空气源热泵技术
发布时间:
2020/02/03
总之,无论何种空调,其基本原理都遵循能量守恒定律:能量(冷热)交换的过程。制冷是将室内的热量交换到室外,如果是风冷空调,则将热量交换到大气的过程中,目前大部分空调都是这样工作的,一定程度上会导致局部气温上升。而空气能热泵则是将释放的能量送到水箱中进行热量交换。
1. 空气源热泵技术基于逆卡诺循环原理,是一种节能环保的制热技术。
空气源热泵系统利用自然能量(空气蓄热)获取低温热源,系统高效集热后转化为高温热源,用于采暖或供应热水,系统集热效率很高。
2. 热泵具有四大优点:一是节能,有利于能源综合利用;二是环保;三是冷热结合,设备利用率高,节省投资;四是电驱动,调控方便。因此,热泵备受关注。
3. 热泵技术是21世纪的一项能源技术,可以通过热泵的形式提高能源利用效率。能源利用效率有两个含义:从环境角度来看,可以减少温室气体排放,减少对环境的危害;从另一方面来说,它也是解决电力高峰负荷的一项技术。
4. 热泵利用逆卡诺原理,以极少的电能吸收空气中大量的低温热能,通过压缩机压缩后转化为高温热能,传输至水箱加热热水。因此,它能耗低、效率高、速度快、安全性好、环保性强,可以源源不断地供应热水。作为热水系统,它具有无可比拟的优点。但空气源热泵的主要缺点是供热能力和供热性能系数会随着室外气温的降低而降低,因此其使用受到环境温度的限制,一般适用于最低温度在-10℃以上的地区。将热泵技术与太阳能结合使用,空气源热泵将是一种理想的辅助加热设备。
5. 热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第二定律,利用热泵原理,只需消耗少量机械功(电能),即可将低温环境(大气或管道等)中的热量转移到高温环境下的热水器中,加热制取高温热水。热泵可以与水泵类比,水不能自发地从低处流向高处,需要水泵输送;同样,根据热力学第二定律,热量也不能自发地从低温环境转移到高温环境,需要一台机器消耗一部分机械功(例如电能),才能将低温环境中的热量转移到高温环境中。这样的机器称为“热泵”。热泵的作用是将空气中或低温水中的热量,以及最初使用的电能转化成的热能,一起转移到高温环境中应用。
一台完整的空气能热泵包含两个主要部分:
但实际上这两个部分紧密联系,密不可分,必须同时工作。即在加热热水的同时,给厨房制冷;或者说在给厨房制冷的同时也在加热热水。
其内部结构主要由四个核心部件组成:压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器。
其工作流程如下:压缩机将回流的低压冷媒压缩后,变成高温高压的气体排出;高温高压的冷媒气体流经缠绕在水箱外面的铜管,输送至水箱内,冷却后冷媒在压力的持续作用下变成液态;经膨胀阀后进入蒸发器,由于蒸发器的压力骤然降低,液态冷媒迅速蒸发成气态,并吸收大量的热量。同时,风扇作用下,大量空气流过蒸发器外表面,空气中的能量被蒸发器吸收,空气温度迅速降低,变成冷气排进厨房。然后吸收了一定能量的冷媒回流到压缩机,进入下一个循环。
由以上工作原理可以看出,空气能热泵的工作原理与空调原理有一定相似之处,应用了逆卡诺原理,通过吸收空气中大量的低温热能,通过压缩机的压缩转化为高温热能,传递给水箱,加热水。整个过程是一种能量转移过程(从空气转移到水中),而不是能量转换过程,没有通过电加热元件加热热水,或燃烧可燃气体加热热水。
不管是空调还是热泵,实际上都遵循能量守恒的基本原理:能量(冷热)交换的过程。制冷是将室内的热量交换到室外,如果是风冷机就交换到大气中,大部分空调都是这样工作的,导致局部高温升高。而空气能热泵将释放的能量转移到水箱中交换热量。制热则反过来。冷媒循环:气态→液态→气态,气态冷媒在压缩机压力下变成液态的过程会产生热量,转移到水箱;液态冷媒变冷后流到室内交换管道与室内空气交换变成冷气,然后再次变成气态冷媒。
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