵被較多的置於裙樓頂。當熱泵置於裙樓頂時，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。佈置於窗臺的熱泵往往是每層要求獨立配置、單獨計量的場所，只限於較小容量的熱泵，宜採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於塔樓頂，以使熱泵有良好的通風條件並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佈置，不得緊貼住宅***客房***上面或下面佈置熱泵及水泵。熱泵機組宜採用彈簧減振器隔振，減振器型號及佈置點經計算確定。熱泵靠女兒牆及主樓的距離大於3m，熱泵間距不宜小於3m，有條件時距離應加大。熱泵的佈置除考慮對周圍影響小，通風好外，還應考慮管線佈置、裝置吊裝及以後的更換等因素，有條件時留出1~2臺熱泵位置，為裝置安裝及更換考慮足夠的荷載條件。

　　3.4熱泵的執行

　　化霜是熱泵機組不得於而為之的動作，化霜期間不但不供熱，反而製冷，對供熱效率影響明顯。改善化霜控制方式，提高智慧化化霜控制的精確性是熱泵機組改進效能的重要課題之一。在採用非智慧化霜控制器的熱泵的執行管理中，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：中國建築工業出版社，2007.

　　[2]蔣能照.空呼叫熱泵技術及應用[M].北京：機械工業出版社，1997.

　　[3]潘雲剛.高層民用建築空調設計[M]北京：中國建築工業出版社，1999.

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