两种自然冷源过冷对热泵制热性能影响的对比
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空气源热泵在冬天超低温下环境下的难点针对空气源热泵来讲,除了具备诸多优势以外,仍具有许多缺陷及尚需克服的难题。
空气源热泵的性能受户外气候条件变化影响较大,伴随着户外环境的恶化而恶化。
大家都知道,超低温空气源热泵机组样本(或铭牌)上给出的冬天制热量能效比(不加说明),一般指标准工况(名义工况)下的制热量、能效比(干球温度7℃,湿球温度6℃,)冷热水热泵机组名义工况的最低制冷性能系数额定制冷量>50kW,COP不应小于2.6。
标准工况能效比测试数据:1、上述热水工况参数在环境温度20℃,水温从15℃升到55℃测定。
2、制冷工况参数在进水温度12℃,出水温度7℃,户外环境温度35℃测定。
3、制热工况参数在进水温度40℃,出水温度45℃,户外(环境温度)干球温度7℃测定。
因此,在夏热冬冷地域,鉴于超低温热泵冬天供暖时的户外空气温度最低达到-20℃,但目前空气源热泵空气能热泵机组样本(或铭牌)上给出的冬天制热量干球温度7℃,湿球温度6℃。
冬天当环境温度小于-10℃,在实际运行时,空气源热泵空气能热泵机组冬天运行制热量具有衰减,造成空气源热泵空气能热泵机组冬天运行制热量衰减现象的原因有两个:1、当室外温度小于7℃时,一方面室外侧换热器表面结霜会增大换热热阻,减小单位时间内的换热量;与此同时,为了除去盘管上的霜层,空气能热泵机组不得不作周期性的短暂换向运行,由制热工况改为制冷工况。
这必然导致空气能热泵机组实际制热运行时间的减少,从而影响向室内提供的热量。
这一部分热量衰减得比较有限,大致为5%~7%,而且空气能热泵机组多在空气温度-5~7℃时出现结霜。
伴随着室外温度的降低,鉴于空气中含湿量的减小,结霜的概率不增反降。
2、简单的说,鉴于室外温度的降低,空气源热泵热水机组工作时吸取的是户外空气中的热量,提升后把它传递给用户侧的水,显而易见,气温越低,越不容易吸取和提升,高效率就越低。
直接导致热泵机组制热量的降低。
怎样保证空气源热泵空气能热泵机组冬天超低温下的高效率难题:1、事实上制热量能效比是随干球温度、湿球温度变化的。
1.空气源热泵:这种热泵在室外温度低于-15℃时会遇到性能下降的情况,而
在-25℃或更低的环境温度下可能会停止工作。
然而,有资料表明空气源热泵的最小运行温度可达零下30度,并且在低温环境下制热能效比常规机组高50%-80%,这意味着即使在非常低的温度下,它们仍然能够提供一定的制热效果。
2.水系统热泵(也称为水源热泵):这类热泵主要依赖于水源的温度,因此在
温度较低的地区更为适用。
水源热泵的使用温度范围通常在-10℃至35℃之间。
3.地源热泵:与水源热泵类似,地源热泵也利用地下温度作为能量来源。
它们
的适用温度范围略高于水源热泵,大约在-5℃至30℃之间。
风冷热泵 VS 水冷热泵风冷机组:用风(空气)来换热带走和吸取热量,来产生冷水和热水。
水冷机组:用水来冷却带走热量,来产生冷水。
一、经济技术比较风冷机组的初期投资要比水冷式机组的初期投资稍高,单位制冷耗电量也略高于水冷机组。
但风冷机组的年度综合费用与水冷机组基本持平或稍低。
冷水机组年运行时间越长,对风冷机组越有利,风冷机组与水冷机组相比较的初投资回收期则较短。
水冷机组冷却水补水量的多少是影响其费用的重要因素。
加强维护管理,减少水耗量是降低水冷机组费用的重要方面。
风冷机组适用于所处地域水源紧张的中、小系统;对年运行时数越长的制冷系统采用风冷制冷机组越有利;风冷制冷机组的年度综合费用低于水冷系统,但水冷系统若管理得体,补水量控制在3%以下,则风冷制冷机组较水冷制冷机组所增加的初期投资很难回收。
二、水冷热泵机组的特点1、应用范围广,造价较低。
2、技术最成熟,也是目前应用最广的空调系统。
3、冷、热源一般集中设置,运行及维修管理方便。
4、夏季制冷效率比较高,能效比高。
5、初期投资相对较低,无保温水管系统大幅度降低了材料费用。
6、噪音源的数量低于风冷机组。
7、对机房的要求不高,只需满足一般的通风换气要求即可。
8、机组使用寿命要大大高于风冷机组。
9、体积相对较小,占地面积少。
三、风冷热泵机组的特点1、节约水资源,环保,设备利用率高。
2、安装在室外,如屋顶、阳台等处,无需建造专用机房,不占有效建筑面积,节省土建投资。
3、夏季供冷、冬季供热,省去了锅炉房,对工程建设和景观设计有利。
4、省去了冷却水系统和冷却塔、冷却水泵、管网及其水处理设备,节省了这部分投资和运营费用。
5、冬季供热节电,热泵供热比用电直接供热要省三分之二左右的电量。
6、热泵的形式多种,采用低噪声热泵,对周围环境的影响相对较小。
7、安全保护和自动控制同时装于一个机体内,运行可靠,安装和使用方便。
8、运行时间越长就越有利,维修保养费用低。
四、机组应用的选择对于大型建筑中央空调系统的设计,并没有一个固定的特别模式,需要结合当时当地的客观条件予以综合考虑,无论采用何种设备形式都必须要与建筑、结构以及其它相关的机电专业积极配合。
风冷热泵和空气源热泵有哪些不同之处?目前市场上热泵产品有很多,但是各有区别,今天,为大家介绍下风冷热泵冷热模块机和空气源热泵两联供机组的不同之处。
这两种热泵都具备采暖和制冷两种功能,但是二者并不完全相同。
近两年关注度比较高的空气源热泵采暖机组,与风冷热泵冷热模块及空气源热泵同样存在差异。
在本文中产品执行标准、设计工况、零部件选用三方面分析了三类产品的具体差异。
一、设计执行标准不一一般送三方测试时参考的标准,具体实际中厂家设计产品时由于考虑到可能使用散热器采暖,所以,空气源热泵采暖机组、空气源热泵两联供机组会在出水温度方面高于国标要求,达到55℃或更高,风冷热泵冷热模块机一般出水温度不会超过50℃,所以,它不能使用在散热器采暖的场所。
其实,对于空气源热泵两联供机组来说现在市场上一般会按使用区域不同分为低温机和常温机,低温机也参照GB/T25127.1或GB/T25127.2常温机参照表中所列。
二.设计工况的标准不一这三款产品从设计原理来说,都是遵循逆卡诺循环原理,空气源热泵采暖机组更强调的是低温采暖性能,为达到低温采暖性能,采用的技术有喷气增焓技术,也可采用压缩机变转速技术,也有采用二级压缩技术,甚至还有采用跨临界制冷循环的采暖技术。
所以,根据各公司的技术实例、成本控制能力和市场把控能力,决定采用哪种技术,以达到提升机组低温采暖性能和m/p。
而同理相对空气源热泵两联供机组、风冷热泵冷热模块机组这两个产品,由于使用区域和功能侧重点不同,一般采用一级逆卡诺循环原理或压缩机变转速技术,当然,根据各个公司的市场考量,为增加产品的竞争力,也会采用空气源热泵采暖机组的技术。
但所有的机组都是遵循蒸气压缩的逆卡诺循环原理。
随着市场的不断成熟,从概念上和技术上这三个产品都会不断融合,只不过,仍然会按使用地区来分为低温机和常温机两种。
从设计工况来看,空气源热泵采暖机组更加强调的是采暖,采暖的特性就是要体现在低温环境下机组的采暖效果和采暖节能性上的明显体现,其体现主要是横向对比,相对于燃气锅炉、煤锅炉、电采暖等的优势,所以从设计的参照标准来说,就采用了GB/T25127.1或GB/T25127.2的标准,并特别取-12℃的环境温度去要求和标称;另外两个产品,在使用的广域度上来说,较采暖机要大些,主要体现在两者都采用了GB/T18430.1-2007或GB/T18430.2-2008标准(当然也可采用GB/T25127.1或GB/T25127.2标准),这两个产品更多考虑的是制冷的性能,并且兼顾制热。
能源是人类和社会生存发展的重要资源,但是随着人类社会的不断发展以及人民生活水平的不断提高,能源需求量不断增大,由此导致的能源消耗和环境污染问题也日益严重,节约能源和保护环境已经成为人类不可推卸的责任。
空气源热泵是一种以逆卡诺循环为工作原理,把丰富的空气作为低温热源,通过电能的驱动,将空气中大量的低温热能转变为高温热能的装置。
近些年来,空气源热泵技术以其高效节能、安装方便、环保无污染的特点,有效的解决了在冬季我国北方以燃煤为供暖模式所带来的负面影响,缓解了我国资源紧张的局面,成为热泵技术中应用最为广泛的一种。
但是,在室外温度较低的情况下,空气源热泵系统并不能高效安全的运行,成为了空气源热泵系统在寒冷地区应用的制约因素。
本文对空气源热泵系统进行了简单介绍,指出在寒冷地区空气源热泵系统容易出现的问题,综合国内外专家学者的研究成果,对不同的改善措施进行分析,希望能对空气源热泵技术的发展起到积极作用。
1 空气源热泵系统热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置,也是全世界倍受关注的新能源技术。
它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备—“ 泵”,热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,然后再向人们提供可被利用的高品位热能。
空气源热泵作为热泵技术的一种,有“ 大自然能量的搬运工” 的美誉,利用蒸汽压缩制冷循环工作原理,以无处不在的空气中的能量作为主要动力,通过少量电能驱动压缩机运转,实现能量的转移,满足用户对生活热水、地暖或空调等需求。
空气源热泵系统不需要复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房,它能够逐步减少传统采暖方式给大气环境带来的大量污染物排放,保证采暖功效的同时实现节能环保的目的。
空气源热泵系统通常由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀 4 部分构成,通过让工质不断完成蒸发→ 压缩→ 冷凝→节流→ 再蒸发的热力循环过程,从而实现热量的转移.在制热时,液态制冷剂在空气换热器中汽化,吸收空气中的热量,低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变为高温高压气体送至水换热器。
56FLUID MACHINERY Vol. 45, No. 3,2017文章编号:1005 -0329(2017)03 -0056 -05^c c c c c c c c c c^制冷空调!!低温环境下运行参数对两级压缩空气源热泵性能的影响陈孚江S张云S姜钦青2,黄丹丹2,吴沁雨2(1.常州大学,江苏常州213016;2.江西省建筑科学研究院,江西南昌330077)摘要:基于R134a压焓图和Cleland计算模型,分析了低温环境下运行参数对两级压缩一次节流中间不完全冷却空 气源热泵系统性能的影响。
结果表明:冷凝温度和蒸发温度是影响系统CO P的主要因素,且蒸发温度影响更大;冷凝器 出口处过冷度对系统COP和低压级制冷剂流量的影响较小,高压级制冷剂流量随过冷度的增加而减少,且减少幅度随 蒸发温度和冷凝温度的升高而逐渐增大;系统蒸发器出口处过热度几乎不影响COP;高压级压缩机的排气温度随蒸发器 出口处的过热度增加而增大;而高、低压级制冷剂流量随蒸发器出口处过热度的增加而降低,且降低幅度随蒸发温度的 降低逐渐降低,但基本不受冷凝温度的影响。
关键词:空气源热泵;两级压缩;过热度;过冷度;COP中图分类号:TH45;TB651;TB61 文献标志码:A doi : 10. 3969/j. issn. 1005 -0329. 2017. 03. 012 Influence of Operating Parameters on Performance of Two-stage Compression AirSource Heat Pump System at Low TemperatureCHEN Fu-jiang1,ZHANG Yun1,JIANG Qin-qing2,HUANG Dan-dan2,WU Qin-yu2(1. Changzhou University,Changzhou 213016,China;2. Jiangxi Research Institute of Building Sciences,Nanchang 330077,China) Abstract:Based on the pressure enthalpy diagram of R134a and the Cleland calculation model, the effect of operating parameters on the performance of two-stage-primary-throttle-incomplete-cooling-air source heat pump system in low temperature environment is analyzed. The results show that both condensing temperature and evaporating temperature are the main factors influencing the system COP,among them,the evaporation temperature has great impact. Also,the sub-cooling degree at the condenser outlet slightly impacts both the COP and the refrigerant flow rate at low pressure level, and the refrigerant flow rate at high pressure level decreases with the growth of the sub-cooling degree,and the decay rate increases gradually with the increasing evaporation and condensation temperatures. Furthermore,the COP seldom varies with the super-heat degree at the outlet of evaporator,and the condenser exhaust temperature at high pressure level increases with the rising super-heat degree at the outlet of evaporator. Furthermore, the refrigerant flow rate at low and high pressure level both reduces with the increasing super-heat degree at the outlet of evaporator, meanwhile, the gradient decreases with the reducing evaporation temperature, yet they are not influenced by the condensation temperature.Key words:air-source heat pump;two-stage compression;super-heat degree;sub-cooling degree;COPi前言空气源热泵是一种高效节能装置,通过消耗 少量高品质能量来满足冬季生活热水供应或供暖要求。
外界温度对空气源热泵的影响与改进发布时间:2021-08-19T15:07:29.993Z 来源:《建筑实践》2021年11期作者:杜军[导读] 在本文根据空气调节用制冷技术对空气源热泵系统的工作原理与节能性进行介绍,再对极端温度天气空气源热泵系统工作效率下降问题提出一些解决方案。
杜军浙江创能新能源股份有限公司浙江海盐 314300摘要:现如今,我国的市场经济在快速发展,社会在不断进步,空气源热泵可以通过运用较低的能耗,将空气中低品位热能转化提供给高温热源,而空气作为低温热源取之不尽用之不竭,对环境的影响小,是目前非常受欢迎的节能装置。
但是在一些冬季温度过低与夏季温度过高的地区,空气源热泵也存在着启动困难与能耗增加的问题。
在本文根据空气调节用制冷技术对空气源热泵系统的工作原理与节能性进行介绍,再对极端温度天气空气源热泵系统工作效率下降问题提出一些解决方案。
关键词:空气源热泵;节能环保;供热系数;双级压缩引言清洁供暖是我国大气污染防治工作的重要组成部分,为充分实现供暖技术的清洁性,充分引导各地的供暖方式向低能耗、低排放的方向发展。
北方农村既有取暖方式主要以污染高的散煤燃烧为主,在浪费大量化石能源的同时,还造成严重的室内外空气污染,故在北方农村推进清洁取暖对降低取暖能耗节约资源有积极影响。
近年来,空气源热泵系统作为可再生能源,是目前建筑节能领域重要的供暖形式,太阳能集热系统可全年使用。
如果将二者系统耦合供热,可提高能源利用率,弥补不足。
因此,将太阳能耦合空气源热泵系统作为最佳耦合系统的研宄具有十分重要的意义。
1补气增焓空气源热泵系统补气增焓系统是将冷凝器出口的高压制冷剂液体分为补气回路和主回路两部分,补气回路的制冷剂经过中冷器(或闪发器)成为低温气体进入压缩机。
在外界环境温度较低时,与传统单级压缩系统相比,补气增焓系统的制热量和COP更高。
在热泵制热领域的应用研究方面,对补气增焓系统的运行特性进行了数值模拟和实验,验证得出:补气能够有效降低压缩机排气温度,提高制热量,在相对补气量最佳时系统制热量可以提高33%,能效提高31%。
水源热泵制热效果不好的原因
水源热泵是一种利用地下水或湖泊、河流等水源进行制热的设备,但它的制热效果并不总是理想的。
下面将从几个方面探讨水源热泵制热效果不好的原因。
水源热泵制热效果不好的一个原因是水源温度不稳定。
由于自然环境的变化以及季节变化的影响,水源的温度会有所波动。
在冬季,水源的温度可能会下降,导致水源热泵需要更多的能量来加热。
而在夏季,水源的温度可能会升高,使得水源热泵的制热效果下降。
这种温度波动使得水源热泵的制热效果无法稳定,影响了室内的温度调节。
水源热泵制热效果不好的另一个原因是管道传热损失。
水源热泵需要通过管道将热能传输到室内,但在这个过程中会有一定的传热损失。
管道的材质、管道的长度以及管道的绝缘情况都会对传热效果产生影响。
如果管道的绝缘不好或者管道过长,会导致热能在传输过程中的损失增加,从而影响水源热泵的制热效果。
水源热泵制热效果不好的原因还包括设备质量和维护问题。
水源热泵作为一种复杂的设备,其制热效果受到设备质量的影响。
如果设备本身存在质量问题,如故障频发、制冷剂泄漏等,都会影响水源热泵的制热效果。
同时,水源热泵的维护也非常重要,定期的检查和保养可以确保设备的正常运行,提高制热效果。
水源热泵制热效果不好的原因包括水源温度的不稳定、管道传热损失以及设备质量和维护问题。
为了提高水源热泵的制热效果,可以采取一些措施,如增加水源温度的稳定性、优化管道的设计和绝缘,以及加强设备的质量管理和维护等。
只有在这些问题得到有效解决的情况下,水源热泵才能发挥出更好的制热效果,为人们提供舒适的室内温度。
散热器的风力供暖和自然对流供暖比较随着冬季的来临,人们开始关注家庭取暖的问题。
在取暖设备中,散热器是一种常见且受欢迎的选择。
在散热器的使用过程中,风力供暖和自然对流供暖是两种常见的方式。
本文将对它们进行比较,帮助读者了解两者的特点和适用场景。
风力供暖是通过散热器内部的风扇将空气加热后吹出,使空气形成循环流动,从而达到取暖的目的。
相比之下,自然对流供暖是依靠热空气的升温和下沉,形成自然的对流循环,将热量传递至整个空间。
首先,从效果上来看,风力供暖能够迅速、均匀地散发热量。
由于风扇的作用,散热器能够将空气热量快速传送到室内,使室内温度迅速升高。
而对于自然对流供暖,热空气的升温和下沉相对缓慢,因此花费的时间更长,效果略逊于风力供暖。
其次,从噪音上来看,风力供暖通常会产生较高的噪音。
由于内部风扇的运转,会伴随着风力供暖设备发出的嗡嗡声,给人带来一定的噪音干扰。
而自然对流供暖没有机械零件,因此没有噪音产生,能够提供更为安静的取暖环境。
另外,从能耗角度来看,风力供暖的能耗较高。
风扇的使用需要额外的电力支持,因此能耗会相对较高。
而自然对流供暖不需要额外能源的消耗,只需依靠自然对流的原理来进行取暖,从能耗角度来看,自然对流供暖更加节能。
从安全性上来看,风力供暖相对较安全。
散热器内置的温控保护装置,能够在达到一定温度时自动停止加热,防止过热造成的安全隐患。
而自然对流供暖在安全性方面没有太多的特殊考虑,因此在安全性上相对较弱。
此外,从使用场景来看,风力供暖适合于整体取暖。
无论是家庭、办公室还是商业场所,只要需要迅速提高室内温度,风力供暖都能够快速起效。
而自然对流供暖更适合于长时间持续取暖的场合,如家庭起居区、会议室等。
综上所述,散热器的风力供暖和自然对流供暖各有其优势。
风力供暖具有快速、均匀的取暖效果,但噪音较大、能耗较高。
自然对流供暖具有安静、节能的特点,但起效较慢。
因此,在选择时应根据实际需求和使用场景进行综合考虑,找到最适合的取暖方式。