2008年12月17日,歐盟議會(huì)決定,將空氣能認(rèn)定是可再生資源,因熱泵技術(shù)能夠高效的借助空氣能。在日本該技術(shù)早已是可再生資源范圍,且政府的支持和補(bǔ)助對空氣能熱泵的發(fā)展推動(dòng)非常大。2015年,任建部發(fā)表了《空氣能列入可再生資源范圍的指導(dǎo)手冊》建議將空氣能熱水器能列入可再生資源范圍,在我國一部分地方以將其歸入可再生資源范圍。空氣能熱泵的主要?jiǎng)恿κ强稍偕Y源空氣,而熱泵技術(shù)被認(rèn)定是最有效的借助可再生低溫?zé)岬囊环N方式。
伴隨著在我國老百姓生活條件的提升,對生活熱水的需求量快速增漲,及其節(jié)能、環(huán)保意識的增強(qiáng),推動(dòng)了空氣能熱泵熱水器的發(fā)展,同時(shí)空氣源在干燥及供暖和制冷方面的研究也在增多。這篇文章對于空氣能熱泵工作原理,分析了其優(yōu)缺點(diǎn)。
2工作原理及優(yōu)點(diǎn)
2.1工作原理
空氣能熱泵技術(shù)是一種節(jié)能、環(huán)保的技術(shù),其原理是逆卡諾循環(huán)。空氣能熱泵系統(tǒng)在空氣中獲得超低溫?zé)嵩矗?jīng)系統(tǒng)高效轉(zhuǎn)化后變成高溫?zé)嵩矗糜谌∨蚬?yīng)熱水及干燥藥品,系統(tǒng)在采暖或供應(yīng)熱水及干燥的原理相同,只不過在冷凝器末端的換熱連接方式不一樣。空氣能熱泵熱水器工作時(shí),蒸發(fā)器從空氣中吸取大量超低溫?zé)嵩磥碚舭l(fā)傳熱冷媒,蒸發(fā)后的超低溫低壓傳熱冷媒蒸氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后變成高溫高壓的氣體,高溫高壓的氣體經(jīng)過冷凝器上方內(nèi)管冷凝換熱,換熱后的冷凝液從冷凝器內(nèi)管下方流出,而冷卻水從下方進(jìn)入套管冷凝器管間空腔,經(jīng)逆流換熱后從冷凝器上方流出進(jìn)入保溫水箱,溫度升高的冷卻水可以用于生活用水等,冷凝后的傳熱冷媒經(jīng)過膨脹閥回到蒸發(fā)器中,再被蒸發(fā),這樣的反復(fù)循環(huán)下去。
2.2空氣能熱泵的理論循環(huán)
空氣能熱泵系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)有各種不可避免的損失,而卡諾循環(huán)是理想的循環(huán)過程,實(shí)際上的循環(huán)與理想循環(huán)有一定的差距。在空氣能熱泵系統(tǒng)的循環(huán)計(jì)算和分析中,對實(shí)際上的循環(huán)作合理的簡單化、假設(shè),將會(huì)使實(shí)際上的循環(huán)處理起來比較方便,也可以表示實(shí)際上循環(huán)的理論特征。
在空氣能熱泵系統(tǒng)中的假設(shè)如下:
(1)根據(jù)某一特定的循環(huán)冷媒,冷媒在壓縮機(jī)中進(jìn)行等熵過程;
(2)在冷凝器中進(jìn)行等壓等溫冷凝;
(3)在節(jié)流閥中進(jìn)行絕熱節(jié)流,等焓不變;
(4)從節(jié)流閥出來進(jìn)入蒸發(fā)器中進(jìn)行等壓等溫的蒸發(fā),來完成一次理論循環(huán)。
所謂基本理論循環(huán)是指制冷劑冷媒在蒸發(fā)器出口為飽和氣體,在冷凝器出口為過冷液體的循環(huán),基本理論循環(huán)在壓焓圖和溫熵圖上的表示如下。
其中,1-2過程為冷媒在壓縮機(jī)中的等熵壓縮,2-2′-3過程為冷凝過程,3-4過程為節(jié)流過程,圖中用虛線畫出,4-1過程為蒸發(fā)器吸取空氣中的超低溫?zé)嵩炊M(jìn)行的等溫等壓吸熱,機(jī)組完成過程1-2-2′-3-4-1來循環(huán)運(yùn)行。
空氣能熱泵熱水器原理圖
基本理論壓焓圖
2.3空氣能熱泵的優(yōu)點(diǎn)
(1)節(jié)能省錢:節(jié)能效果非常的好使得投資回報(bào)期短,與燃?xì)狻㈦姛崴飨啾龋甓瘸杀咀畹汀?/p>
(2)環(huán)保安全:無污染物排出,對身體沒有危害的,有著良好的環(huán)保、社會(huì)效益。沒有電熱水器加熱元件與水直接接觸的漏電危險(xiǎn),沒有燃?xì)鉄崴鞯穆狻⒅卸疚kU(xiǎn)。
(3)減輕用電高峰:多組機(jī)組安裝建立中央熱水系統(tǒng),可在晚上工作產(chǎn)生熱水供白天用電高峰使用,發(fā)揮減輕用電高峰的作用。
(4)裝方便,工作年限長:占地面積小、安裝方便,對大中城市的高層建筑是個(gè)非常好的選擇;
工作年限長達(dá)10年以上,不會(huì)受到夜晚、陰天的影響,設(shè)備自動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行。