2008年12月17日,欧盟议会决定,将空气能认定是可再生资源,因热泵技术能够高效的借助空气能。在日本该技术早已是可再生资源范围,且政府的支持和补助对空气能热泵的发展推动非常大。2015年,任建部发表了《空气能列入可再生资源范围的指导手册》建议将空气能热水器能列入可再生资源范围,在我国一部分地方以将其归入可再生资源范围。空气能热泵的主要动力是可再生资源空气,而热泵技术被认定是最有效的借助可再生低温热的一种方式。
伴随着在我国老百姓生活条件的提升,对生活热水的需求量快速增涨,及其节能、环保意识的增强,推动了空气能热泵热水器的发展,同时空气源在干燥及供暖和制冷方面的研究也在增多。这篇文章对于空气能热泵工作原理,分析了其优缺点。
2工作原理及优点
2.1工作原理
空气能热泵技术是一种节能、环保的技术,其原理是逆卡诺循环。空气能热泵系统在空气中获得超低温热源,经系统高效转化后变成高温热源,用于取暖或供应热水及干燥药品,系统在采暖或供应热水及干燥的原理相同,只不过在冷凝器末端的换热连接方式不一样。空气能热泵热水器工作时,蒸发器从空气中吸取大量超低温热源来蒸发传热冷媒,蒸发后的超低温低压传热冷媒蒸气经压缩机压缩后变成高温高压的气体,高温高压的气体经过冷凝器上方内管冷凝换热,换热后的冷凝液从冷凝器内管下方流出,而冷却水从下方进入套管冷凝器管间空腔,经逆流换热后从冷凝器上方流出进入保温水箱,温度升高的冷却水可以用于生活用水等,冷凝后的传热冷媒经过膨胀阀回到蒸发器中,再被蒸发,这样的反复循环下去。
2.2空气能热泵的理论循环
空气能热泵系统在运行时有各种不可避免的损失,而卡诺循环是理想的循环过程,实际上的循环与理想循环有一定的差距。在空气能热泵系统的循环计算和分析中,对实际上的循环作合理的简单化、假设,将会使实际上的循环处理起来比较方便,也可以表示实际上循环的理论特征。
在空气能热泵系统中的假设如下:
(1)根据某一特定的循环冷媒,冷媒在压缩机中进行等熵过程;
(2)在冷凝器中进行等压等温冷凝;
(3)在节流阀中进行绝热节流,等焓不变;
(4)从节流阀出来进入蒸发器中进行等压等温的蒸发,来完成一次理论循环。
所谓基本理论循环是指制冷剂冷媒在蒸发器出口为饱和气体,在冷凝器出口为过冷液体的循环,基本理论循环在压焓图和温熵图上的表示如下。
其中,1-2过程为冷媒在压缩机中的等熵压缩,2-2′-3过程为冷凝过程,3-4过程为节流过程,图中用虚线画出,4-1过程为蒸发器吸取空气中的超低温热源而进行的等温等压吸热,机组完成过程1-2-2′-3-4-1来循环运行。
空气能热泵热水器原理图
基本理论压焓图
2.3空气能热泵的优点
(1)节能省钱:节能效果非常的好使得投资回报期短,与燃气、电热水器相比,全年度成本最低。
(2)环保安全:无污染物排出,对身体没有危害的,有着良好的环保、社会效益。没有电热水器加热元件与水直接接触的漏电危险,没有燃气热水器的漏气、中毒危险。
(3)减轻用电高峰:多组机组安装建立中央热水系统,可在晚上工作产生热水供白天用电高峰使用,发挥减轻用电高峰的作用。
(4)装方便,工作年限长:占地面积小、安装方便,对大中城市的高层建筑是个非常好的选择;
工作年限长达10年以上,不会受到夜晚、阴天的影响,设备自动、稳定运行。