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低温环境下空气源热泵的应用分析

低温环境下空气源热泵的应用分析

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  • 发布时间:2021-07-10
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【概要描述】空气源热泵是一种新型的节能减排环保装置,其以少量的高位电能作为驱动,提升空气中的低位热能为高位热能,利用空气中的能量,具有节能减排、高效无污染的特点。但在低温环境下空气源热泵工作性能缺乏稳定性,制热效率不高,这对空气源热泵的进一步推广带来了较大的阻碍。文中从空气源热泵及其特点入手,分析了低温环境下空气源热泵的应用。

低温环境下空气源热泵的应用分析

【概要描述】空气源热泵是一种新型的节能减排环保装置,其以少量的高位电能作为驱动,提升空气中的低位热能为高位热能,利用空气中的能量,具有节能减排、高效无污染的特点。但在低温环境下空气源热泵工作性能缺乏稳定性,制热效率不高,这对空气源热泵的进一步推广带来了较大的阻碍。文中从空气源热泵及其特点入手,分析了低温环境下空气源热泵的应用。

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空气源热泵是一种新型的节能减排环保装置,其以少量的高位电能作为驱动,提升空气中的低位热能为高位热能,利用空气中的能量,具有节能减排、高效无污染的特点。但在低温环境下空气源热泵工作性能缺乏稳定性,制热效率不高,这对空气源热泵的进一步推广带来了较大的阻碍。文中从空气源热泵及其特点入手,分析了低温环境下空气源热泵的应用。

1、空气源热泵及其特点

由于热泵属于节能装置,能够将低位热能转换为高位热能,达到节约不可再生能源的目的。空气源热泵以空气作为低温热源,在运行中需要消耗一定的电能来保证为用户提供热能。作为高效节能装置,空气源热泵具有较多的优点。其以空气作为热源,不仅能够迅速补充,而且不受地理条件限制。利用空气源热泵吸收空气中的热量,并将其转化为高温热能,将水加热到供暖需要的温度。在将空气热能转换为高位热能时需要消耗少量的电能,相较于其他供热设备,其输出能量与输入电能之比具有较强的优势。在空气源热泵系统运行过程中,不存在传统的热水系统运行中危险,热水通过高温冷媒与水进行交换,实现电水物理上的分离,其热水系统具有较高的安全性和可靠性。而且空气源热泵使用范围十分广泛,使用寿命较长,维护费用不高,能够实现智能化控制,运行十分稳定。

在实际空气源热泵应用过程中也存在显著的缺点。其在我国部分地区应用时存在结霜问题,在夏热冬冷地区应用时,由于空气湿度大,冬季室外温度低,当室外换热器表面温度低于周围空气露点温度时,换热器表面则会出现结霜情况,从而影响传热效果,严重时还会出现停机情况。而且在结霜状态下,热泵制热性能系数和可靠性都会下降。在空气源热泵运行中,由于空气比热容较小,要想获得所需要的热量,则需要较多的空气量,在加大风机风量过程中,空气源热泵装置噪声也会较大。

2、低温环境下空气源热泵的应用

2.1、限制因素

在低温环境下应用空气源热泵过程中,当室外温度下降时,建筑物热负荷也会不断变大,空气源热泵的制热量则会减少。这主要是由于室外温度下降过程中,空气中含有的热量会减少,空气源热泵需要更多的空气量才能满足运行要求,在压缩比增大的情况下,压缩机容积效率则会下降,因此在低温状态下空气源热泵单位质量供热量则会减少。这也导致在低温环境下空气源热泵机组供热量会出现不足的情况。同时在室外低温环境下,压缩机排气温度会处于较高水平,这必然也会对机组的正常运行带来较大的影响。低温工况下,吸气管回油困难,在气液分离器内会积存大量的润滑油,而且低温下润滑油会更粘稠,润滑效果下降,从而导致失油问题发生,影响空气源热泵的正常运行。另外,随着蒸发温度的不断下降,制冷剂质量流量也会越来越少,压缩机会出现冷却不足问题,导致电机过热,严重时还会出现电机被烧毁的情况。

2.2、解决方法

针对于低温环境下空气源热泵稳定可靠的运行的诸多限制性因素,可以利用双级耦合热泵,即通过空气源热泵冷热水机组来进行低温水制备,并利用水环路将低温水送至室内各个热泵机组中,空气热泵从水中汲取热量,实现对室内空气的加热,达到供暖的目的。也可能利用单双级混合式热泵供暖系统,其在室外温度适宜情况下进行单级运行,只有在室外温度过低时才按双级运行,具有较好的节能和环保效果。在该系统中,利用水循环将两套单级压缩热泵系统有效的联系起来,组合成为一个新的双级耦合热泵系统,热量在输送和转换过程中损失率较低,同时还使用户节省了供暖设备,具有更好的节能性和经济性,能耗片地较低水平,与时代发展的需求相符合。

低温环境下普遍存在采暖期长的问题,利用空气源热泵可以有效的实现不可再生资源的节约,减少对环境的污染,具有较好的节能、环保效果。因此需要加大对空气源热泵在低温环境下应用的研究力度,通过应用适宜低温环境下运行的空气源热泵,保证系统运行的稳定性和可靠性,实现能源的节约。


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