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    熱泵--熱泵機組的高效化
信息來源:鎂雙蓮太陽能公司  文章作者: 
熱泵機組的高效化
      在熱泵工程中,常以熱泵機組的能效比(EER)大小來描述熱泵機組的耗功的多少.也就是說熱泵機組的EER值愈大,熱泵機組在供同樣熱最情況下,其耗功愈少。目前,各類熱泵機組能效比(EER)差異很大.即使同一類型的熱泵機組,不同廠家生產的機組能效比也相差很大,如果讓給出了部分水/空氣熱泵機組和空
氣/水熱泵機組制熱能效比(EER)可看見,其EER值相差很大,這給我們兩點啟示:
(1)   在設計選用機組時應進行比較,從中選優;
(2)   提高熱泵機組性能的空間還很大.應引起業內的關注與研究。
現以空氣源熱泵為例,說明改善和提高空氣源熱泵能效比的途徑與措施:
(1)  改善熱泵機組的能量調節特性是提高機組能效比的重要途徑。文獻<<電動熱泵的應用>>中明確指出,無能量調節的空氣/空氣熱泵性能系數(COP值)約為3,有50%能量調節的空氣/空氣能熱泵CUP值約為4(比無能量調節的熱泵機組COP值提高約30%),實現連續能量調節的空氣/空氣能熱泵COP可以高達到6-7。由此可見,在熱泵機組設計中,設有安全、可靠的能量調節裝置是十分必要的。目前常用的能量調節方法有:
    1) 小型往復式、滾動轉子式、渦旋式壓縮機常采用停/開的雙位控制進行能量調節;
    2)  多缸往復式壓縮機可通過自動控制汽缸卸載實現能量調節;
    3)  螺桿式壓縮機通常是由自動控制滑閥或柱塞閥來實現自動能量調節;
    4)  離心式壓縮機大多采用葉輪人口導閥開度調節能量;
    5)  熱泵機組可用多臺壓縮機并聯的方式或變級電動機分級調節能量;
    6)  熱泵機組采用變速技術進行能量調節,使制熱量與系統負荷協調變化,實現無級變速調節,常用的變速調節方法有交流變頻調節和直流無刷電動機調速,采用直流無刷電動機調速壓縮機的能效比比變頻調節高10%-20%;
    7)   熱泵機組采用數碼渦旋式壓縮機的能量調節,數碼渦旋式壓縮機是定頻變容系統中常選用的壓縮機,等等。
    (2)  空氣源熱泵冷熱水機組采用分體結構形式有利于提高機組在低溫工況下運行的可靠性和能效比。目前,國內空氣源熱泵冷熱水機組通常采用整體結構形式。整體式空氣源熱泵冷熱水機組設置在室外,當室外氣溫過低時,引起空氣源熱泵熱損失加大、潤滑油的潤滑效果變差、制冷劑的冷遷移、能效比下降等問題。為此,在熱泵用的壓縮機的曲軸箱或機殼中裝設適當功率的潤滑油的電加熱器,以避免出現上述問題。但這勢必要多耗電能,使EER值變小。我們在雙級藕合熱泵集成系統的研究中,將整體式空氣源熱泵冷熱水機組改為分體式空氣源熱泵冷熱水機組.避免了壓縮機在低溫下運行出現上述問題,經幾年的運行看,其效果十分好。
    (3)  用于寒冷地區的空氣源熱泵冷熱水機組,宜選用閃噴系統設計、兩次節流準二級螺桿壓縮機熱泵循環、一次節流準二級渦旋壓縮機熱泵循環、帶中間冷卻器的兩級壓縮循環、帶有經濟器的兩級熱泵循環、單雙級藕合熱泵循環等系統形式,以提高空氣源熱泵機組在大壓縮比工況下的能效比。
    (4)  結霜使空氣源熱泵的應用和發展受到了一定的限制,因此目前國內外開展了一些空氣源熱泵結霜與融霜特性的研究工作。其研究內容主要有:
    1)  霜的形成機理;
    2)  空氣源熱泵室外換熱器結霜特性;
    3)  結霜過程的實驗研究;
    4)  融霜時各部件與系統運行特性:
    5)  空氣源熱泵除霜的自動控制:
  6)  空氣源熱泵除霜新系統;
    7)  延緩空氣源熱泵結霜的技術措施;
    8)  無霜空氣源熱泵系統的創新及室外換熱器傳熱傳濕的研究;
    9)  空氣源熱泵誤除霜特性的實驗研究等。
    其研究的目的在于改善空氣源熱泵運行特性,提高空氣源熱泵運行的可靠性和經濟性。
    (5)不斷改進空氣源熱泵各組成部件的性能和優化匹配。例如:用雙向儲液器替代高壓儲液器和汽液分離器等;用電子膨脹閥替代毛細管或熱力膨脹閥;高效換熱器的應用和改進蒸發器、冷凝器的結構形式;選用大一些的供熱泵專用壓縮機等。通過上述措施改善和提高機組的能效比也是值得關注的途徑。
(編輯:鎂雙蓮太陽能空氣能熱泵熱水器,本人在鎂雙蓮太陽能公司上班,您如果有任何有關太陽能方面的問題都可以問我。)
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