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[摘要]:本发明涉及一种热泵系统,自控系统正向控制时为双蒸发器热泵机组,它在制冷制热两种工况下始终有一换热器是蒸发器并处于制冷工况,而另外两个换热器则在不同季节分别承担蒸发器和冷凝器。自控系统反向控制时,本发明将成为一种双冷凝器热泵机组,在一个功能区间实现制冷或制热两种工况循环时,另一个功能区间可以一直实现制热工况。这两种情况均有利于热泵机组一机多用,提高设备利用效率。同时,对于双蒸发器系统,在冬季工况运行时,由于回收了排向室外的冷量,机组的综合COP值将大于传统的单蒸发器热泵机组,有利于节约能源;对于双冷凝器系统,机组在夏季运行时,由于回收了排向室外的热量,机组的COP值将大于传统的单蒸发器热泵机组,有利于节约能源。并且,不论在冬季工况下还是夏季工况下,由于本发明可以进行冷暖的同时供应,所以能够节省一套供暖或制冷设备,减少初投资。
[关键词]:双蒸发器 双冷凝器 制冷 制热 设备利用率
中图分类号:TQ051.6+2 文献标识码:TQ 文章编号:1009-914X(2012)26- 0606 -01
1引言
先前人们对此类热泵系统的运用主要是单蒸发器系统,工作原理如附图1所示。
制冷工作时,压缩机5吸入蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽,保持蒸发器6内的低压状态,创造了蒸发器6内制冷剂液体在低温下沸腾的条件。吸入的蒸汽经过压缩,压力和温度都升高,创造了制冷剂能在常温下液化的条件。高压高温的制冷剂蒸汽排入冷凝器3后,在压力不变的情况下被冷却介质冷却,放出热量,温度降低,最后凝结成液体从冷凝器3排出。高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压,导致部分制冷剂液体汽化,吸收汽化潜热,使其本身的温度也相应降低,成为低压低温下的湿蒸汽,进入蒸发器6;在蒸发器6中制冷剂液体在压力不变的情况下,吸收被冷却介质的热量而汽化,形成的低压低温蒸汽再被压缩机5吸走,如此不断循环。
这种系统常被用作家用柜式空调机和家用冷柜。例如在家用空调使用中的工作原理:空调制热循环工作时,工质被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室内机的换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时将室内空气加热,从而达到提高室内温度的目的。液体工质经节流装置减压,进入室外机的换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷)。成为气体的工质再次进入压缩机开始下一个循环。
空调制冷循环工作时,气体工质被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室外机的换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时热量向大气释放。液体工质经节流装置减压,进入室内机的换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室内空气的热量,从而达到降低室内温度的目的。气体工质再次进入压缩机开始下一个循环。
通过以上工质的液化和气化的过程,热量在蒸发器处吸取,转移到冷凝器处释放,从而实现热量的转移,达到制热、制冷的目的。
普通空调在夏季处于制冷工况,在冬季处于制热工况。在冬夏两季运行时始终只有一个蒸发器,处于制冷工况时该单蒸发器吸收室内空气热量,处于制热工况时原来的冷凝器成为蒸发器吸收室外空气热量,也即处于不同的工况时蒸发器和冷凝器互换角色,分别承担吸热和放热的任务。
2夏季机组制冷系数EER,及冬季机组供热系数COP
冰箱供冷,其工作过程相同,仅仅是制冷量和轴功率与空调相比都略小,而且由于其系统小、EER偏低。现在市场上主流的制冷机产品,COP值为1.6的水平,高能效压缩机的COP值为1.8-1.9的水平。主流冰箱的EER也为1.8-1.9左右。现取1.9作为其EER
由于各制冷参数本系统与常规系统均相同。所以,在夏季工况下本系统的EER与常规系统相同。
在冬季工况下:
常规系统的冷凝器在室内进行放热,蒸发器在室外吸热,形成逆卡诺循环为室内供热。其。同时,如需为冰箱供冷,则需要另一套制冷设备。其EER与上文中的冰箱的EER同为3.6。其为两套系统,需要为两套系统同时供电。
本系统的一号换热器变为冷凝器,向房间供热,三号换热器变为蒸发器从室外吸熱,二号换热器变为蒸发器与三号换热器并联,向冰箱供冷,本系统与常规系统的其他参数相同。
3 结论
本系统在供热的同时能够给冰箱提供冷量,所消耗的轴功率和使用的冷凝器大小均与常规的热泵相同,所以,在消耗同样轴功率的条件下,增加了给冰箱提供冷量的有用功,有效的回收了排向室外的冷量。其COP应该以制热量与制冷量的和作为有用功来计算,所以为:
参考文献
【1】Pal, U.S; Khan, Md.K. Calculation steps for the design of different components of heat pump dryers under constant drying rate condition, Drying Technology, v 26, n 7, July, 2008
【2】Mumah, S.N, Selection of heat storage materials for ammonia-water and lithium bromide solar-powered absorption heat pump systems, International Journal of Sustainable Energy, v 27, n 2, June, 2008
【3】Braun, J.E; Bansal, P.K.; Groll, E.A. Energy efficiency analysis of air cycle heat pump dryers, International Journal of Refrigeration, v 25, n 7, November, 2008
[关键词]:双蒸发器 双冷凝器 制冷 制热 设备利用率
中图分类号:TQ051.6+2 文献标识码:TQ 文章编号:1009-914X(2012)26- 0606 -01
1引言
先前人们对此类热泵系统的运用主要是单蒸发器系统,工作原理如附图1所示。
制冷工作时,压缩机5吸入蒸发器6内产生的低压、低温制冷剂蒸汽,保持蒸发器6内的低压状态,创造了蒸发器6内制冷剂液体在低温下沸腾的条件。吸入的蒸汽经过压缩,压力和温度都升高,创造了制冷剂能在常温下液化的条件。高压高温的制冷剂蒸汽排入冷凝器3后,在压力不变的情况下被冷却介质冷却,放出热量,温度降低,最后凝结成液体从冷凝器3排出。高压制冷剂液体经过膨胀阀2节流降压,导致部分制冷剂液体汽化,吸收汽化潜热,使其本身的温度也相应降低,成为低压低温下的湿蒸汽,进入蒸发器6;在蒸发器6中制冷剂液体在压力不变的情况下,吸收被冷却介质的热量而汽化,形成的低压低温蒸汽再被压缩机5吸走,如此不断循环。
这种系统常被用作家用柜式空调机和家用冷柜。例如在家用空调使用中的工作原理:空调制热循环工作时,工质被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室内机的换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时将室内空气加热,从而达到提高室内温度的目的。液体工质经节流装置减压,进入室外机的换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室外空气的热量(室外空气变得更冷)。成为气体的工质再次进入压缩机开始下一个循环。
空调制冷循环工作时,气体工质被压缩机加压,成为高温高压气体,进入室外机的换热器(此时为冷凝器),冷凝液化放热,成为液体,同时热量向大气释放。液体工质经节流装置减压,进入室内机的换热器(此时为蒸发器),蒸发气化吸热,成为气体,同时吸取室内空气的热量,从而达到降低室内温度的目的。气体工质再次进入压缩机开始下一个循环。
通过以上工质的液化和气化的过程,热量在蒸发器处吸取,转移到冷凝器处释放,从而实现热量的转移,达到制热、制冷的目的。
普通空调在夏季处于制冷工况,在冬季处于制热工况。在冬夏两季运行时始终只有一个蒸发器,处于制冷工况时该单蒸发器吸收室内空气热量,处于制热工况时原来的冷凝器成为蒸发器吸收室外空气热量,也即处于不同的工况时蒸发器和冷凝器互换角色,分别承担吸热和放热的任务。
2夏季机组制冷系数EER,及冬季机组供热系数COP
冰箱供冷,其工作过程相同,仅仅是制冷量和轴功率与空调相比都略小,而且由于其系统小、EER偏低。现在市场上主流的制冷机产品,COP值为1.6的水平,高能效压缩机的COP值为1.8-1.9的水平。主流冰箱的EER也为1.8-1.9左右。现取1.9作为其EER
由于各制冷参数本系统与常规系统均相同。所以,在夏季工况下本系统的EER与常规系统相同。
在冬季工况下:
常规系统的冷凝器在室内进行放热,蒸发器在室外吸热,形成逆卡诺循环为室内供热。其。同时,如需为冰箱供冷,则需要另一套制冷设备。其EER与上文中的冰箱的EER同为3.6。其为两套系统,需要为两套系统同时供电。
本系统的一号换热器变为冷凝器,向房间供热,三号换热器变为蒸发器从室外吸熱,二号换热器变为蒸发器与三号换热器并联,向冰箱供冷,本系统与常规系统的其他参数相同。
3 结论
本系统在供热的同时能够给冰箱提供冷量,所消耗的轴功率和使用的冷凝器大小均与常规的热泵相同,所以,在消耗同样轴功率的条件下,增加了给冰箱提供冷量的有用功,有效的回收了排向室外的冷量。其COP应该以制热量与制冷量的和作为有用功来计算,所以为:
参考文献
【1】Pal, U.S; Khan, Md.K. Calculation steps for the design of different components of heat pump dryers under constant drying rate condition, Drying Technology, v 26, n 7, July, 2008
【2】Mumah, S.N, Selection of heat storage materials for ammonia-water and lithium bromide solar-powered absorption heat pump systems, International Journal of Sustainable Energy, v 27, n 2, June, 2008
【3】Braun, J.E; Bansal, P.K.; Groll, E.A. Energy efficiency analysis of air cycle heat pump dryers, International Journal of Refrigeration, v 25, n 7, November, 2008