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一目了然的空气源热泵原理

一目了然的空气源热泵原理 绿特国创潍坊节能科技有限公司
2021-04-01
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导读:一目了然的空气源热泵原理

什么是热泵?

热泵不是水泵,甚至不是泵,而是成套装置。热泵的英文名称heat pump,它有2个定义:

定义1:从低温热源吸热送往高温热源的循环设备。

定义2:以消耗一部分高品位能源(机械能、电能或高温热能)为补偿,使热能从低温热源向高温热源传递的装置。

 

让我们来回忆一下物理知识:

热力学第一定律:能量守恒定律。

热力学第二定律:热量可以自发地从温度高的物体传递到温度低的物体,但不可能自发地从温度低的物体传递到温度高的物体。

 

那热泵是不是违反热力学定律的怪物?热泵是不是永动机?

 

我们来看一下热泵的工作原理:

 


高压锅:大于1个大气压,水的沸点会超过100℃,换言之,在高压下,水蒸气会在超过100 ℃的情况下冷凝成液体!在2个大气压下,水的沸点是121 ℃!

低压锅:小于1个大气压下,水的沸点会低于100℃,换言之,在低压下,水会在低于100 ℃情况下蒸发成气体!在0.12个大气压下,水的沸点是50 ℃!

 

通过压缩机做功,使工质产生物理变相(气态--液态--气态),利用这一往复循环相变过程不断通过低压锅(蒸发器)吸热和高压锅(冷凝器)放热,由吸热装置吸取免费的热量,经过热交换器使冷水升温,制取的热水通过水循环系统送至用户,所以热泵并不违反热力学定律。

 

蒸汽机开启了第一次工业革命,世界进入到利用能源的新时代,其原理是卡诺循环,是利用热能转化为机械能的方式,能效永远低于1。

 

热泵则开启了节约能源的新时代。其原理是逆卡诺循环,利用机械能将低温热能转换为高温热能的方式,能效永远大于1,热泵是节约能源的最佳方式。

 

我们所熟知的各种能源形式的密度最高的是电力。

 

中国能源的最佳利用方式:


02

空气能热泵的优势



空气源有很多优势,最基本的就是安全,高效,无污染,方便

 

坊间有专家称,要称热泵为可再生能源,那么热泵的全年平均能效比就要大于2.7?

 

我们论证一下这句话对不对,目前中国的电力70%来自煤,从这点来讲,专家是对的,但是下面两个原因的热泵应用是非常值得推荐的:

 

1如果电力是来自水电,风电,太阳能风电等清洁能源,这时热泵的应用是非常环保的;

2如果采用的电力是电网中富余的电力,这个电力不用,相当于浪费,这时热泵应用这部分电力,可以起到很好的削峰平谷的作用。除上述日照时间很长的地区(如西藏,云南),在中国大多数地区热泵都比光热式太阳能更有优势,热泵是主角,同时投资热泵和太阳能没有经济性。

 

凡事皆有2面,热泵也不例外,那么热泵的缺点是什么呢?

 


03

空气能热泵的缺点


1低温性能下降

2结霜导致性能下降

有缺点不可怕,方法总比问题多,那么针对这2个缺点也有相应的应对措施。

 


04

如何克服空气能热泵的缺点


针对低温性能下降的应对措施有5点:

1更大的换热面积;

2变频技术;

3双级压缩技术;

4复叠压缩技术;

5喷气增焓焓技术。

 


针对第二个问题——结霜性能下降,则有4个解决方法:

1更大的换热面积-延缓结霜;

2合理的翅片换热器设计-延缓结霜;

3有效的化霜方法模式-缩短化霜时间;

4准确的化霜进入点和退出点-减少热损。

 


05

空气能热泵的前景



空气源热泵的应用其实很广泛,可以概括为2点:采暖,生活热水及工业用途。

关于空气源热泵的应用业绩专业人士也一个设想:舒适人居节能解决方案。

舒适人居的最基本要求包括:热水充分、空气新鲜、饮水安全、冬暖夏凉

 


传统解决方案也存在一些弊端:

 


传统解决方案的其他弊端还包括能耗大、投资大、占空间:

 


针对传统方案,我们提出独栋集中设备解决方案

 


而通过热泵来提供舒适人居节能解决方案,优势相对明显

 


这就是空气源热泵。

(以上内容整理来自网络)

绿特-低碳高能效,是以高端热泵和节能为核心技术,国内顶级非标冷暖设备、中央空调定制专家,是建筑和工业节能及能源投资运维综合服务商。主导产品有:

一、空气源热泵

        1、大型螺杆式超低温空气源热泵,适应-40℃以内地区,比模块机节能15%以上,造价低10%,寿命25年,噪音低,占地面积小,适合大面积区域供热。

        2、煤改电民用空气源、地源热泵热风(水)机,性价比高,资质齐全。

二、水地源热泵

       1、工业余热型热泵在热源侧进水温度65-70℃时,最高出液温度165℃,或出120和165℃蒸汽,能效分别为3.5和2.5。

       2、降膜式污水源、海水源、地源、地热尾水、洗浴热泵,能效比满液机组高8%以上;30℃大温差进出水机组。

三、能源塔热泵,适应环温-30℃以内供热供冷热水,特别适合老建筑节能和水源热泵改造。

四、热泵烘干机,食用菌花卉蔬菜等种殖大棚和鸡鸭猪舍海水养殖等特种空调。

四、特种行业综合清洁能源节能解决方案

        针对矿山,油田,电厂,钢铁、冶炼,化工,造纸,纺织印染等有余热的企业,提供最优化能源节能方案。

五、投资运维低碳节能冷暖能源站。


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