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空氣源熱泵工作原理、選用及噪聲處理方法


熱泵機組是以消耗一部分低品位能源(機械能、電能或高溫熱能)為補償,使熱能從低溫熱源向高溫熱源傳遞的裝置。其實(shí)質(zhì)是借助降低功的品位,提供品位較低而數量更多的能量。由于熱泵能將低溫熱能轉換為高溫熱能,因此是回收低溫余熱、利用環(huán)境介質(zhì)(地下水、地表水、土壤和室外空氣等)中儲存的能量的重要途徑。
熱泵技術(shù)是近年來(lái)在倍受關(guān)注的新能源技術(shù)。人們所熟悉的“泵"是一種可以位能的機械設備,比如水泵主要是將水從低位抽到高位。而“熱泵"是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能,經(jīng)過(guò)電力做功,提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。據泵閥英才網(wǎng) 收集的各類(lèi)相關(guān)知識,整理出的熱泵應用技術(shù)及其應用如下:
空氣源(風(fēng)冷)熱泵目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調器、商用單元式熱泵空調機組和熱泵冷熱水機組。熱泵空調器已占到家用空調器銷(xiāo)量的40~50%,年產(chǎn)量為400余萬(wàn)臺。熱泵冷熱水機組自90年代初開(kāi)始,在夏熱冬冷地區得到了廣泛應用,據不完全統計,該地區部分城市中央空調冷熱源采用熱泵冷熱水機組的已占到20~30%,而且應用范圍繼續擴大并有向此移動(dòng)的趨勢。
1、關(guān)于空氣源熱泵能耗評價(jià)問(wèn)題
為了評價(jià)和比較熱泵機組與其它冷暖設備的能耗,大約有30篇論文涉及此問(wèn)題。介紹了適用于熱泵機組能耗分析的理論與軟件,根據空調冷負荷、室外干球溫度、熱泵出水溫度等參數,采用溫頻數法,求解熱泵供冷全年能耗。在求解熱泵冬季能耗時(shí),除考慮空調熱負荷、熱泵出水溫度、室外干球溫度外,還把室外相對濕度(即溫濕頻數)考慮到熱泵供熱性能中,軟件經(jīng)工程實(shí)例計算,與實(shí)際耗能量有較好的吻合,為能耗評價(jià)提供了一種方法。
2、風(fēng)冷熱泵機組的選用
目前設計選用風(fēng)冷熱泵冷熱水機組,常根據計算得到的冷熱負荷,考慮同時(shí)使用系數及冷(熱)量損耗系數后,按機組銘牌標定值選擇機組臺數。由于空氣源熱泵機組的產(chǎn)冷(熱)量隨室外參數的改變而變化,這種選擇方法可能造成機組選得過(guò)大,造成浪費;或者選得過(guò)小,使供冷(熱)量不足,達不到使用要求。為此建議采用空調的逐時(shí)冷熱負荷和熱泵機組的供熱供冷能力的逐時(shí)變化曲線(xiàn)對照選擇,會(huì )得到比較滿(mǎn)意的結果。
熱泵是一種將低溫熱源的熱能轉移到高溫熱源的裝置。通常用于熱泵裝置的低溫熱源是我們周?chē)慕橘|(zhì)——空氣、河水、海水,或者是從工業(yè)生產(chǎn)設備中排出助工質(zhì),這些工質(zhì)常與周?chē)橘|(zhì)具有相接近的溫度。熱泵裝置的工作原理與壓縮式制冷機是一致的;在小型空調器中,為了充分發(fā)揮它的效能,在夏季空調降溫或在冬季取暖,都是使用同一套設備來(lái)完成的。在冬季取暖時(shí),將空溫器中的蒸發(fā)器與冷凝器通過(guò)一個(gè)換向閥來(lái)調換工作, 在夏季空調降溫時(shí),按制冷工況運行,由壓縮機排出的高壓蒸汽,經(jīng)換向閥(又稱(chēng)四通閥)進(jìn)入冷凝器,制冷劑蒸汽被冷凝成液體,經(jīng)節流裝置進(jìn)入蒸發(fā)器,并在蒸發(fā)器中吸熱,將室內空氣冷卻,蒸發(fā)后的制冷劑蒸汽,經(jīng)換向閥后被壓縮機吸入,這樣周而復始,實(shí)現制冷循環(huán)。在冬季取暖時(shí),先將換向閥轉向熱泵工作位置,于是由壓縮機排出的高壓制冷劑蒸汽,經(jīng)換向閥后流入室內蒸發(fā)器(作冷凝器用),制冷劑蒸汽冷凝時(shí)放出的潛熱,將室內空氣加熱,達到室內取暖目的,冷凝后的液態(tài)制冷劑,從反向流過(guò)節流裝置進(jìn)入冷凝器(作蒸發(fā)器用),吸收外界熱量而蒸發(fā),蒸發(fā)后的蒸汽經(jīng)過(guò)換向閥后被壓縮機吸入,完成制熱循環(huán)。這樣,將外界空氣(或循環(huán)水)中的熱量“泵"入溫度較高的室內,故稱(chēng)為“熱泵"。
3、熱泵機組的噪聲治理
單臺或多臺熱泵機組的噪聲治理。分析風(fēng)冷熱泵機組的噪聲傳播特性,結合熱泵機組的噪聲治理工程實(shí)例,介紹了封閉式隔聲消聲裝置的設計方法、設計要點(diǎn)和治理效果。
由于風(fēng)冷式熱泵的操作、管理及維修比較方使,具有制冷制熱的雙重功能,機組的散熱又不需要冷卻塔,因此,應用越來(lái)越多。但熱泵機組的噪聲易對周?chē)h(huán)境產(chǎn)生影響,近幾年上海等地發(fā)生熱泵噪聲擾民的事件增多,已成為近期城市中一類(lèi)帶有普遍性的固定源噪聲污染問(wèn)題。因此了解單臺或多臺熱泵的噪聲傳播特性,探討熱泵機組群噪聲防治的方法。
從熱泵機組的噪聲源、噪聲特性、熱泵機組的噪聲治理實(shí)例、噪聲控制及治理的技術(shù)角度看,熱泵機組噪聲治理工程實(shí)例有推廣價(jià)值和意義,在較好地解決了熱泵機組通風(fēng)散熱、進(jìn)排風(fēng)問(wèn)題、熱泵正常運行的前提下,采用全封閉的隔聲消聲裝置,把熱泵的A聲級噪聲降低20 dB左右,為在某些特殊場(chǎng)合把熱泵噪聲降低至需要的程度的噪聲治理工程設計提供了一個(gè)可以借鑒的成功實(shí)例,在熱泵的排風(fēng)余壓較低或不了解具體的余壓時(shí),在設計隔聲消聲裝置的進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統時(shí)可以有一個(gè)具體的計算依據。
空氣源熱泵在運行中,蒸發(fā)器從空氣中的環(huán)境熱能中吸取熱量以蒸發(fā)傳熱工質(zhì),工質(zhì)蒸氣經(jīng)壓縮機壓縮后壓力和溫度上升,高溫蒸氣通過(guò) 黏結在貯水箱外表面的環(huán)形管冷凝器冷凝成液體時(shí),釋放出的熱量傳遞給了空氣源熱泵貯水箱中的水。冷凝后的傳熱工質(zhì)通過(guò)膨脹閥返回到蒸發(fā)器,然后再被蒸發(fā),如此循環(huán)往復。