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    热泵–热泵机组的高效化

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    热泵机组的高效化
    在热泵工程中,常以热泵机组的能效比(EER)大小来描述热泵机组的耗功的多少.也就是说热泵机组的EER值愈大,热泵机组在供同样热情况下,其耗功愈少。目前,各类热泵机组能效比(EER)差异很大.即使同一类型的热泵机组,不同厂家生产的机组能效比也相差很大,如果让给出了部分水/空气热泵机组和空
    气/水热泵机组制热能效比(EER)可看见,其EER值相差很大,这给我们两点启示:
    (1) 在设计选用机组时应进行比较,从中选优;
    (2) 提高热泵机组性能的空间还很大.应引起业内的关注与研究。
    现以空气源热泵为例,说明改善和提高空气源热泵能效比的途径与措施:
    (1) 改善热泵机组的能量调节特性是提高机组能效比的重要途径。文献<<电动热泵的应用>>中明确指出,无能量调节的空气/空气热泵性能系数(COP值)约为3,有50%能量调节的空气/空气能热泵CUP值约为4(比无能量调节的热泵机组COP值提高约30%),实现连续能量调节的空气/空气能热泵COP可以高达到6-7。由此可见,在热泵机组设计中,设有安全、可靠的能量调节装置是十分必要的。目前常用的能量调节方法有:
    1) 小型往复式、滚动转子式、涡旋式压缩机常采用停/开的双位控制进行能量调节;
    2) 多缸往复式压缩机可通过自动控制汽缸卸载实现能量调节;
    3) 螺杆式压缩机通常是由自动控制滑阀或柱塞阀来实现自动能量调节;
    4) 离心式压缩机大多采用叶轮人口导阀开度调节能量;
    5) 热泵机组可用多台压缩机并联的方式或变级电动机分级调节能量;
    6) 热泵机组采用变速技术进行能量调节,使制热量与系统负荷协调变化,实现无级变速调节,常用的变速调节方法有交流变频调节和直流无刷电动机调速,采用直流无刷电动机调速压缩机的能效比比变频调节高10%-20%;
    7) 热泵机组采用数码涡旋式压缩机的能量调节,数码涡旋式压缩机是定频变容系统中常选用的压缩机,等等。
    (2) 空气源热泵冷热水机组采用分体结构形式有利于提高机组在低温工况下运行的可靠性和能效比。目前,国内空气源热泵冷热水机组通常采用整体结构形式。整体式空气源热泵冷热水机组设置在室外,当室外气温过低时,引起空气源热泵热损失加大、润滑油的润滑效果变差、制冷剂的冷迁移、能效比下降等问题。为此,在热泵用的压缩机的曲轴箱或机壳中装设适当功率的润滑油的电加热器,以避免出现上述问题。但这势必要多耗电能,使EER值变小。我们在双级藕合热泵集成系统的研究中,将整体式空气源热泵冷热水机组改为分体式空气源热泵冷热水机组.避免了压缩机在低温下运行出现上述问题,经几年的运行看,其效果十分好。
    (3) 用于寒冷地区的空气源热泵冷热水机组,宜选用闪喷系统设计、两次节流准二级螺杆压缩机热泵循环、一次节流准二级涡旋压缩机热泵循环、带中间冷却器的两级压缩循环、带有经济器的两级热泵循环、单双级藕合热泵循环等系统形式,以提高空气源热泵机组在大压缩比工况下的能效比。
    (4) 结霜使空气源热泵的应用和发展受到了一定的限制,因此目前国内外开展了一些空气源热泵结霜与融霜特性的研究工作。其研究内容主要有:
    1) 霜的形成机理;
    2) 空气源热泵室外换热器结霜特性;
    3) 结霜过程的实验研究;
    4) 融霜时各部件与系统运行特性:
    5) 空气源热泵除霜的自动控制:
    6) 空气源热泵除霜新系统;
    7) 延缓空气源热泵结霜的技术措施;
    8) 无霜空气源热泵系统的创新及室外换热器传热传湿的研究;
    9) 空气源热泵误除霜特性的实验研究等。
    其研究的目的在于改善空气源热泵运行特性,提高空气源热泵运行的可靠性和经济性。
    (5)不断改进空气源热泵各组成部件的性能和优化匹配。例如:用双向储液器替代高压储液器和汽液分离器等;用电子膨胀阀替代毛细管或热力膨胀阀;高效换热器的应用和改进蒸发器、冷凝器的结构形式;选用大一些的供热泵专用压缩机等。通过上述措施改善和提高机组的能效比也是值得关注的途径。
    (编辑:湘宸太阳能节能空气能热泵热水器,本人在湘宸太阳能节能公司上班,您如果有任何有关太阳能方面的问题都可以问我。)
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