夏熱冬冷地區(qū)高效節(jié)能熱泵技術(shù)

夏熱冬冷地區(qū)高效節(jié)能熱泵技術(shù)—熱濕獨(dú)立處理的雙溫雙源熱泵系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)摘要本文主要介紹盾安機(jī)電在高效節(jié)能熱泵技術(shù)領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)工作。在溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)上，進(jìn)行的多功能熱泵、部份復(fù)疊熱泵及橢圓管換熱器、輻射整流等新型末端的研究開(kāi)發(fā)，不同程度地提高了熱泵系統(tǒng)能效比。關(guān)鍵詞：多功能熱泵；復(fù)疊式熱泵；溫濕度獨(dú)立控制；橢圓管換熱器引言熱泵具有制冷制熱功能，因而是夏熱冬冷地區(qū)夏季空調(diào)、冬季供暖的理想的冷熱源設(shè)備。但由于熱泵特別是空氣源熱泵性能受環(huán)境影響較大，其性能變化與建筑負(fù)荷需求呈相反趨勢(shì)，這給擴(kuò)大熱泵應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能帶來(lái)不少困難。我們?cè)跓釢褙?fù)荷獨(dú)立處理、溫濕度獨(dú)立控制空調(diào)技術(shù)[1~3]基礎(chǔ)上，以熱（冷）能溫度匹配、梯級(jí)利用為指導(dǎo)思想，進(jìn)一步提出了雙溫雙源熱泵系統(tǒng)的根念，并與國(guó)內(nèi)外企事業(yè)單位和高等院校合作進(jìn)行了多功能熱泵機(jī)組、部分復(fù)疊式熱泵系統(tǒng)以及橢圓管換熱器、新型輻射末端產(chǎn)品等方面進(jìn)行了初步的研究開(kāi)發(fā)，本文是對(duì)以上工作的簡(jiǎn)要介紹和總結(jié)，冀拋磚引玉，有助于高效熱泵技術(shù)的研究發(fā)展。1．多功能熱泵機(jī)組多功能熱泵機(jī)組設(shè)置了兩組冷凝器：一個(gè)風(fēng)冷冷凝器，一個(gè)水冷冷凝器，如圖1所示。根據(jù)建筑物具體情況，該熱泵可以熱回收、水冷、復(fù)疊等模式運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能目的，以下對(duì)其作簡(jiǎn)要介紹。1．1熱回收模式此模式下，熱泵蒸發(fā)器17供冷的同時(shí)，輔助冷凝器7可以提供45~55℃熱水，綜合能效比可達(dá)8.0以上。1．2水冷模式不需要熱回收或熱量有多余時(shí)，輔助冷凝器7可與冷卻塔聯(lián)合運(yùn)行，使熱泵冷凝壓力降低，制冷能效比較風(fēng)冷提高15%~30%。我們的初步計(jì)算表明，當(dāng)年制冷運(yùn)行時(shí)間>1000小時(shí)時(shí)，增加的成本可以在4年內(nèi)收回。1．3太陽(yáng)能輔助運(yùn)行模式冬季，該機(jī)組可以與集熱器聯(lián)合運(yùn)行，太陽(yáng)集熱器提供15℃左右的熱水進(jìn)入熱泵換熱器7作為熱泵低溫?zé)嵩矗淠?7則提供熱水供暖。這種模式使得太陽(yáng)能集熱器、熱泵效率均大副提高。夏季，采用溫濕度獨(dú)立控制技術(shù)，熱泵換熱器17提供高溫冷水處理室內(nèi)顯熱，而自換熱器7出來(lái)的冷卻水經(jīng)集熱器進(jìn)一步加熱后，驅(qū)動(dòng)溶液除濕系統(tǒng)對(duì)新風(fēng)進(jìn)行干燥、除濕，以承擔(dān)室內(nèi)潛熱負(fù)荷。由于引入太陽(yáng)能能集熱器，熱泵冬、夏季運(yùn)行效率均得以提高，且無(wú)論天氣陰晴，均能保證熱水供應(yīng)，高效節(jié)能。1．4混合熱源模式對(duì)于某些建筑，當(dāng)可供使用的地下水、河水、污水、地埋管等不能滿足冷、熱負(fù)荷需要時(shí)，采用該熱泵機(jī)組可利用有限的可再生能源作為輔助熱源，或交替運(yùn)行，提高熱泵效率。稱圖濾1.悼冷多功能熱泵系作統(tǒng)示意圖描2鏈．部分復(fù)疊式氧雙溫?zé)嵩礋岜萌∠到y(tǒng)螺人體的熱舒適現(xiàn)感與周圍壁面每溫度決定、輻萍射溫度、所處醬環(huán)境空氣溫度恐、風(fēng)速等因素如有關(guān)。常規(guī)熱超泵技術(shù)主要通伙過(guò)控制室內(nèi)空像氣溫度和濕度淡維持熱舒適，排對(duì)熱泵工作時(shí)詠冷的熱源溫度條水平要求較高漸，影響熱泵性耽能。當(dāng)采用雙稱溫?zé)嵩礋岜谩⒍鑼?duì)壁面溫度進(jìn)畏行控制時(shí)，不朝僅有助于改善叉熱環(huán)境，提高瞞熱舒適感，還懂可以降低對(duì)熱繪泵冷熱源溫度寸水平的要求，豆從而提高熱泵岡能效。而為了累兼顧冬、夏制蹦冷制熱性能，蔑我們提出了部泄分復(fù)疊雙溫?zé)崃辉礋岜孟到y(tǒng)，縮如糖圖臟2蛛所示。罩圖遇2.紡雪部份復(fù)疊式熱湯泵示意參圖爸片攻歲圖貨3.碼咱二級(jí)熱泵示意聰圖匙這是一個(gè)新型帖的混合空調(diào)系砌統(tǒng)。該系統(tǒng)由研一級(jí)熱泵、二厭級(jí)熱泵組成。君其中一級(jí)熱泵丙制取高溫冷水糊處理顯熱，回浩水出一路進(jìn)入阿二級(jí)熱泵，作紙為其冷卻水處廁理潛熱（主要柿是對(duì)新風(fēng)除濕勉），由三通閥把調(diào)節(jié)其流量可慣在一定程度上庭調(diào)節(jié)其容量。偉冬季制熱時(shí)，你一級(jí)熱泵制取倡低溫?zé)崴?，以昌輻射方式供暖訂，回水分出一立路進(jìn)入二許級(jí)熱泵，作為裁其低溫?zé)嵩醇訑y熱室內(nèi)空氣（灣或新風(fēng)）。另我們的初步理鍬論分析表明，濁制冷、空調(diào)時(shí)覆，當(dāng)二級(jí)熱泵刻承擔(dān)的負(fù)荷占鵲總負(fù)荷的比例湯不大投于抬50膠%作時(shí)，本系統(tǒng)較遷常規(guī)熱泵系統(tǒng)泉性能寺高船5~40圖%躲。更重要的是牧，對(duì)空氣源熱挽泵，本系統(tǒng)由從于可以復(fù)疊運(yùn)重行，受惡劣天豪氣的影響較小觸。提為了進(jìn)一步提職高系統(tǒng)能效，耍設(shè)計(jì)了賢圖粗3夠所示的熱泵新駁風(fēng)機(jī)組，其中銜增設(shè)一風(fēng)冷冷渾凝器，實(shí)現(xiàn)熱短回收的同時(shí)，糞減少了一級(jí)熱家泵冷負(fù)荷，從底而提高了系統(tǒng)路總能效。3．新型末端糞熱泵提供不同葉溫度水平的冷恢、熱源，還需榜要相應(yīng)的末端遞產(chǎn)品配合使用倒，才能充分發(fā)粥揮雙溫雙源、潮熱濕負(fù)荷獨(dú)立肌處理的優(yōu)勢(shì)中佳，否則熱泵機(jī)末組能效的提高罷，可能被末端撒能耗的增加抵帥消淹[4]板.飽盾安機(jī)電與國(guó)吸內(nèi)外企事業(yè)單程位合作，研究志開(kāi)發(fā)了新型高竟效節(jié)能末端，光保證了雙溫雙松源、熱濕負(fù)荷貪獨(dú)立處理熱泵凳系統(tǒng)的高效節(jié)司能。縫3定．?dāng)?稀于輻射整流末端忙這種輻射端以服低溫空氣誘導(dǎo)潤(rùn)部分室內(nèi)回風(fēng)己通過(guò)整流板以模較低的風(fēng)速均業(yè)勻地送出，即荒無(wú)冷凝水或漏站水之虞，又舒似適、健康。整流區(qū)0.2~0.8m/s空調(diào)機(jī)組&新風(fēng)機(jī)組室內(nèi)誘導(dǎo)空氣誘導(dǎo)比例約4：6送風(fēng)帶狀噴嘴希3吵．巧2樓橢圓管換熱器整流區(qū)0.2~0.8m/s空調(diào)機(jī)組&新風(fēng)機(jī)組室內(nèi)誘導(dǎo)空氣誘導(dǎo)比例約4：6送風(fēng)帶狀噴嘴值銅管串鋁片是際目前空調(diào)設(shè)備遺中常用的換熱諒器。這種換換領(lǐng)熱器生產(chǎn)工藝乏和裝備技術(shù)均記較為顧熟，故寧獲得廣泛應(yīng)用塊。由于圓管換供熱器中空氣流弓動(dòng)方向與傳熱父方向夾角較大煙，橫向掠過(guò)圓券管時(shí)發(fā)生邊界除層分離、旋渦避脫離，故這種葵換熱器阻力較椒大，傳熱效率第不高。根據(jù)強(qiáng)氏化傳熱黃的雷“拿場(chǎng)協(xié)閃同創(chuàng)”賤理論，采用橢麻圓管時(shí)，管內(nèi)午外換熱均可得怖以強(qiáng)化，且管盜外換熱阻力大環(huán)大減小，應(yīng)用秀于空氣調(diào)節(jié)設(shè)疏備，可減小風(fēng)廳機(jī)功耗。盾安咸機(jī)電已經(jīng)與國(guó)帆外合作，開(kāi)發(fā)謝成功空調(diào)橢圓順管換熱器，實(shí)妄測(cè)表明，相同刮供冷量時(shí)，風(fēng)諸阻僅為常規(guī)表啦冷器葛的柳1/3~1/擊2種。4．結(jié)束語(yǔ)培采用雙溫雙熱貌源、溫濕度獨(dú)雞立控制是進(jìn)一狠步提高熱泵系凳統(tǒng)能效的重要盯途徑，以熱（喝冷）能溫度匹欣配、梯級(jí)利用孔為指導(dǎo)思想，緊盾安機(jī)電與國(guó)蒸內(nèi)外企