热泵技术论文范文
热泵是一反向使用的制冷机，与制冷机所不同的只是工作的温度范围。下面是小编为大家整理的热泵技术论文范文，希望你们喜欢。
热泵技术论文范文篇一
浅谈热泵技术
摘要: 随着中国经济的快速发展，国内民用住宅、旅游宾馆、写字楼、商业建筑及综合体越来越多，使空调能耗激增，空调耗电已日渐成为能耗大户，合理配置空调系统的冷热源对节能与能源合理利用的意义非常重大。着重介绍了空气源热泵的原理、特点和设计。
关键词:热泵; 新能源; 冷热源
中图分类号：TK52文献标识码：A
0 引言
热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵“是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵“是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。
1 热泵的原理和分类
热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术。在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀(又称四通阀)进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。在冬季取暖时，先将换向阀转向热泵工作位置，于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽，经换向阀后流入室内蒸发器(作冷凝器用)，制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入冷凝器(作蒸发器用)，吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。这样，将外界空气(或循环水)中的热量“泵”入温度较高的室内，故称为“热泵”。
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。
2 空气源热泵的优势
1、从投资方面：
如达到相同供水效果，资金投入热泵热水机组比常规太阳能产品少，并且可以使用经济电能，在用电低谷时制热水储备。
2、从使用方面：
常规太阳能产品受天气影响明显，阴雨天、下雪天、夜晚就不能工作，而热泵热水机组不管阴天、雨天、下雪天、夜晚或阳光明媚都能照常工作，全天候提供热水。
3、从运行成本方面：
常规太阳能在太阳直射下，几乎零成本运行，可惜在阴雨雪天或夜晚只能依靠辅助系统工作，统计数据显示，正常使用时，常规太阳能辅助系统全年耗电能比热泵机组全年总耗电能要高。
4、其它功能方面：
热泵机组使用不受地点限制，可以摆放在任何地方，而且占地空间很小，而常规太阳能要达到同等供热效果则需占用很大空间，还必须露天摆放;热泵机组在制热水的同时可产生冷气，可用于除湿、降温及空气滤清等辅助功能。
3 空气源热泵的设计
3.1热泵负荷包括热泵冷负荷和热泵热负荷。
热泵冷(热)负荷指为室内的空气参数维持在设计参数状态，单位时间内需向建筑提供的冷(热)量。这是一个受室内设计参数、室内人员、设备等散热、散湿量、围护结构性质、室外空气环境参数(包括温度湿度、气流速度等)、太阳辐射强度等诸多因素影响的变量。
热泵负荷的计算应包括热泵设计计算负荷的确定和各时段负荷的分析。其次，设备的容量必须满足热泵设计计算冷(热)负荷的要求，另外设备的配置应适应热泵负荷变化的特点。在以空气源热泵冷热水机组为冷源的热泵系统设计中热泵机组的容量既要考虑到大楼各部分的同时使用系数，还应考虑到热泵的实际制冷量、实际供热量会因设备间距限制等原因造成通风不畅，部分气流短路而受到影响，和室外换热器因表面积灰、换热器表面结垢、设备衰减等因素的影响，故所选择的热泵机组尚应考虑安全系数。确定机组冬季时的实际制热量由公式来表示：
Q=q・K1・K2。
式中，Q――热泵机组实际制热量KW
q――机组名义制热量，KW
K1――使用地区的室外空调计算干球温度的修正系数，按产品样本选取;
K2――机组融霜修正系数，每小时融霜一次取0.9，两次取0.8。
另外，热泵机组既要满足系统夏季的供冷要求，又要满足系统冬季的热泵供暖要求。各不同供应商的热泵机组的额定制冷量，额定供热量的参数不尽相同，与各地区热泵室外设计参数不一定一致。对于一般办公、酒店为主的综合楼，冬季热泵供暖设计计算热负荷约为夏季热泵设计计算冷负荷的70-85%。一般情况下，按夏季负荷选定的热泵，能满足冬季供暖的要求。
3.2 机组类型与台数的确定
热泵型冷热水机组根据压缩机的不同可分为涡旋式热泵机组、往复式热泵机组和螺杆式热泵机组，按机组结构大小、组合规模不同，热泵机组可分为整体式热泵机组和模块式热泵机组。模块式热泵机组由于各单元组合灵活，各单元尺寸小，重量轻，故具有运输吊装、安装方便等优点。如工程较大，模块式热泵机组会由于制冷单元数量较多，而存在故障点多、维护量大的可能，额定工况下的效率也略低于整体机组。在选择整体式热泵机组时，应考虑到热泵系统负荷变化的特点和设备间的互备性，考虑到冬季热泵化霜时尽可能减少对水温的影响。一般一个热泵系统的热泵台数不宜低于2-3台，每个热泵系统的配置的热泵机组的总的制冷回路数不宜少于4-6个。当然，热泵的台数还应考虑大楼功能、用户单元划分、计量、管理等综合因素。
3.3 热泵的位置
热泵的位置有下列几种，一是置于裙楼顶，二是置于塔楼顶，三是置于窗台。考虑到吊装及日后更换等原因，热泵被较多的置于裙楼顶。当热泵置于裙楼顶时，要评估其对主楼及周围环境的影响，较大的热泵机组，单机噪音在75~85db(A)左右。有必要时可加隔音屏等。布置于窗台的热泵往往是每层要求独立配置、单独计量的场所，只限于较小容量的热泵，宜采用侧进风侧排风的形式。比较理想的方法还是将热泵机组置于塔楼顶，以使热泵有良好的通风条件并使噪音影响面降为最小。但应注意，热泵不能临近住宅或其他对噪音要求较高的房间布置，不得紧贴住宅(客房)上面或下面布置热泵及水泵。热泵机组宜采用弹簧减振器隔振，减振器型号及布置点经计算确定。热泵靠女儿墙及主楼的距离大于3m，热泵间距不宜小于3m，有条件时距离应加大。热泵的布置除考虑对周围影响小，通风好外，还应考虑管线布置、设备吊装及以后的更换等因素，有条件时留出1~2台热泵位置，为设备安装及更换考虑足够的荷载条件。
3.4热泵的运行
化霜是热泵机组不得于而为之的动作，化霜期间不但不供热，反而制冷，对供热效率影响明显。改善化霜控制方式，提高智能化化霜控制的精确性是热泵机组改进性能的重要课题之一。在采用非智能化霜控制器的热泵的运行管理中，管理人员根据气候特点，随时根据气候的变化调整化霜间隙及化霜时间可明显提高热泵机组的供热效率，减少能源浪费。
结束语
热泵空调系统运用面广量大，节能的空间很大，可节省巨大能源，具有显著的经济效益、节能效益、环境效益和社会效益。
参考文献
[1]陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2007.
[2]蒋能照.空调用热泵技术及应用[M].北京：机械工业出版社，1997.
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