随着经济的发展,生活水平的提高,人们对生活环境的要求越来越高,空调、地暖、生活热水能耗攀升;同时,在一些工业生产中,因为工艺要求,需要同时提供冷水与热水。目前,市场上主要采用制冷机组+锅炉的供能方式,不仅能源消耗量大,而且污染严重,能源与环境已成为制约社会发展的两大障碍。冷水机组在制冷过程中产生的冷凝热通过冷却塔直接排放到室外空气,造成严重的城市热岛效应,锅炉在燃烧过程中会产生大量温室气体,造成环境污染。如果将制冷机组在制冷过程中产生的冷凝热回收用于加热水,不但可以最大化的利用能源,降低能源的消耗,而且在环境保护方面优势明显。基于热回收,根据市场需求,本文设计一种自平衡型热泵冷热联供机组。具体工作内容如下:(1)热泵因其自身的运行原理,制热量永远大于制冷量,但在家庭使用与工业生产过程中,冷量与热量的需求会随着环境温度等因素发生改变,针对这种情况,本文设计一种自平衡型热泵冷热联供机组,可以实现冷热联供模式、制冷模式、制热模式三种运行模式。(2)对比自平衡型热泵冷热联供机组各组成部分不同类型的优点与缺点,并对主要部件进行设计计算,例如:蒸发器、冷凝器等,为设备选型提供理论依据。(3)在焓差室中分别对自平衡型热泵冷热联供机组三种运行模式进行实验研究,整理实验所得数据,分析运行过程中各状态参数与性能参数之间的关系。(4)以广州地区一户三室两厅一厨两卫的家庭为例,分析传统的多联机空调+燃气热水器供能方式与自平衡型热泵冷热联供机组的运行费用。实验数据整理与经济性分析结果如下:(1)在冷热联供模式下,随机组的运行,热水温度,冷凝温度,排气压力与温度,功率升高;冷水温度,蒸发温度,制冷量,制热量,COP_t、COP、EER降低。(2)制热模式下,环境温度一定时,随着冷凝温度的升高,排气压力与温度,功率升高,制热量几乎恒定,COP降低,当环境温度从高到低下降时,功率变化较小,机组制热量降低,COP降低。(3)制冷模式下,环境温度一定时,随着蒸发温度的降低,排气压力与功率几乎恒定,排气温度上升,制冷量与EER下降,当环境温度从低到高增加时,机组功率增加,制冷量与EER降低。(4)以广州地区一户三室两厅一厨两卫的家庭为例,分析传统的多联机空调+燃气热水器供能方式与自平衡型热泵冷热联供机组的运行费用,相比较传统的供能方式,自平衡型热泵冷热联供机组在供冷季节可以节约运行费用20.4%,非供冷季节节约运行费用49.7%,全年节约运行费用30.5%。