热泵技术的应用

应用技术China science and Techmology Review *N热泵技术的应用孟凡丹于文张润丰(辽宁工程技术大学辽宁阜新123000)摘要:地源热泵是一种热量提升装置,正如人们见到的自然现象——水由高处流向低处一样,热量也总是从高温物体向低温物体传递,跟水泵可以将水从低处提升到高处一样,采用热泵技术同样可以将热量从低温提升到高温关键词]:热泵技术应用中图分类号:C939文献标识码:C文章编号:1009-914X(2012)26-0621-011、环保节能的地源热泵技术应用前景广阔以应用于所有的采暖空调和热水供应系统,并可以和其它新能源技术地源热泵是一种热量提升装置,正如人们见到的自然现象——水有机结合,提高综合利用效率。目前,高温地源热泵在工程中的实际由高处流向低处一样,热量也总是从高温物体向低温物体传递,跟水应用主要有如下几种形式。泵可以将水从低处提升到高处一样,采用热泵技木同样可以将热量从燃煤或燃油(气锅炉改造。直接替代供热锅炉,具有占地少,低温提升到高温。地源热泵不仅可以用于冬季采暖,也可以用于夏季工程量小,环保,安全,运行费用低等优势,可以直接接驳散热其采制冷空调和全年提供生活热水,实现一机多用。实践证明,以地热(源)暖系统而不需要改造末端系统,虽然一次投资高于普通供热锅炉,但能包括地下水、土壤、地表水等作为热泵夏季制冷的冷却源、冬季采因其运行费用仅相当于燃煤锅炉,其增加的投资可以在3-5年内收回暖供热的低温热源,实现采暖、供冷、供生活热水,替代传统的制冷(2低温地热和地热尾水利用。对于许多温度在50C以下的地热机+锅炉的建筑物空调、采暖、供热模式,是改善城市大气环境、节资源,直接利用效益不佳,可以采用高温地源热泵,以其作为热源,约能源的一条有效途径,也是我国地热源)能利用一个新的发展方向。向采暖系统供热或提供生活热水。对于50°C以上的地热资源,一般地球浅表层(<400m是一个巨大的恒温体系,温度几乎不受环境地热水在经过采暖系统或生活热水系统后直接排放或回灌,地热尾水气候变化的影响,如北京地区年平均温度为13-15℃,其能量的来源的温度在40℃左右,可以利用高温地源热泵回收地热尾水中的热量主要是地面吸收了约40%太阳光的热能,因此,地热(源能也是一种向系统供热,使地热尾水排放温度降底到10℃左右,大大提高地热洁净的可再生能源。它具有热流密度大、容易收集和输送、参数稳定资源的利用率,使一眼井产生两眼井的效益。(流量、温度)、使用方便、不受地域限制等优点。(3与太阳能供热系统的结合。目前太阳能越来越多的应用到建筑地热(源)能作为一种清洁可再生能源,在利用时,不象化石燃料热水供应和空调采暖系统之中,但是因为太阳能资源的不稳定性,基在获取能源和产生电力的同时,向环境排放大量的燃烧产物,如Co2、本上需要常规能源作为辅助,如采用电锅炉、染油(气锅炉辅助加热。so2、NOx、粉尘等,对环境造成严重的污染,引起温室效应、酸雨、将高温地源热泵与太阳能结合用于建筑热水供应和采暖系统,一方面土地沙漠化等灾害,也严重影响了人们的身心健康。因此,开发利用可以节省大量的能源费用,减少对环境的污染,另一方面,对太阳能清洁无污染的地热(源)能已是社会发展的必然趋势。热水的温度要求降低,在满足供热温度的同时极大的提高了太阳能集高温地源热泵的“高温”是相对于目前占市场主导地位的最高热器的吸热效率,减少集热器的投资。热水出水温度在55°C以下的地源热泵产品而言,一般指在地(水源温随着新能源利用和节能建筑技术的进一步推广,建筑能耗逐渐降度10-15°时,供热温度在60°以上的产品,正常运行出水温度范低,高温地源热泵的应用空间将越来越大,将会出现更多的应用形式围在62-72C,可以满足所有的中央空调和生活热水系统的水温要4、高温热泵技术应用实例求。虽然在供热出水温度上只有十几度的提高,但对于热泵技术来说高温地源热泵空调、采暖、热水三联供系统。如中国科学院外却是一个极大的突破,一般的地源热泵机组在该工况下,性能会极大国专家公寓,宾馆,建筑面积11000m2,中央空调系统,末端设备衰减基至无法运行,因此高温热泵产品对设备零部件的选择和制冷剂风机盘管。原空调制冷设备螺杆式冷水机组,采暖热源为城市热力的使用都有很高的要求,产品的研发和设计方面的成本也很高。目前热水由自备燃油锅炉供应。2001年8月系统进行改造,安装两台广国内市常上拥有高温热泵技术和产品的企业寥寥无几州能源研究所研制,北京中科能公司生产的地源热泵机组替换原制冷2、高温地源热泵的几个关键技术采暖和制热水设备,GWHP400型高温热泵机组一台,额定制冷量相对于输出温度55℃以下的热泵技术,高温地源热泵在不提高356kW,额定制热量401kW,WRB470型商用热泵机组一台额定制低温热源(地源)温度的情况下,热泵供热温度达到60℃以上,并保持冷量402kw,额定制热量470kw。设抽回灌井各一口,亠抽一灌井较高的运行效率和稳定的运行状态,一般霱要解决如下几个关键技深76.5米,井水温度15℃,每口井设一潜水泵。术运行工况(1)压缩机的选择:目前热泵设备常用压缩机类型主要有螺杆压缩夏季机组制冷运行,向空调系统供冷,并由高温热泵机组回收空机、全封闭涡旋压缩机与半封闭活塞压缩机等,经过对不同类型压缩调余热产生每天60m3卫生热水,热水温度60℃。冬季机组制热运机工作特性进行比较研究,目前高温热泵设备一般选用半封闭活塞压行,向空调系统供热的同时由高温热泵机组供应卫生热水。过渡季节由高温热泵机组制热运行供应生活热水(2)工质的选择:根据高温热泵设备最大工作压力≤25ba,采用对目前该系统经过了两个采暖期和两个空调期的运行,取得了良好环境友好的R134a作为制冷剂为工质,对环境无污染,对臭氧层无破的效益。在运行费用方面地源热泵系统每年可比原系统节约运行费用坏作用38万元以上,经济性分析如上图3所示空调期150天采暖期含过(3}循环系统的设计:采用多路独立制冷循环系统,共用一个水循渡期150天;全年热水)。环系统,降低了设备的冷凝工作温度和压力作者简介:(4)在设备内部增设一特殊换热装置经济器),增加设备运行时的第,作者:孟凡丹,女,汉族,1990.1203,辽宁省阜新市人现稳定性就读于辽宁工程技术柿下程学陪执能与动力工程系10-15)系统控制的优化:采用平均压缩机运行时间的优化控制模式,中国煤化工保证整体机组的长时间高温稳定运行和使用寿命,并根据地源温度和二作者:于冬季热源温度,调节高温热泵运行工作状态和条件。CNMHG省大连市,现就读于辽宁工程技术系10-1级3、高温地源热泵系统的应用形式第三作者:张润丰,男,汉族,1990.7.12,天津市人,现就读高温地源热泵技术作为一种高效、环保、节能的供热制冷技术可于辽宁工程技术大学机械工程学院热能与动力工程系09-1级。科技博览621