空氣源熱泵原理.doc

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空氣源熱泵原理 　　熱泵熱水機組是目前世界上最先進、能效比最高的熱水設備之一，它根據逆卡諾循環(huán)原理，采用電能驅動，通過傳熱工質把自然界 的空氣、水、土壤或其它低溫熱源中無法被利用的低品熱能有效吸收，并將 吸收回來的熱能提升至可用的高品位熱能并釋放到水中的設備。 在不同的工況下熱泵熱水機組每消耗1kW電能就從低溫熱源中吸收2~6kW的 免費熱量，節(jié)能效果非常顯著。 　　★ 熱泵熱水機組由壓縮機、蒸發(fā)器、膨脹閥、冷凝器等部件組成。 工作原理是通過壓縮機做功，使工質產生物理變相（氣態(tài)--液態(tài)--氣態(tài)），利用這一往復循環(huán)相變過程不斷吸熱和放熱，由吸熱裝置吸取免費的熱量，經過熱交換器使冷水升溫，制取的熱水通過水循環(huán)系統(tǒng)送至用戶。 　　★ 傳熱工質是一種特殊的物質，在實際運行當中，傳熱工質的蒸發(fā)溫度可達－20℃左右，因此即使－5℃的環(huán)境溫度相對于它來說也是"高溫熱源"， 也能正常吸熱。此外工質的冷凝溫度可達75℃，確保產出60℃的熱水。 　　空氣源熱泵技術是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術?？諝庠礋岜孟到y(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源，經系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供)暖或供應熱水，整個系統(tǒng)集熱效率甚高。 　　熱泵有四大優(yōu)點，第一是節(jié)能，有利于能源的綜合利用，第二點是有利于環(huán)境保護，第三點是冷熱結合，設備應用率高，節(jié)省出投資，第四因為它是電驅動，所以它調控比較方便，因此熱泵備受大家的關心。 　　熱泵技術就二十一世紀的一個能源技術，能通過熱泵的形式，可以提高能效的利用，能效的利用有兩個含義，從環(huán)境角度來講，可以減少溫室氣體的排放，減少對環(huán)境的有害的因素，從另外一個方面來說，就是解決電力高空負荷的一項技術。 　　★熱泵產品屬于太陽能產品嗎？ 　　從工作原理上講，不屬于傳統(tǒng)太陽能產品。熱泵產品與常規(guī)太陽能產品區(qū)別較大，常規(guī)太陽能產品利用水為介質，必須依靠太陽光的直射或輻射才能達到供熱效果，而產品，利用制冷劑吸收空氣中的熱能和太陽輻射能，并通過壓縮機壓縮制熱后與水交換熱量來達到供熱效果，因此產品與空調原理相同。 　　★熱泵產品的工作原理是什么？ 　　產品用制冷劑作為媒介，制冷劑汽化溫度低，在-40℃即可汽化，故此，它與外界溫度存在著溫差，冷媒吸收了外界的溫度后汽化，通過壓縮機壓縮制熱，變成高溫高壓氣體，再經熱交換器與水交換熱量后，經膨脹閥釋放壓力，回到低溫低壓的液化狀態(tài)，通過制冷劑的不斷循環(huán)并與水交換熱量，將水罐中的水加熱。 　　★熱泵產品需要用電嗎？ 　　一定要用電，壓縮機用電能來壓縮制熱，不是直接加熱，空氣源熱泵還有風扇，也需要用電，但用電量較少。 　　★熱泵產品的特點為何？ 　　1、不受環(huán)境影響，一年四季可用； 　　2、節(jié)能效果突出，投資回收期短； 　　3、環(huán)保型產品，無任何污染； 　　4、使用壽命長，運行費用低； 　　5、運行安全，無人操作； 　　6、模塊化設計，安裝方便。 　　★熱泵與常規(guī)太陽能產品相比的優(yōu)點在哪幾方面？ 　　1、適用范圍廣，產品適用溫度范圍在-10-40℃，并且一年四季全天候使用，不受陰、雨、雪等惡劣天氣和冬季夜晚的影響，都可正常使用。 　　2、可連續(xù)加熱，與傳統(tǒng)太陽能儲水式相比，熱泵產品可連續(xù)加熱，持續(xù)不斷供熱水，滿足用戶需求。 　　3、運行成本低：與常規(guī)太陽能相比，在春、夏、秋季陽光較好時，運行費用高于太陽能，但在陰雨天和夜晚，熱效率遠遠高于太陽能的電輔助加熱。全年平均下來，常規(guī)太陽能輔助系統(tǒng)全年耗能比產品全年總耗能還要高出很多。 　　4、安裝方便：空氣源熱泵占地空間很小，外形與空調室外機相似，可直接接保溫水箱或與供暖管網連接，適合于大中城市的高層建筑，對于大型中央供熱問題，產品是最好的選擇。 　　★熱泵產品與鍋爐相比的優(yōu)點是什么? 　　1、熱效率高：產品熱效率全年平均在300%以上，而鍋爐的熱效率不會超過100%。 　　2、運行費用低：與燃油，燃氣鍋爐比，全年平均可節(jié)70%的能源，加上電價的走低和燃料價格的上漲，運行費用低的優(yōu)點日益突出。 　　3、環(huán)保：熱泵產品無任何燃燒排放物，制冷劑選用了環(huán)保制冷劑R417A，對臭氧層零污染，是較好的環(huán)保型產品。 　　4、運行安全，無需值守：與燃料鍋爐相比，運行絕對安全，而且全自動控制，無需人員值守，可節(jié)省人員成本。 　　5、模塊式安裝，便于增添設備：產品采用多臺機組并聯的安裝模式，當用戶用水量增大時，可隨時增添設備。 　　★熱泵產品與鍋爐相比的缺點是什么? 　　1、加熱速度慢：熱泵產品是以制冷劑為媒介，采用壓縮機壓縮制熱方式，與鍋爐直接加熱模式相比，速度相對較慢。 　　2、一次性投入大：與燃油，燃氣鍋爐比，當用水量大于10噸時，一次性投入大于鍋爐，用水量越大，產品相對投入越大。 　　3、加熱水溫有限制：熱泵出水溫度一般在60℃（水源熱泵可達80℃），不能產生80℃以上高溫水或蒸汽。 空氣源熱泵工作原理 　　一、 空氣源熱泵工作原理 　　冬天熱泵是以制冷劑為熱媒，在空氣中吸收熱能（在蒸發(fā)器中間接換熱），經壓縮機將低溫位的熱能提升為高溫位熱能，加熱系統(tǒng)循環(huán)水（在冷凝器中間接換熱）； 　　夏天熱泵是以制冷劑為冷媒，在空氣中吸收冷量（在冷凝器器中間接換熱），經壓縮機將高溫位的熱能降低為低溫位冷能，制冷系統(tǒng)循環(huán)水（在蒸發(fā)器中間接換熱）； 　　從而使不能直接利用的熱能（冷能）再生為可直接利用的熱能（冷能），得到了只消耗少量電能，而獲得2~6倍于輸入功率的節(jié)能回報，這是熱泵工作原理決定的。 　　空氣作為可再生能源是取之不盡用之不竭的天然資源，熱泵利用可再生能源—空氣能，并輔以清潔能源—電能，運行中沒有任何污染，是國家大力推廣的開發(fā)和利用可再生能源的綠色環(huán)保設備。 　　熱泵工作原理見下圖： 　　二、 空氣源熱泵節(jié)能原理 　　下圖更能幫助理解空氣源熱泵節(jié)能的必然性，因為吸收室外空氣的熱量是免費的，而且產熱量是以它為主?？諝庠礋岜脽崞胶馐綖椋? 　　供熱量＝吸收室外空氣的熱量+消耗的電能 　　供冷量＝吸收室外空氣的冷量+消耗的電能 　　例如：某人從開發(fā)區(qū)挑擔子至市區(qū)最多擔100公斤。他做了多少功，用了多少力，有一個可以計量的定量及定值。同樣用這么多力做多少功推動一輛車子，借助車子這個設備，可以將400公斤的貨物用同樣的這么多功，同樣這么多的力，推到市區(qū)。所以借助于車這種設備，產生的效果4倍于挑擔的效果。所以熱泵這種設備類似于車，而普通電、燃氣、燃煤熱水設備類似于一個人挑擔子。 三、 空氣源熱泵的優(yōu)勢 　　1）一年四季全天候運行，不受夜晚、陰天、下雨和下雪等各種天氣的影響。 　　2）節(jié)能型產品：該空氣源熱泵機組以空氣為低溫熱源制取熱量，耗電量僅為電鍋爐全年的1/4;同燃煤、油、氣鍋爐比，可節(jié)省40%以上的能源，短期內可收回投資。 　　3）環(huán)保無污染：該系統(tǒng)運行無任何的燃燒物及排放物，制冷劑對臭氧層零污染，具有良好的社會效益。 　　4）運行安全可靠：整個系統(tǒng)的運行無傳統(tǒng)鍋爐（燃油或燃氣或電鍋爐）中可能存在的易燃、易爆、中毒、短路等危險，是一種安全可靠的中央空調系統(tǒng)。 　　5）使用壽命長，維護費用低：該機組的使用壽命長達１５年以上；運行安全可靠，安裝方便，并可實現無人操作，全自動智能控制。 　　6）舒適方便，自動化、智能化程度高：系統(tǒng)采用了自動控制器，全年實現冬季制熱、夏天制冷。 　　7）針對北方寒冷季節(jié)的專利技術：針對北方冬季寒冷氣候康特姆空氣源熱泵擁有自己的專利技術，經過市場驗證，目前該產品為世界上-23℃環(huán)境下正常運行的領先產品，是可以在我國北方冬季正常運行的唯一同行業(yè)產品。真正做到“真熱泵不怕冷”。 空氣源熱泵技術 　　1. 空氣源熱泵技術是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術。 　　空氣源熱泵系統(tǒng)通過自然能(空氣蓄熱)獲取低溫熱源，經系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取(供)暖或供應熱水，整個系統(tǒng)集熱效率甚高。 　　2. 熱泵有四大優(yōu)點，第一是節(jié)能，有利于能源的綜合利用，第二點是有利于環(huán)境保護，第三點是冷熱結合，設備應用率高，節(jié)省出投資，第四因為它是電驅動，所以它調控比較方便，因此熱泵備受大家的關心。 　　3. 熱泵技術就二十一世紀的一個能源技術，能通過熱泵的形式，可以提高能效的利用，能效的利用有兩個含義，從環(huán)境角度來講，可以減少溫室氣體的排放，減少對環(huán)境的有害的因素，從另外一個方面來說，就是解決電力高空負荷的一項技術。 　　4. 熱泵用逆卡諾原理，以極少的電能，吸收空氣中大量的低溫熱能，通過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責崮?，傳輸至水箱，加熱熱水，所以它能耗低、效率高、速度快、安全性好、環(huán)保性強，源源不斷的供應熱水。作為熱水系統(tǒng)它具有無以比擬的優(yōu)點。但空氣源熱泵的一個主要缺點是供熱能力和供熱性能系數隨著室外氣溫的降低而降低，所以它的使用受到環(huán)境溫度的限制，一般適用于最低溫度在-10℃以上的地區(qū)。將熱泵技術與太陽能結合供應熱水，這樣空氣源熱泵無疑就是一種比較理想的輔助加熱設備。 　　5. 熱泵熱水機組遵循能量守恒定律和熱力學第2定律，運用熱泵的原理，只需要消耗一小部分的機械功（電能），將處于低溫環(huán)境（大氣或地下水等）下的熱量轉移到高溫環(huán)境下的熱水器中，去加熱制取高溫的熱水。熱泵可以與水泵相比擬，水是不能自發(fā)地從低處流向高處，要將低處的水輸送到高處，必須用一臺水泵，消耗一部分電力，才能將水送到高處的水箱中。同樣，根據熱力學第二定律，熱量也是不能自發(fā)地從低溫環(huán)境向高溫環(huán)境中轉移（傳送），而要實現這個目的，必須要有一臺機器，消耗一部分機械功（例如電能），才能將低溫環(huán)境中的熱量傳送到高溫環(huán)境中去。這樣的機器就稱之為“熱泵”。熱泵的作用是將空氣中或低溫水中的熱量取出，連同本身所用的電能轉變成的熱能，一起送到高溫環(huán)境中去應用。 一臺完整的空氣能熱泵包含2個主要部分： 　　制造冷氣部分和加熱熱水部分。但其實這兩個部分又是緊密的聯系在一起的，密不可分，必須同時工作。即在加熱熱水的同時，給廚房制冷?；蛘哒f在給廚房制冷的同時也在加熱熱水。 　　其內部結構主要由四個核心部件：壓縮機，冷凝器，膨脹閥，蒸發(fā)器組成。 　　其工作流程是這樣的：壓縮機將回流的低壓冷媒壓縮后，變成高溫高壓的氣體排出，高溫高壓的冷媒氣體流經纏繞在水箱外面的銅管，熱量經銅管傳導到水箱內，冷卻下來的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài)，經膨脹閥后進入蒸發(fā)器，由于蒸發(fā)器的壓力驟然降低，因此液態(tài)的冷媒在此迅速蒸發(fā)變成氣態(tài)，并吸收大量的熱量。同時，在風扇的作用下，大量的空氣流過蒸發(fā)器外表面，空氣中的能量被蒸發(fā)器吸收，空氣溫度迅速降低，變成冷氣排進廚房。隨后吸收了一定能量的冷媒回流到壓縮機，進入下一個循環(huán)。 　　由以上的工作原理可以看出，空氣能熱泵的工作原理與空調原理有一定相似，應用了逆卡諾原理，通過吸收空氣中大量的低溫熱能，經過壓縮機的壓縮變?yōu)楦邷責崮?，傳遞給水箱中，把水加熱起來。整個過程是一種能量轉移個過程（從空氣中用轉移到水中），不是能量轉換的過程，沒有通過電加熱元件加熱熱水，或者燃燒可燃氣體加熱熱水。 總之不管是何空調其實遵循基本原理能量守恒：能量（冷熱）交換的過程，制冷是把室內的熱量交換到外面如果是風冷機就把熱量交換到大氣中，現在大部分空調就是這樣工作的一定程度上導致局部氣溫上升，而這里指的空氣能熱泵把釋放的能量送到水箱里交換熱量。制熱就反過來。冷媒的循環(huán)：氣態(tài)-->液態(tài)--->氣態(tài)，氣態(tài)在壓縮機壓力下變成液態(tài)過程要產生熱量，熱量排出后液態(tài)冷媒變冷了流到室內交換管道與室內空氣交換變成冷氣，此時變成了氣態(tài)冷媒。 芬尼克茲空氣能三聯供熱泵的應用與選型 薦 125 崔海燕 原創(chuàng) | 2011-02-24 17:21 | 收藏 | 投票 關鍵字：熱泵空氣能芬尼克茲三聯供應用與選型 芬尼克茲（PHNIX）空氣能三聯供熱泵的應用與選型 1、空氣源三聯供機組應用 現代許多樓宇（如酒店、賓館、酒樓、健康中心、辦公寫字樓等）很多采用集中中央水冷機組系統(tǒng)供冷，同時每天又需要大量衛(wèi)生熱水供應?？照{供冷與熱水供應成本費用占整個大樓運行成本的40%-60%之間。在提倡“低碳生活”的今天，在日益緊張的能源的環(huán)境下，如何盡量降低建筑能耗，如何節(jié)省運行費用，如何節(jié)能設備的投資已經成為了投資經營者所關心的問題之一。 參照以前的經驗，實現空調、熱水、供暖的問題常常采用的是“供冷機組+鍋爐”的模式來解決問題，在今天看來，這實際上是很大的浪費，首先在中央空調供冷的同時大量的廢氣廢熱排放到大氣中去，其次，不管春夏秋冬，鍋爐必須開啟制取生活熱水，另一方面需要大量的燃料燃燒，增加費用支持的同時也對周圍環(huán)境 造成極大影響，影響身體健康。 如何將廢氣廢熱利用起來，如何減少制取生活熱水的費用，空氣源三聯供誕生了。 熱泵三聯供機組是一種利用空氣作為冷（熱）源，對室內空間提供采暖、空調與生活熱水等多種功能的空調熱水設備?？諝庠礋岜萌摴┩ㄟ^輸入少量的高品位能源（如電能），系統(tǒng)以水為載體，夏季制冷季時從室內吸收熱量通過載體將熱量釋放到空氣中，同時載體得到冷卻，從而實現對室內進行降溫、除濕，該系統(tǒng)每消耗1KW的電能，可以得到3.5KW的冷量，同時所得生活熱水為完全免費獲得。冬季采暖時系統(tǒng)從空氣中吸收熱量通過載體將熱量釋放到室內，滿足室內供熱與采暖的需求。靈活巧妙地轉換空調、熱水、供暖是空氣能三聯供最大的特色之一。 2、空氣源三聯供機組選型 負荷計算： 1、 空調主機全部采用“空氣源熱泵三聯供”系 統(tǒng)，應該按照夏季制冷或冬天制熱二者之中 的最高負荷來選取設備。其中，冬季制熱量由采暖負荷和衛(wèi)生熱水負荷之和來確定。 2、 當供暖部分采用“空氣源熱泵三聯供”系統(tǒng)， 應該按冬季制熱量由采暖負荷和衛(wèi)生熱水 負荷之和來確定。 注意事項： 1、在PHNIX樣本中的參數是在國標下測得的數據，在實際運用中由于環(huán)境溫度的變化即工況的變化可能會產生與樣本有一定或正或負的距離，在主機選型時可以參照圖表進行修正。 圖表一：制冷能力變工況曲線圖 圖表二：制熱能力變工況曲線圖  芬尼克茲（PHNIX）空氣能三聯供熱泵與其他同類產品性能對比 適用范圍廣：適用于各種需求空調、采暖、熱水的場合。 智能化控制：可同時配置遙控器、線控器（選裝），最大限度方便客戶。 多機集中控制：用一臺集中控制器可以對多臺主機進行集中控制，根據系統(tǒng)負荷及各單元運行時間決定主機工作狀態(tài)。 經濟運行\(zhòng)維修便利：機組模塊化獨立運轉，節(jié)省運行費用。各臺主機相互獨立，維修時只需停故障機組即可，不必整座樓宇停機，維修簡單、費用低廉。 節(jié)省投資：機組無需專用機房，節(jié)省了寶貴的主機占地面積。 優(yōu)質元器件：采用國際名牌壓縮機，優(yōu)質換熱器，制冷制熱更加強勁，能效比高。 設計靈活、方便控制：水管路系統(tǒng)不受長度和高度的限制（由水泵揚程確定），可以配合各種形式的室內末端使用，具有設計靈活、安裝方便等特點。 費用低廉、安全環(huán)保：室內制冷管路為低壓水系統(tǒng)管路，制冷劑密封在室外主機內，不易泄露，對環(huán)境的影響遠遠小于直接蒸發(fā)式系統(tǒng)。 模塊化系統(tǒng)、適用各種規(guī)模的工程：模塊化風冷冷熱水機組系統(tǒng)由多臺模塊單元機組組成，每一個模塊單元又具有一個或多個完全獨立的系統(tǒng)，可以按照所需的制熱量的大小，選擇不同的單機組成不同制熱量的機組集成，使之完全滿足實際的需要。 多級能量調節(jié)、經濟效益明顯：空氣源熱泵三聯供機組系統(tǒng)可根據不同季節(jié)及不同負荷的使用情況靈活實現多級能量調節(jié)，所有模塊單元在電腦控制的集中管理下，每時每刻監(jiān)控機組的使用情況，調節(jié)投入運行的模塊機組的數量，使機組的輸出功率時刻保持與實際需求相一致，達到最佳的能量調節(jié)，即使在低負荷輸出時也不會降低機組的運行效率，具有優(yōu)越的經濟效益。 模塊化結構，互為備用機組，安全可靠：模塊化系統(tǒng)內的每個模塊單元的每個制熱系統(tǒng)都是彼此獨立的系統(tǒng)，因此可以互為備用，任何一個系統(tǒng)發(fā)生故障都不會影響其他模塊機組的運行，在機組的運行過程中，可以對發(fā)生故障的機組進行維修和保養(yǎng)，而不影響其他機組的運行。 安裝靈活、運輸方便：模塊單元緊湊、輕巧，不需要很大的安裝面積，不需要重型搬運機械，普通電梯就可將機組運至安裝現場。 多重保護、運轉安全：機組設置了冷凍水低溫、壓縮機排氣壓力、壓縮機吸氣壓力、壓縮機溫度、蒸發(fā)器溫度、電源缺相錯相等多重保護，保證機組在惡劣工況下的安全運行。 體貼設計：機組配置有智能儲能 ，自動調節(jié)系統(tǒng)的儲能比例，始終保持室內溫度的恒定，克服了普通空調溫度波動大而給人體造成不適缺點，同時采用電子感應多種智能除霜，多壓機組合技術，節(jié)省電力，這些都極大地提高了PHNIX熱泵的安全穩(wěn)定性，經濟節(jié)能以及高可靠性。 產品新穎： （1） （可選）加噴淋式冷凝 機組通過住控制器，可根據實際負荷變化與環(huán)境溫度的改變來判斷，當環(huán)境溫度達35℃時機組啟動噴水冷凝；當噴水裝置開啟時機組制冷輸入功率可降低15%左右；即使氣溫高達50℃，機組也能安全穩(wěn)定運行。 （2） 第三代高效換熱器 采用目前世界上最先進的第三代高效換熱器，使機組能力更強，能效比較高。  芬尼克茲（PHNIX）空氣能三聯供熱泵智能集中控制的應用 1、空氣源三聯供機組的系統(tǒng)運行模式： 空氣源熱泵三聯供系統(tǒng)制冷+熱水運行：機組把室內空氣中的熱量吸收，實現室內制冷的目的。同是利用機組制冷時排放的全部熱量加熱生活熱水，產熱水完全免費。 空氣源熱泵三聯供系統(tǒng)采暖供熱+熱水運行：機組優(yōu)先制取熱水，即在把空氣中的熱量吸后，機組先加熱熱水，在熱水滿足要求后再釋放到室內，實現采暖的效果。 空氣源熱泵三聯供系統(tǒng)制熱水運行：機組把空氣中中的熱量吸收后，通過換熱器加熱日常所用的生活熱水。 空氣源熱泵三聯供系統(tǒng)制冷運行：機組把室內空氣中的熱量吸收后，通過機組釋放到空氣中，實現室內制冷的效果。 1、智能控制： 新款智能控制器，配合中文點陣液晶線控器，操作簡單易用。選配PLC集中控制器，可實現多模塊聯機集中控制。 PLC集中控制器，根據需要自行編程設計，實現個性化需要，更加節(jié)能，更加貼 空氣源熱泵工作原理