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空气源热泵原理、结构及分类

恒星制冷设备 2019-04-27 10:11:35

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热卡诺循环  

由两个定温过程和两个绝热过程所组成的可逆的热力循环叫卡诺循环。蒸发式制冷的原理是利用逆卡诺循环来实现。

蒸发式制冷的循环过程:低温低压的蒸气被压缩成高温高压的气体,在冷凝器中放热冷凝为常温高压液体,常温高压的液体在节流机构处变为常温低压的液体,在蒸发器内吸热变为低温低压的蒸气。


热泵:利用逆卡诺循环中的放热过程的热机即为热泵。

“泵”是一种能提高位能的机械设备,比如水泵主要是提高水位或增加水压。而“热泵”是一种能从自然界的热源中获取低位热能,经过电力做功,输出可被人们所用的高品位热的设备。


热源:是指我们从中抽取能源的环境,如空气,地下井等。

热泵按结构、用途等可以有多种分类。如果按所取热源方式,常见的可分为空气源、水源、地热等;按用途分,可以分为采暖热泵、烘干热泵、热泵热水器。空气源热泵热水器是热泵中一种常见应用方式。

家用型空气源热泵系统结构示意图

系统结构流程:

压缩机→高压保护器→换向阀 →热交换器(家用型水箱)→节流装置→蒸发器→低压保护器→气液分离器→压缩机。


热泵产品的分类及简介

按结构形式:整体式、分体式整体式:机组的氟路系统部件全部集中在一个机箱内,针对某些特殊机型,会要求水箱也内置。

分体式:机组的氟路系统至少需要由2个箱体才能组成。

按加热方式:氟循环式、水循环式、一次加热式

氟循环:在加热过程中,被加热的介质(水)处于自然对流状态,仅仅氟在系统中循环流动。

水循环:在加热过程中,被加热的介质(水)与加热介质(氟)在换热器中采用逆向流动换热,经过多次循环达到设定温度,即水循环。

一次加热式:在加热过程中,被加热的介质(水)与加热介质(氟)在换热器中采用逆向流动换热,一次直接达到设定温度,即直热。


氟循环又可分为:内盘管、外盘管

内盘管的特点:水与氟可以直接通过铜管换热,换热效率相对较高,但因为铜管浸泡在水中,寿命受水质影响较大。

外盘管的特点:水与氟之间换热需要通过水箱壁及铜管,换热效率相对较低,但对系统的保护就较好。

按热源形式分:空气源、水/地源、双源(空气/地)

空气源又分为:常温空气源、低温空气源水/地源又分为:水源热泵、水环热泵、土壤源(地源)热泵,废热源热泵等

按应用方式分:热泵热水器、采暖热泵、高温热泵、三联供热泵

其他:变频热泵 烘干热泵等


热泵热水器的扩展应用

泳池加热:泳池水一般要求恒温在28℃±2℃,对热泵热水器系统而言,是COP值很高的一段,所以加热泳池,恒温泳池水就节能效果而言无可替代,最近很多厂家开发泳池机,可以做得很小,成本低,价格低,很容易被用户接受。


水产养殖:水生物养殖最佳水温不超过30℃也类同泳池,但由于养殖水肿有机养分的作用水多呈酸性,要采取二次换热方式(抗腐蚀的换热器)。前景广阔。


温室大棚加热:即使是在东北地区寒冷冬季-30℃,阳光充足时,温室大棚里的温度却高达50℃,但植物生产地最佳温度是30℃,而到了晚上,高温就要开窗放掉。没有了阳光,尽管有保温措施,也需要烧火加热。采用热泵热水器把地下做个储水槽,白天提取多余热量制作热水储存在地槽里,晚上把这些热水中的热能提取出来用风机盘管送到温室里保持生物生长的合理低限温度,构成节能良性循环。


工业生产恒温:对于电镀,电泳等要求镀泳液的温度保持恒温,采用热泵加热,节能、环保、高效、安全。


易燃易爆物的加热和干燥: 生产烟花爆竹的企业因火药的生产和干燥时有重大事故发生,采用热泵干燥完全隔离火源,很大程度地提高了产品质量,防止失火爆炸事故的发生。

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