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严寒地区蓄能互联热泵系统技术性能分析

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严寒地区蓄能互联热泵系统技术性能分析

发布日期:2018-07-20 作者:河北威布森新能源科技有限公司 点击:

空气源热泵采暖

  河北威布森告诉你在我国严寒地区及寒冷地区“铁腕治霾”的背景下,“推进清洁采暖,减少雾霾天气”的任务重大,现有的各种采暖技术都存在各自的适用范围和条件,蓄能互联热泵系统,通过综合技术创新有效地突破了单一技术运用的客观限制,使北方寒冷地区因水资源匮乏或政府禁止打井取水或“成本高、占地大、冷堆积严重”而无法使用水地源热泵、地埋管热泵系统的项目有了新的技术选择。

    蓄能互联热泵系统利用空气能和相变蓄能技术耦合水水热泵系统,打造“不打井、不埋管”的清洁采暖系统,能够实现暖气片供暖,蓄能平台使压缩机的压缩比降低近一半,有效解决了极端寒冷天气压缩机容易故障损毁的难题,蓄能互联热泵系统运行更加稳定可靠、大大节省维护费用、运行节能,还可利用峰谷电价差节约电费。蓄能互联热泵系统是政府禁止打井、地埋管成本高、空气源热泵不稳定的不利条件下,开创了“清洁采暖、节能降霾”的新思路。

2、蓄能互联热泵系统的热力循环原理

    蓄能互联热泵系统由一次侧空气源动力模块、二次侧变工况水水热泵和相变蓄能模块组成,通过一次侧空气源动力模块和相变蓄能的技术耦合,空气源热泵采暖实现空气中所蕴含的低品位热能的采集和储存,为二次侧水水热泵系统提供有效热源。相变蓄能模块充分发挥了相变蓄能、冷热均流和调节蓄放的功能,采用高密度相变储能溶液(PCM)灌装的蓄能球,相变温度为5℃,单位体积储能密度高达69.1KWh/立方米。一次侧空气源热泵模块采集能量和二次侧水水热泵模块提升能量,其热力循环示意如图1。

严寒地区蓄能互联热泵系统技术性能分析

 

    蒸汽压缩式热泵循环:1-2为制冷剂在压缩机等熵压缩过程,压力由蒸发压力P0升高到冷凝压力PK;2-3为制冷剂在冷凝器中冷却冷凝过程,制冷剂压力不变,且等于冷凝温度Tk下的饱和压力PK,冷凝过程中制冷剂在等温等压下凝结为饱和液体;3-4为等焓节流过程,与外界无功量传递且忽略热量交换,节流前后比焓相等,但节流后的压力和温度都降低,且进入两相区;过程线4-1表示制冷剂在蒸发器中气化的过程,这一过程是在等温等压下进行的,液体制冷剂吸收被冷却介质的热量而不断气化,两相区内制冷剂的状态沿蒸发压力P0的等压线向干度增大的方向变化,指导全部变为饱和蒸汽。按照此循环,制冷剂的状态又重新回到吸入压缩机前的状态点,从而完成一个完整的循环。对于一个制冷循环系统,工况条件主要包括冷凝温度、蒸发温度、节流前制冷剂液体的温度和压缩机的吸气温度,四个工况参数中,冷凝温度和蒸发温度对制冷系统的性能影响大。

严寒地区蓄能互联热泵系统技术性能分析

 

    在蓄能互联热泵系统中,一次侧空气源热泵在制热工况下,出水温度由常规的供暖45℃变为15℃,冷凝温度大大降低,当蒸发温度保持不变(环境温度不变的条件下),冷凝温度由tk’降低到tk,循环由原来的1-2’-3’-4-1,变为1-2-3-4-1,对性能参数的影响包括:①制冷剂冷凝压力由PK’降低到PK;②单位质量制冷量(蒸发量)由q0’增大到q0,单位理论功耗由w0’降低到w0,使得能效比大幅提高;③压缩机的吸气比体积未变,但单位质量制冷量(蒸发量)增大,导致单位容积制冷量随着冷凝温度的降低而增大。所以,蓄能互联热泵系统中一次侧空气源热泵仅在一定的蒸发温度下运行,超过一定的蒸发温度热泵主机进入保护状态,由于出水温度15℃,使得冷凝温度降低,空气源热泵采暖都能够使得设备发挥良好的技术性能,使得低环温情况下设备可靠运行能力提升。


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