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热泵工作原理

放大字体  缩小字体 发布日期:2009-03-07  来源:互联网  作者:manage  浏览次数:1947
核心提示: 热泵热水器是一种新型热水和供暖热泵产品,是一种可替代锅炉的供暖设备和热水装置。与传统太阳能相比,热泵热水器不仅可吸收空气中的热量,还可吸收太阳能。热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后,与水换热,大大提高热效率,充分利用了新能源,是将电热水
 
 


热泵热水器是一种新型热水和供暖热泵产品,是一种可替代锅炉的供暖设备和热水装置。与传统太阳能相比,热泵热水器不仅可吸收空气中的热量,还可吸收太阳能。热泵热水器通过制冷剂温差吸热和压缩机压缩制热后,与水换热,大大提高热效率,充分利用了新能源,是将电热水器和太阳能热水器的各自优点完美的结合于一体的新型热水器。目前,热泵热水器有空气源热泵热水器、水源热泵和太阳能型三种系列,是开拓和利用新能源最好的设备之一。 根据热源不同,热泵可分为空气源热泵、水源热泵和地源热泵。
空气源(太阳能)热泵是当今世界上最先进的产品之一,该产品以制冷剂为媒介,制冷剂在风机盘管(或太阳能板)中吸收空气中(或阳光)中的能量,再经压缩机压缩制热后,通过换热装置将热量传递给水,来制取热水,热水通过水循环系统送入用户散热器进行采暖或直接用于热水供应。
热泵热水机组原理:

热泵热水机组遵循能量守恒定律和热力学第2定律,运用热泵的原理,只需要消耗一小部分的机械功(电能),将处于低温环境(大气或地下水等)下的热量转移到高温环境下的热水器中,去加热制取高温的热水。热泵可以与水泵相比拟,水是不能自发地从低处流向高处,要将低处的水输送到高处,必须用一台水泵,消耗一部分电力,才能将水送到高处的水箱中。同样,根据热力学第二定律,热量也是不能自发地从低温环境向高温环境中转移(传送),而要实现这个目的,必须要有一台机器,消耗一部分机械功(例如电能),才能将低温环境中的热量传送到高温环境中去。这样的机器就称之为"热泵"。热泵的作用是将空气中或低温水中的热量取出,连同本身所用的电能转变成的热能,一起送到高温环境中去应用。
方案设计及设备选型
一、 每天总用水量计算  基本参数:

【计算公式】人(间)×总人数(间)=每天热水总用量
二、 设备选型
    1、 机组每天额定供水量(额定工作时间≤14小时)
【公式】⑴、额定小时供水量×额定工作时间=每天额定供水量
    ⑵、额定小时制热量×电能热值860千卡/度×额定工作时间=额定生产热量
    2、 每天总热负荷计算 (加热1升水温升1度需要1千卡热量)
【公式】 总用水量×需提温度=每天总热负
    3、 设备选用
   每天热水总用量≤每天额定供水量
   每天总热负≤机组每天额定生产热量
三、 实例
  某工厂员工宿舍楼共住200人,每天每人需要55℃淋浴热水40L
  【冷水进水温度15℃、热水出水温度55℃、即需温升40℃】
    每天总用水量即200人×40L=8000L=8吨
    每天总热负荷即8000L每天总用水量×40℃=320000千卡
  设备选型: 威德斯WAS050A热水机组2台
    额定额定小时供水量420L 额定小时制热量16.5KW
    2台机额定供水量:420L×2台×14小时=11760L
    2台机额定总热负荷: 16.5KW×2台×14小时×860千卡/度=397320千卡
    每天总用水量8000L<2台机组每天额定供水量11760L
    每天总热负荷320000千卡<2台机组每天额定总热负荷397320千卡
家用热泵热水器的水箱如何选?
热泵热水器的水箱根据用户一天的实际用水量确定,在用户可接受的条件下,建议用户选用大一型号的水箱,一般家庭:1-2人,配150或200L水箱(100L/人);3-4人,配200或2×150L水箱(80L/人);5-6人,配300或2×200L水箱(70L/人)。

四、 主要配件简介

五、成本比较表
以1000公斤(1吨)15oC的冷水,加热至55oC的热水,需要40000千卡的热量为例:

热泵产品的工作原理是什么?
  产品用制冷剂作为媒介,制冷剂汽化温度低,在-40℃即可汽化,故此,它与外界温度存在着温差,冷媒吸收了外界的温度后汽化,通过压缩机压缩制热,变成高温高压气体,再经热交换器与水交换热量后,经膨胀阀释放压力,回到低温低压的液化状态,通过制冷剂的不断循环并与水交换热量,将水罐中的水加热。
热泵产品的特点为何?
  1、 不受环境影响,一年四季可用;
  2、 节能效果突出,投资回收期短;
  3、 环保型产品,无任何污染;
  4、 使用寿命长,运行费用低;
  5、 运行安全,无人操作;
  6、 模块化设计,安装方便。
热泵与常规太阳能产品相比的优点在哪几方面?
  适用范围广:产品适用温度范围在-10-40℃,并且一年四季全天候使用,不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的影响,都可正常使用。可连续加热,与传统太阳能储水式相比,热泵产品可连续加热,持续不断供热水,满足用户需求。
  运行成本低:与常规太阳能相比,在春、夏、秋季阳光较好时,运行费用高于太阳能,但在阴雨天和夜晚,热效率远远高于太阳能的电辅助加热。全年平均下来,常规太阳能辅助系统全年耗能比产品全年总耗能还要高出很多。
  安装方便:空气源热泵占地空间很小,外形与空调室外机相似,可直接接保温水箱或与供暖管网连接,适合于大中城市的高层建筑,对于大型中央供热问题,产品是最好的选择。
热泵产品与锅炉相比的优点是什么?
  热效率高:产品热效率全年平均在300%以上,而锅炉的热效率不会超过100%。
  运行费用低:与燃油,燃气锅炉比,全年平均可节70%的能源,加上电价的走低和燃料价格的上涨,运行费用低的优点日益突出。
  环保:热泵产品无任何燃烧排放物,制冷剂选用了环保制冷剂R417A,对臭氧层零污染,是较好的环保型产品。
  运行安全,无需值守:与燃料锅炉相比,运行绝对安全,而且全自动控制,无需人员值守,可节省人员成本。
  模块式安装,便于增添设备:产品采用多台机组并联的安装模式,当用户用水量增大时,可随时增添设备。
热泵产品与锅炉相比的缺点是什么?
  加热速度慢:热泵产品是以制冷剂为媒介,采用压缩机压缩制热方式,与锅炉直接加热模式相比,速度相对较慢。
  一次性投入大:与燃油,燃气锅炉比,当用水量大于10吨时,一次性投入大于锅炉,用水量越大,产品相对投入越大
  加热水温有限制:热泵出水温度一般在60℃(水源热泵可达80℃),不能产生80℃以上高温水或蒸汽。
七、 安装示意图

 
 
 
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