150升即熱式空氣源熱泵熱水器設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】
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文獻(xiàn)綜述題 目:空氣源熱泵熱水器的技術(shù)現(xiàn)狀學(xué)生姓名: 專業(yè)班級: 學(xué) 號: 院 (系): 指導(dǎo)教師: 完成時(shí)間: 空氣源熱泵熱水器的技術(shù)現(xiàn)狀摘要:熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱情,并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體),其工作原理與制冷機(jī)相同,都是按照逆卡諾循環(huán)工作的,所不同的只是工作溫度范周不一樣。臺壓縮式熱泵裝置,主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四部分組成,通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)一壓縮一冷凝一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程,從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中,所謂空氣源熱泵熱水器是把空氣熱源,蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量然后轉(zhuǎn)移到水中。目前國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀為國外起步早技術(shù)較為成熟,國內(nèi)仍處于初步階段,很多技術(shù)難題和技術(shù)障礙急需解決和突破。關(guān)鍵詞:空氣源熱泵熱水器 研究進(jìn)展 技術(shù)現(xiàn)狀前 言 在自然界中,水總由高處流向低處,熱雖也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處,從而實(shí)現(xiàn)水由低處向高處流動,熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置,熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱情,并把它傳遞給被加熱的對象(溫度較高的物體),其工作原理與制冷機(jī)相同,都是按照逆卡諾循環(huán)工作的,所不同的只是工作溫度范周不一樣。臺壓縮式熱泵裝置,主要由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和膨脹閥四部分組成,通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)一壓縮一冷凝一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程,從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中,所謂空氣源熱泵熱水器是把空氣熱源,蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量然后轉(zhuǎn)移到水中1。 工作原理:制冷劑在蒸發(fā)器(空氣交換器)中吸收熱量后以氣態(tài)形式進(jìn)入壓縮機(jī),被壓縮后變成高溫高壓的氣體(此時(shí)制冷劑中蘊(yùn)含兩部分熱量,一部分是從空氣中吸收過來的Q1,另一部分是輸入到壓縮機(jī)中的電能轉(zhuǎn)化成的熱量Q2),被壓縮過的高溫高壓的氣體進(jìn)入冷凝器(水熱交換器)將其所含的熱量(Q1+Q2)釋放到水中,被加熱的水(最高可達(dá)65度)直接進(jìn)入保溫水箱儲存起來供用戶使用。其工作原理簡圖如下圖12: 圖1原理簡圖國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及前景展望空氣源熱泵熱水器在國外已有20多年的歷史,特別在我國的近鄰日本、澳大利亞等國的家庭、賓館、企事業(yè)單位,60以下的熱水供給70%以上采用空氣源熱泵熱水器。其傳入我國,雖只有短短幾年,但發(fā)展迅猛尤其在酒店、賓館、醫(yī)院、學(xué)校、集體宿舍、美容美發(fā)、恒溫泳池等場所,得到了大量的應(yīng)用,特別是近幾年,空氣源熱泵熱水器在一些城市的新樓盤配套工程中得到了廣泛的應(yīng)用3。熱泵產(chǎn)品技術(shù)的應(yīng)用升級發(fā)展迅猛,從2000年初的直熱式分體空氣源熱水器(一個(gè)主機(jī)加一個(gè)保溫水箱)到目前空調(diào)、熱水器同時(shí)享用,已在國內(nèi)上市的冷氣熱水器可一機(jī)多用,它繼承了空氣源熱泵熱水器的全部優(yōu)點(diǎn),并獨(dú)創(chuàng)性的具有廚房制冷的功能,完全可以滿足消費(fèi)者安全舒適、節(jié)能環(huán)保、廚房制冷等需求4。能源的緊張和電力裝機(jī)容量的改善、技術(shù)進(jìn)步、國家的政策傾斜以及全社會大力節(jié)能降耗等外部環(huán)境因素,為空氣源熱泵熱水器品牌的切入帶來了發(fā)展的契機(jī),冷氣熱水器必將成為繼太陽能熱水器后的又一個(gè)熱水器朝陽產(chǎn)業(yè)。日本是最早普及熱泵應(yīng)用的國家,第一次石油危機(jī)后,從能源安全的基本目標(biāo)出發(fā),日本將節(jié)能作為基本國策。由于熱泵技術(shù)具有顯著的節(jié)能效益,家用熱泵型空調(diào)技術(shù)取得較大發(fā)展,到20世紀(jì)80年代中期,日本已基本普及家用熱泵型空調(diào)。而利用熱泵技術(shù)制取生活用熱水,則是在熱泵型空調(diào)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,加裝熱能回收裝置和熱水儲存裝置演變而成,這類與家用空調(diào)裝置組合的熱泵熱水器,直到今天仍然是日本市場的主流產(chǎn)品。據(jù)日本制冷空調(diào)工業(yè)協(xié)會(JRAIA)統(tǒng)計(jì),2009年,日本熱泵熱水器的產(chǎn)銷量約為110萬臺,其中約60萬臺是用于空調(diào)或采暖的多功能組合型產(chǎn)品,僅具有制取生活熱水功能的產(chǎn)品為50萬臺左右。在統(tǒng)計(jì)中,前者的數(shù)據(jù)一般作為空調(diào)統(tǒng)計(jì)。受居住條件限制,在日本,地源熱泵和水源熱泵的應(yīng)用空間有限,家用熱泵幾乎全部為空氣源熱泵5。美國早在第二次世界大戰(zhàn)期間已經(jīng)開始將熱泵用于采暖,以緩解戰(zhàn)爭造成的電力供應(yīng)不足。但是,受技術(shù)水平的制約,熱泵裝置相對于燃油采暖器具而言,結(jié)構(gòu)復(fù)雜且故障率高,當(dāng)戰(zhàn)后能源供應(yīng)恢復(fù)正常時(shí),充足而廉價(jià)的石油供應(yīng)使熱泵的市場空間迅速消失,以至于20世紀(jì)60年代,美國軍方甚至明文規(guī)定不允許將熱泵列入采購清單7。然而,兩次石油危機(jī)以及日本熱泵普及應(yīng)用取得空前成功,促使美國政府重新評估熱泵的節(jié)能潛力,熱泵裝置在家用空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用逐步擴(kuò)大。美國住宅采暖方式以全空氣集中處理方式為主,即整套住宅的室內(nèi)空氣在熱泵機(jī)組進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)后,通過風(fēng)道運(yùn)送到各房間,這種方式與歐盟利用水作為傳熱介質(zhì)與室內(nèi)空氣進(jìn)行熱交換的方式不同8。因此,用于空調(diào)的熱泵,無論制冷或制熱運(yùn)行,室內(nèi)側(cè)換熱器均直接與空氣換熱,美國的熱泵熱水器通常只用于供應(yīng)生活用熱水,不承擔(dān)采暖負(fù)荷。國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀和前景分析空氣源熱泵熱水器作為一個(gè)新興產(chǎn)品,目前還處于成長初期,對于整個(gè)行業(yè)來說,前景無限廣闊,但是同樣也受到很多因素的制約,怎樣尋找方法突破這些制約,促進(jìn)行業(yè)發(fā)展是當(dāng)務(wù)之急9。空氣源熱泵熱水器想要盡快被大多數(shù)消費(fèi)者接受,還需要真正有實(shí)力的企業(yè)、政府部門的積極引導(dǎo)和長期的推廣宣傳。其次,行業(yè)內(nèi)缺乏產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)突破,技術(shù)門派的多樣性及不規(guī)范性是我國空氣源熱泵熱水器行業(yè)存在的一大問題不同的生產(chǎn)商對于額定制冷能力下的溫度要求說法不一,從而出現(xiàn)一種錯(cuò)誤說法:空氣源熱泵熱水器只適用于我國南方,不適用于北方22??諝庠礋岜脽崴餍袠I(yè)逐漸成為備受關(guān)注的行業(yè),這種高效節(jié)能的產(chǎn)品必將成為時(shí)代發(fā)展的趨勢,及時(shí)前景很好,我們也要客觀理性面對,這樣才能健康長遠(yuǎn)發(fā)展。結(jié) 論 目前空氣源熱泵熱水器的研究成果包括應(yīng)用新型工質(zhì)以提高系統(tǒng)性能、優(yōu)化控制系統(tǒng)、優(yōu)化除霜系統(tǒng)、設(shè)置水箱智能控制系統(tǒng)、采用高效換熱器、合理配置節(jié)流裝置以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。雖然取得了不錯(cuò)的進(jìn)展,但我們面臨的問題依舊不少,比如,現(xiàn)在大多數(shù)采用的制冷劑R22,價(jià)格便宜,熱力性能穩(wěn)定、安全等級高,但是其屬于含氟類制冷劑,對地球臭氧層會造成破壞。追求綠色環(huán)保的制冷劑是我們當(dāng)前急需解決的問題。此外,傳統(tǒng)儲水箱采用內(nèi)置盤管換熱,制冷劑通過管道直接與水換熱,目前大多盤管采用傳熱性能好的銅管,這種結(jié)構(gòu)有許多缺點(diǎn),例如:固定方式簡單容易脫落,時(shí)間長容易生銹。同時(shí),由于該技術(shù)也能很好地與其他技術(shù)相融合,如與太陽能技術(shù)、相變儲熱技術(shù)結(jié)合,發(fā)展?jié)摿薮?。參考文獻(xiàn) 1 張華俊 , 陳偉 , 李 勇 空 氣源 熱泵 熱水器 的研 究與發(fā)展前景 中國 建設(shè)信息供熱制冷, 2 0 0 7 : 1 1 1 3 2 王芳 , 范曉偉 我 國空氣源熱泵 的技術(shù)進(jìn)展 J 能源 工程 2002 ( 4 ) : l 一 3 3 張?zhí)?康 , 翁 文兵 , 喻 晶 R 1 3 4 a 、 R 4 1 7 a 和 R 2 2 用于空 氣 源熱 泵 熱水 器 的性 能研 究 J 流體 機(jī) 械 ,2 0 1 0 , 3 8 ( 5 ) : 7 4 - 7 6 4 劉 杰 , 陳江平 車用空 調(diào) R 1 3 4 a 的發(fā) 展現(xiàn)狀 和替代情況 制冷技 術(shù), 2 0 0 8 , 2 8 ( 1 ) : 3 9 4 1 5 L o r e n t z e r r G T h e u s e o f n a t u r a l r e f r i g e r a n t s : a c o m p l e t e s o l u t i o n t o t h e C F C HC F C p r e d i c a me n t J I n t J R e f r i g ,1 9 9 5 , 1 8 ( 3 ) : 1 9 0 - 1 9 7 6 R i e b e r e r R C 0 2 a s t h e w o r k i n g f l u i d f o r h e a t p u m p A u s t r i a , G r a z U n i v e r s i t y o f t e c h n o l o g y , 1 9 9 8 7 N E K S A P C 0 2 h e a t p u m p s y s t e ms J I n t J R e f r i g ,2 0 0 2 :4 2 1 4 2 7 8 楊大章 , 呂靜 C O 制冷特性 和應(yīng)用分 析【 J 】 制 冷空調(diào)與 電力機(jī)械, 2 0 0 9 , 3 0 ( 1 2 7 ) : 1 6 - 1 7 9 中國空氣源熱泵產(chǎn) 業(yè)聯(lián)盟 2 0 0 9 中國空氣源熱泵產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告【 M 】 2 0 0 9 : 1 4 ; 2 0 4 2 0 7 1 0 張 海峰, 王勤 , 陳光 明 , 等 相變儲 熱 型熱泵 熱水器 的設(shè)計(jì)及實(shí) 驗(yàn)研究 【 J 】 制 冷學(xué)報(bào), 2 0 0 5 , 2 6( 3 ) : 2 2 2 5 11 尹茜, 劉存 芳 太 陽能熱泵 的研究及應(yīng)用 J 節(jié)能技術(shù), 2 0 0 6 , 2 4 ( 3 ) : 2 3 6 2 3 812 陳則韶,江斌,史敏,燮高定影響熱泵COP的因素與節(jié)能途徑分析【J】流體機(jī)械,2007,(1):646813 陳振豪,吳靜怡,陸平,熊珍琴,王彩莉空氣源熱泵熱水器季節(jié)性能實(shí)驗(yàn)及優(yōu)化運(yùn)行研究J能源技術(shù),2005,(3):11711914 張潔,張良俊,王如竹,吳靜怡空氣源熱泵熱水器系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算及實(shí)驗(yàn)研究【J】太陽能學(xué)報(bào),2007,(3):28628915陳嘉澍,陳妹,卓獻(xiàn)榮,宋圭臻,徐娓立桶式家用熱泵熱水器冷凝器性能的研究【J】仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào),2006(2):1214s 劇霏,劉超等儲熱材料在熱泵及其它方面的應(yīng)用J制冷,2006(1):404316 樊高定,江斌,陳則韶,金從卓等一種直熱式冷暖空調(diào)熱水三用機(jī)的研究【J】流體機(jī)械,2007,(7):475117 韓志濤,姚楊,姜益強(qiáng),馬最良空氣源熱泵熱氣除霜問題研究現(xiàn)狀與進(jìn)展【J】流體機(jī)械,2007,(7):677218郭俊杰,吳靜恰,王如竹,張潔,許煜雄空氣源熱泵熱水器節(jié)流特性實(shí)驗(yàn)與分析【J】太陽能學(xué)報(bào),2007,(9):1017102119張秀平,鐘瑜,王磊,蔡松素?zé)岜脽崴畽C(jī)(器)性能指標(biāo)及試驗(yàn)方法探討【J】流體機(jī)械,2007,(Jo):687020顧小尉,王玉軍,盧譚,丁亮空氣源熱泵熱水機(jī)高溫工況運(yùn)行研究與實(shí)驗(yàn)【J】制冷與空調(diào),200,(5):474921張旭熱泵技術(shù)M北京:化學(xué)工業(yè)出版杜,200722 B.D. 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