一种新型热泵技术及其性能分析

来源 :中国科技博览 | 被引量 : 0次 | 上传用户:davidcao2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [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
其他文献
[摘要]:随着国民经济的发展与电力需求的不断增长,电力生产的安全问题也越来越突出。对于送电线路来讲,雷击跳闸一直是影响高压送电线路供电可靠性的重要因素。由于大气雷电活动的随机性和复杂性,目前世界上对输电线路雷害的认识研究还有诸多未知的成分。架空输电线路和雷击跳闸一直是困扰安全供电的一个难题,雷害事故几乎占线路全部跳闸事故1/3或更多。因此,寻求更有效的线路防雷保护措施,一直是电力工作者关注的课题。
期刊
[摘要]:介绍了干燥方法的分类,说明空气干燥技术优越性,具体介绍了空气干燥方法的基本原理及其应用。  [关键词]:干空气 水膜 施工工艺  中图分类号:TU755.2+2 文献标识码:TU 文章编号:1009-914X(2012)26- 0582 -01  石油天然气管道干燥技术广泛用于石油、化工管道、容器、装置。国内从西气东输工程开
期刊
[摘要]:本文主要介绍罗克韦尔公司CompactLogix1769 的Control Net和西门子S7—300系列PLC的 Profibus-DP两种通讯协议在焙烧天车电控系统中大车部分、小车部分和司机室部分三者主从通讯的应用。  [关键词]:PLC 焙烧多功能天车 应用  中图分类号:C39 文献标识码:C 文章编号:1009-9
期刊
[摘要]:GPS系统是一种具有海陆空全方位、实时三维导航与定位功能的新一带卫星导航与定位系统。通俗地说,GPS系统就是利用卫星,在全球范围内适时进行导航、定位,本文主要介绍了GPS在输电线路勘测中的应用。  [关键词]:GPS 输电线路 勘测  中图分类号:S29 文献标识码:S 文章编号:1009-914X(2012)26-
期刊
[摘要]:将铝电解机组PLC系统与遥控器的通讯方式由传统的硬接线方式转变为DeviceNet总线通讯,使机组的通讯和电气性能更加可靠、优越。  [关键词]:铝电解 遥控器 DeviceNet通讯  中图分类号:G214.3 文献标识码:G 文章编号:1009-914X(2012)26- 0578 -01  一、前言  随着工业自动
期刊
[摘要]:智能变电站的实施将对目前的变电生产运行产生深刻影响。智能变电站是在智能化开关、电子式互感器、一次运行设备在线状态检测及自诊断、变电站运行操作等技术基础上,实现全面提高生产管理水平、运行安全、在线监测的最佳途径。本文以鄢陵220千伏智能变电站为例,通过仿真支撑软件和仿真应用软件将鄢陵变电站各项功能在计算机上再现,同时提供实际过程中的异常及事故处理、运行人员操作记录等功能。  [关键字]:智
期刊
[摘要]:随着我国社会经济的蓬勃发展,城市居民对于饮用水方面的质量要求日益增强。新世纪初期,政府便大力发展,扶持这一新兴项目,期间研发出许多可实施方案,其中膜技术的出现最为值得关注与发展。  [关键词]:膜技术 处理工艺 发展 应用 水处理 超滤膜  中图分类号:TG156 文献标识码:TG 文章编号:1009-914X(2012)26
期刊
[摘要]:智能建筑的优势主要有技术上的优势、效益上的优势和功能上的优势等。本文主要阐述了系统集成的要求目标和性能、系统集成的实现途径、系统集成的实现方式等智能建筑的关键技术,智能建筑的设计要求,建筑设备自动化系统等问题。  [关键词]:智能建筑 关键技术 自动化系统  中图分类号:G254.23 文献标识码:G 文章编号:1009
期刊
[摘要]:安全是煤炭工业稳定、持续、高速发展的根本保证,是关系煤矿职工生命安全和身心健康,关系国家和集体财产不受损失的头等大事。加强煤矿安全管理是个迫切而重要的课题,在分析煤矿安全管理特殊性和复杂性的基础上,研究了当前煤矿安全生产存在的问题并提出了解决方法。  [关键词]:煤矿安全 瓦斯爆炸 安全管理  中图分类号:TD235.21+1 文献标识码:TD
期刊
[摘要]:本文以精益思想为指导,以实现质量的持续改进为目的,优化了工艺设计流程,实现了工艺设计从设计信息输入到加工质量反馈过程的全闭环管理,同时采用先进的计算机辅助工具对各个环节予以实现,完成了工艺设计信息系统集成,搭建了全闭环工艺设计和工艺改进的平台,提高工艺设计质量和效率,缩短了产品研制周期。  [关键字]:工艺设计 全闭环 信息系统  中图分类号:TB020
期刊