高温水源热泵研究与发展趋势

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热泵技术应用优缺点及发展动向

热泵技术应用优缺点及发展动向

热泵技术应用优缺点及发展动向摘要:当前社会发展特别强调节能环保以及对资源的充分利用,热泵技术作为一种环保技术实现了对热能的有效利用。

热泵技术在人们的生产与生活中应用还不是特别普遍,需要进一步加强对热泵技术应用优缺点的研究,并掌握热泵技术的发展动向,推动热泵技术的发展。

本文在对热泵技术进行简要介绍的基础上,分析了热泵技术的应用优缺点,并全面的分析了未来热泵技术的发展趋势。

关键词:热泵技术;应用优缺点;发展动向引言当前社会发展过程中面临着诸多问题需要解决,主要体现在环境污染严重和能源危机等方面,各个国家都开始重视使用各种环保技术,热泵技术就是在这样的社会背景下发展起来的。

热泵技术作为一种新型的环保技术,能够最大化的利用热能,具有较高的节能效益和环保效益。

1 热泵技术概述热泵技术经过长期的发展已经获得了相应的发展经验,其中热泵是一种热能设备,可以将不能直接利用的地位热能转化为可以直接利用的高位热能,能够最大化的节约能源。

热泵技术可以分为不同的技术类别,在具体应用过程中也要根据工程要求选用合理的热泵技术。

对热泵技术的分类有不同的分类标准,总之热泵技术是一种可以长期发挥效益的技术,有着广阔的发展前景。

随着热泵技术应用手段的不断成熟,热泵技术获得了快速发展,各种热泵技术都得到了相应的应用。

当前已经获得应用的热泵技术主要包括地源热泵技术和空气源热泵技术,热泵技术在应用时需要注意其系统组成。

对于地源热泵技术而言,要加强对竖直地埋管换热器的数值模拟及新型转换器的研究,地源热泵技术在应用过程中逐渐形成了复合型的地源热泵技术,复合型的地源热泵技术适用于地埋管换热器换热能力不足的情况。

地源热泵技术的应用需要科学的设计方案的支持,在此基础上可提高地源热泵技术应用的可靠性。

对于空气源热泵技术而言,它是一种应用起来很方便且适用范围较广的热泵技术,但是空气源热泵技术在应用过程中要时刻关注空气温度的变化,空气源热泵的性能很容易受到温度变化的影响。

高温型水源热泵机组的优缺点

高温型水源热泵机组的优缺点

高温型水源热泵机组的优缺点高温型水源热泵机组是一种适用于高温环境下的热泵机组,它能够利用热源中的热能来提供供暖、供热水等服务。

相比于传统的热泵机组,高温型水源热泵机组有着独特的优点和一些不可忽视的缺点。

本文将介绍高温型水源热泵机组的优缺点,并对其在实际应用中的适用性进行评估。

首先,高温型水源热泵机组的优点之一是其适用于高温环境下的特性。

传统的热泵机组在面对高温环境时,往往会出现效能下降、性能退化等问题,而高温型水源热泵机组则具有更好的适应性。

它能够在高温环境下维持较高的性能和效能,使系统运行更加稳定可靠。

其次,高温型水源热泵机组具有较高的供暖效能。

由于其在高温环境下运行,可以产生更高的供暖能力,能够满足室内的供暖需求,提供舒适的室内环境。

对于一些特殊场合,如医院、实验室等需要较高供暖温度的地方,高温型水源热泵机组能够更好地满足需求。

另外,高温型水源热泵机组还可以提供热水供应。

与传统的热泵机组相比,高温型水源热泵机组能够通过适应高温环境,产生更高温度的热水。

这对于酒店、游泳馆等需要大量热水供应的场所非常有利。

然而,高温型水源热泵机组也存在一些不可忽视的缺点。

首先,由于其需要适应高温环境并产生高温热能,因此对于设备的要求也较高。

这使得高温型水源热泵机组的设备成本和运行成本较高,不适用于所有场合。

其次,由于高温型水源热泵机组需要在高温环境下运行,因此对热源的要求也较高。

如果周围环境的热源不足或质量不高,将会影响到机组的运行效能和性能。

因此,在选用高温型水源热泵机组时,需要充分考虑周围环境的热源情况。

此外,高温型水源热泵机组的维护和保养也相对复杂。

由于其在高温环境下运行,设备的工作要求会更高。

因此,需要定期检查和维护设备,以保证其正常运行。

总结起来,高温型水源热泵机组是一种适用于高温环境下的热泵机组,具有一些独特的优点。

它能够适应高温环境并保持较高的性能与效能,同时能够提供较高温度的供暖和热水供应。

然而,高温型水源热泵机组的设备成本和运行成本较高,对热源的要求也较高,维护和保养也相对复杂。

西安市某水源热泵系统经济性分析

西安市某水源热泵系统经济性分析

西安市某水源热泵系统经济性分析1. 引言1.1 研究背景水源热泵系统利用地下水或湖泊水域中的温度,通过热泵技术将低温热量提升为高温热量,用于供暖、制冷或热水等用途。

在西安市,水资源丰富,水源适宜,适合用于水源热泵系统的应用。

目前西安市水源热泵系统的应用还比较局限,尚未得到充分发展和推广。

对该市水源热泵系统的经济性进行分析,并将其与传统的供暖方式进行比较,有助于为其推广应用提供可靠的依据。

本研究旨在探讨西安市某水源热泵系统的经济性,为该市可持续发展和节能减排提供理论支持和实践指导。

1.2 研究目的研究目的是对西安市某水源热泵系统的经济性进行深入分析,探讨其在当地应用的可行性和优势。

通过对水源热泵系统的原理、应用现状以及环保性等方面进行综合研究和评估,旨在为相关决策部门提供科学依据和参考意见。

具体目的包括:1、了解水源热泵系统在西安市的实际应用情况,分析其在供暖、制冷等方面的效果和优势;2、评估水源热泵系统的经济性,包括投资回报率、运行成本等方面的核算;3、考察水源热泵系统对环境的影响和贡献,探讨其在减排和能源节约方面的潜力;4、总结水源热泵系统未来的发展趋势,为进一步推广和应用提供建议和展望。

通过本研究,希望能够全面了解水源热泵系统在西安市的实际应用情况,为其在当地的推广与应用提供理论和实践上的支持。

2. 正文2.1 水源热泵系统原理介绍水源热泵系统是一种利用地下水、湖泊、河流等水体中的低品位热能进行供热或制冷的系统。

其工作原理主要包括四个过程:蒸发器吸收周围环境热量变成蒸汽,压缩机将蒸汽压缩使其成为高温高压蒸汽,冷凝器释放热量使高温高压蒸汽变成高温高压液体,膨胀阀使高温高压液体通过膨胀进入低温低压状态,吸收热量从而完成循环。

水源热泵系统通过这样的循环过程实现了对水体中低品位热能的利用。

水源热泵系统在西安市得到了广泛应用,其中利用渭河、渭水等水体进行供暖和制冷已成为一种常见的方式。

通过水源热泵系统,可以实现能源的高效利用,降低运行成本,减少对传统能源的依赖,同时也能达到减排减污、清洁环保的效果。

工业高温热泵发展现状与展望

工业高温热泵发展现状与展望

工业高温热泵发展现状与展望1. 引言嘿,朋友们!今天我们来聊聊一个非常酷的话题,那就是工业高温热泵。

你可能会想:“这是什么东西,听起来好复杂!”别担心,咱们用最简单的语言来解开这个谜团。

工业高温热泵其实就是一种把热量从低温环境转移到高温环境的设备,听起来是不是像魔法?哈哈,没错,科学就是这么神奇!这玩意儿在工业生产中发挥着越来越重要的作用,尤其是在节能减排的大背景下。

让我们先来看看它的现状吧。

2. 工业高温热泵的现状2.1 技术发展说到技术,真是日新月异。

就像我们现在用的手机,一年一个样,工业高温热泵也是如此。

过去,这玩意儿的效率和温度范围都有限,像个小孩儿,长得慢。

可是现在的热泵技术就像是开了挂,变得越来越成熟,效率大幅提升,温度也可以达到更高的水平,真是让人眼前一亮!现在的高温热泵可以轻松达到150℃,甚至更高,适用于多种工业场景,比如化工、食品加工等。

听着就让人心动,是吧?2.2 应用领域再说说它的应用领域。

高温热泵就像个全能选手,不管是大企业还是小作坊,都能找到它的身影。

你看,很多工厂在生产过程中需要大量的热水,而传统加热方式可耗费不少能源。

但是,有了高温热泵,就像请来了个省钱的高手,让企业在节能的同时还能提高生产效率,简直是“一举两得”。

而且,它的环保性能也是一绝,能有效降低碳排放,帮助企业实现可持续发展,真是为地球出了一份力,了不起啊!3. 未来展望3.1 发展趋势谈到未来,咱们就得畅想一下了。

高温热泵的未来简直可以用“前途似锦”来形容。

随着各国对环保的重视,尤其是“碳中和”目标的推动,高温热泵将在更多行业中得到推广。

再加上技术的不断进步,我们有理由相信,未来的热泵会更加高效、智能,甚至可能融合人工智能等黑科技,真正成为工业界的“神兵利器”。

想想看,未来的工厂可能会像科幻电影一样,机器自主调节温度、节能减排,那简直太梦幻了!3.2 挑战与机遇当然,发展路上总会有点坎坷。

比如,目前市场上对高温热泵的认知度还不够,很多企业可能还在使用传统的加热方式,觉得换设备成本高。

热泵论文总结范文

热泵论文总结范文

摘要:随着全球能源需求的不断增长和环境保护意识的提高,热泵技术因其高效、节能、环保的特点,已成为全球能源领域的研究热点。

本文对热泵技术的发展历程、主要类型、工作原理、应用领域以及我国热泵技术的发展现状进行了综述,以期为我国热泵技术的进一步发展提供参考。

一、热泵技术的发展历程热泵技术起源于20世纪初,经过近百年的发展,已经从单一的空调制冷技术逐渐发展成为涵盖热水供应、供暖、制冷、烘干等多个领域的综合性技术。

我国热泵技术的研究始于20世纪50年代,经过多年的发展,已在热水供应、供暖等领域取得了显著成果。

二、热泵的主要类型及工作原理1. 空气源热泵:利用空气中的低温热源,通过吸收热量,将其传递到高温热源,从而实现热量的转移。

空气源热泵具有结构简单、安装方便、适应性强等优点。

2. 地源热泵:利用地下恒定的温度作为热源,通过热交换器将地热能转移到室内或室外,实现供暖、制冷和热水供应。

地源热泵具有高效、节能、环保等优点。

3. 水源热泵:利用地表水、地下水或工业废水等作为热源,通过热交换器将热量转移到室内或室外,实现供暖、制冷和热水供应。

水源热泵具有节能、环保、适用范围广等优点。

热泵的工作原理:热泵通过压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等部件,将低温热源的热量转移到高温热源,实现热量的转移。

热泵的性能系数(COP)是衡量热泵节能性能的重要指标。

三、热泵的应用领域1. 热水供应:热泵热水器已成为家庭、酒店、宾馆等场所热水供应的主要设备。

2. 供暖制冷:热泵空调系统在建筑供暖、制冷领域具有广泛应用。

3. 农业烘干:热泵烘干设备在农产品、木材等烘干领域具有显著优势。

4. 工业应用:热泵技术在工业领域具有广泛的应用前景,如工业余热回收、制冷剂替代等。

四、我国热泵技术的发展现状1. 政策支持:我国政府高度重视热泵技术的发展,出台了一系列政策措施,推动热泵产业健康发展。

2. 技术创新:我国热泵技术研发取得了显著成果,部分技术已达到国际先进水平。

热泵技术的发展现状与其展望

热泵技术的发展现状与其展望

热泵技术的发展现状与其展望【摘要】热泵技术是一种具有重要意义的能源技术,通过利用环境中的低温热源提供供热、制冷和热水等服务,实现能源的高效利用。

本文首先介绍了热泵技术的定义和重要性,然后分析了其历史发展、在不同领域的应用、当前的发展现状以及未来的发展趋势。

也探讨了热泵技术在节能减排中的重要作用,展望了其在未来的前景和应用前景。

热泵技术对于节能减排和保护环境具有重要意义,未来的发展前景十分广阔。

继续推动热泵技术的研发和应用不仅有助于提升能源利用效率,还能为建设清洁、低碳的能源体系做出重要贡献。

【关键词】关键词:热泵技术、发展现状、展望、历史、应用领域、节能减排、未来发展趋势、前景、应用前景、重要性1. 引言1.1 热泵技术的重要性热泵技术是一种高效节能的能源利用技术,其重要性不言而喻。

随着人们对能源资源的日益紧张和环境问题的逐渐凸显,热泵技术正逐渐成为解决能源和环境问题的重要手段。

热泵技术可以有效利用周围环境中的低品位热能,将其提升为可用的高品位热能,从而实现能源的高效利用。

热泵技术可以减少对传统能源资源的需求,降低能源开采和消耗对环境的影响,有利于生态环境的保护。

热泵技术还可以降低能源的使用成本,提高能源利用效率,对于推动节能减排和可持续发展具有重要意义。

热泵技术的重要性在于其改善能源利用效率、减少环境污染、降低能源成本等多方面的积极作用,对于推动能源革新、实现可持续发展具有重要意义。

1.2 热泵技术的定义热泵技术是一种利用外部能源驱动热泵系统,通过热力循环原理实现热量的传递和提取的技术。

它可以将低品质能量转换为高品质能量,实现热能的有效利用。

具体来说,热泵技术通过吸收低温环境中的热量,经过蒸发、压缩、冷凝和膨胀等过程,将热量传递到高温环境中,以实现升温或供暖的目的。

热泵技术是一种能够有效利用热能资源的技术,可以广泛应用于供暖、空调、热水等领域,有着重要的经济和环保意义。

在当前能源紧张和环境污染的形势下,热泵技术的发展将具有重要的现实意义和应用前景。

高温水源热泵在地热间接供暖系统中的经济性分析

高温水源热泵在地热间接供暖系统中的经济性分析

高温水源热泵在地热间接供暖系统中的经济性分析【摘要】本文系统阐述了高温水源热泵在地热间接供暖系统中存在的问题,接着对高温水源热泵在地热间接供暖系统中的经济性分析进行了研究。

【关键词】高温水源热泵;地热间接供暖;经济性分析一、前言随着科技水平的不断提高,社会经济的快速发展,人们对高温水源热泵在地热间接供暖系统的要求也越来越高。

现如今,高温水源热泵在地热间接供暖系统中还存在很多问题,急需解决,因此,我们要加强先进理论与先进技术的学习与应用,不断进行高温水源热泵在地热间接供暖系统中的经济性的分析,使高温水源热泵在地热间接供暖系统更加适用、安全、可靠与经济。

二、高温水源热泵在地热间接供暖系统中存在的问题1、地热水排放温度过高地热水排放温度高是由多种原因造成的,主要原因为:原有供热系统末端水力失调相对较为严重,为了解决供热系统的水力失调采用了大流量、小温差的运行方式,系统的供、回水温差;为尽可能的充分利用好地热水的热量,结合散热器末端供热系统的最低供水温度的要求,供水温度不能小于60度,供、回水温度差为10度,回水温度只能为50度;受供暖系统的回水温度的制约,一次侧地热水经板式换热器换热后排放温度也只能为52度左右。

2、原有供热系统板式换热器压降超过正常值原有供热系统板式换热器压降达到2kg,大大超过了正常的0.7kg 的数值,通过降低二次侧流量以及调整原板换结构(与板换厂家协商),可使板换的压力降正常。

三、高温水源热泵在地热间接供暖系统中的经济性分析1、工程概况天津某大酒店现有地热井一口,每小时出水量为120吨、出水温度为79℃。

目前用于对30000平方米酒店(末端为中央空调系统)和87000平方米居民楼(其中81000平方米为散热器采暖,6000平方米为地板采暖)供暖。

居民楼供暖由5路系统(45kw、30kw、45kw、30kw、22kw的水泵各供一路1万多平方米)组成,居民楼系统回水49℃;一级板换65℃地热回水作为酒店热源,2台30kw水泵并行,酒店使用200万大卡的直燃机(60℃出水)调峰。

水源热泵系统性能调节与优化研究

水源热泵系统性能调节与优化研究

水源热泵系统性能调节与优化研究随着环保意识的普及和能源危机的加剧,人们对新能源的需求和探索越来越迫切。

其中水源热泵系统是一种新型绿色节能技术,具有很高的市场潜力和应用前景。

为了更好地提高水源热泵系统的运行效率和性能,需要对其进行调节和优化研究。

水源热泵系统是一种利用水作为热媒介的供热供冷系统。

其主要组成部分包括水泵、冷却塔、换热器、膨胀阀、压缩机等。

该系统可以利用水体的低温热量进行冬季供暖,利用水体的高温热量进行夏季空调,具有很高的经济性和环保性。

在水源热泵系统中,优化调节系统是提高系统效率和性能的关键。

该系统的性能调节和优化涉及到多个方面,包括水泵的运行状态、冷却塔的配置、换热器的换热面积和寿命、膨胀阀的选择、压缩机的运行效率等。

这些方面对水源热泵系统的性能和能耗水平都产生了重要的影响。

首先,对水泵的运行状态进行优化调节可以提高系统的能效。

水泵是水源热泵系统中的重要组成部分,其功率大小和运行状态直接影响到系统的供水流量和供水温度。

在确定水泵的额定功率时,需要充分考虑供水流量和泵前水压的大小,同时对工作负荷进行合理的分配和调节。

此外,还应该根据实际情况选择合适的泵型和泵的数量,以保证系统的运行平稳和节能。

其次,在冷却塔的配置方面也可以提高系统的性能和效率。

冷却塔是水源热泵系统中的另一个重要组成部分,主要用于冬季供热时的换热和夏季空调时的散热。

在选择和配置冷却塔时,需要根据气候条件和系统规模选择合适的塔型和大小,以保证换热效果和运行稳定性。

同时还需要注意冷却塔水的循环频率和通风情况,以避免水质污染和塔内通风不畅造成的不良影响。

此外,在换热器的设计和选择方面也需要注重系统的性能和效率。

换热器是水源热泵系统中用于将水体的热量传递到供暖或制冷环节的重要设备。

在进行换热器的设计和选择时,需要考虑到不同季节的温差、水的质量、供水流量和压力等因素,以保证系统的换热效果和运行稳定性。

同时还需要注意换热器的维护和保养,以延长使用寿命和避免设备故障。

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高温水源热泵研究与发展趋势简介:本文介绍了高温水源热泵的概念和工作原理,并详细介绍了高温水源热泵的工质研究和近年来高温水源热泵在国内外的研究现状与发展趋势,包括高温制冷剂的研究以及高温热泵系统性能的研究并讨论了高温水源热泵的应用情况以及在我国发展的趋势。

关键字:高温水源热泵工质节能环保1前言随着能源和环境问题的日益突出,如何高效地使用能源、回收各种余热和减小对环境的污染成为人们关注的焦点。

水源热泵就是一种用来解决能源和环境方面问题的极为有效的技术。

热泵是以消耗一部分高质能(机械能、电能等)或高温位能为代价,通过热力循环,把热能由低温物体转移到高温物体的能量利用系统。

高温水源热泵是高温热泵的一类,它利用各类工业和生活废水中的余热来制取70℃~90℃高温热水,可以直接用于供暖和普通工业加热。

从美国ASHRAE对北美地区的调查来看高温热泵应用于工业的前景是非常乐观的[1](见下表1)。

图1是工业用的高温热泵在主要发达国家中的应用比例。

表1各工业部门所须的温度范围[2]行业需求温度℃<—183>183食品烟草纤维工业木材工业纸浆加工化学工业橡胶制品皮革制品陶瓷工业由于高温热泵有良好应用前景,使其成为近年国际热泵研究的一个基本方向。

在日本的超级热泵项目,美国IEA热泵中心和IIR热泵发展计划及欧洲的大型热泵研究计划中,高温热泵均是其中的重点研究内容之一[3]。

2高温水源热泵工质的研究目前高温热泵的研究主要针对的是高温水源热泵,大量研究工作集中在适宜工质的选择和进一步提高系统制热效率方面。

相对于常温热泵,高温热泵很难找到一种很适用的工质。

对于高温工质的选择有两种趋势,一种是使用自然工质(C02、NH 3及碳氢化合物等),另一种是使用HCFC、HFC、HFE及它们的混合物。

自然工质一般压力较高或者循环进入超临界区,有些还具有较高的爆炸性危险,因此相应的系统一般都有特殊的要求,因此目前大多数研究倾向于人造工质的选择。

高温热泵对工质的要求主要有以下几个方面[4]:(1)冷凝压力在以下,以使目前大多数系统部件可以承受;(2)蒸发压力在以上,以免在系统中形成负压;(3)容积制冷量一般应大于/cm3,以免系统体积过于庞大:(4)油溶性好、化学性质稳定:(5)对环境危害小,无毒、不可燃;(6)具有高的COP。

南非等国对高温热泵工质的研究国内外的研究者已经对现有的各种工质进行了大量的理论计算和部分实验验证。

南非JosuaP.Meyer教授和他的学生对以混合工质R22/R142b作为制冷剂的高温热泵型热水器进行理论研究[5]。

研究结果表明,随着R142b在混合物中组分的增加,热泵供水温度升高,COP值有所增加;在冷凝器面积不变的条件下,热水器供热容量随R142b组分增加而增大。

他指出R142b的热力性能良好,但环境指标较高,属于受限工质,且易燃易爆,通常与其他工质混合使用,适用于木材干燥等小型热泵装置中。

Gianfranco在他的文章中比较了几种工质,发现R-236fa的临界温度较高,适用于在高温热泵中使用,但目前正处于不断的实验阶段[6]。

图1是R-236fa的热力循环图,表2为几种高温工质的热力参数比较。

图1R-236fa热力循环表2几种高温工质的热力参数比较工质代号分子式标准沸点℃临界温度℃临界压力-143a一,一236faCF3CH2CF3——日本近年来对高温水源热泵的研究日本神户制钢在所承担开发高效冷热兼用型热泵中,以河水、空气作为热源,采用两级螺杆式压缩机,工质为R22/R142b组成的非共沸混合物,制热效率COP 值达到6,供水温度可以达到85℃以上[7]。

由日本茬原制作所开发的高效升温型热泵,采用三级离心式压缩机,采用工质R12 3,供水温度达到85℃以上[8]。

R1231临界温度较高,性能系数较好,虽然属于受限工质,但其ODP值和GWP值较低,且在大气中的寿命仅为1.4年。

因此,R123作为过渡期的替代工质是适合中高温热泵供热的工质。

日本超级热泵计划中的高效升温热泵采用R123和R124b的混合工质可以达到出水温度为85℃,作为过渡期的替代工质是适合中高温热泵供热的使用,这种热泵已经在国外得到应用[9]。

日本从1994年到2001年,进一步实施了名为“新制冷剂和其他物质研究开发”(DevelopmentfortheNewRefrigerantandOtherSubstancesResearch)的国家项目,此项研究历经8年,于2002年3月完成。

日本国内的8家着名化工企业,一些高校(如庆应大学,神户大学等)以及国立研究院所和实验室也都参与了此项研究工作。

根据此项研究的最终报告(2002年),有望成为新制冷剂的候补化合物主要有两种氢氟醚(HFE)物质[10],其中替代高温热泵工质CFC-114的物质为HFE-245mc(C F3CF2OCH3),表3给出了物性。

表3HFE-245mc的基本物性物性HFE-245mcCFC-114临界温度℃临界压力临界密度Kg/m3499576偏心因子25℃饱和气压力25℃饱和液密度g/25℃汽化潜热kJ/日本庆应大学对这种高温热泵制冷剂进行了研究,并在30℃低温热源和85℃~90℃出水条件下的热泵机组试验已连续运转了约7000小时,迄今未发现异常。

试验用压缩机采用HFC-134a的涡旋式压缩机,润滑油采用酯类油[11]。

压缩机在使用12400小时后解体检查,也未发现异常。

此外,热泵型热水机组的试验也表明,经过单级压缩,可以得到85℃~90℃热水,COP比CO2机组的低~,工作压力在lMPa以下,比CO2(10MPa)低很多,可直接使用现有的低廉的配管材料,因而他们认为HFE-245mc有望成为替代CFC-1 14的新一代制冷剂,可用于低品位余热回收的热泵系统。

目前,HFC-134a/HFC-245fa或HC-600a/HFC-245fa组成的混合物性能的研究也是一个重点内容,表5为HFC-245fa的性能参数。

表5HFC-245fa(CF3CH2CHF2)的性能参数[12]标准沸点℃临界温度℃临界压力MPa摩尔质量g/mol凝固点℃高温热泵自然工质的研究在欧洲热泵协会中,现今讨论的热点问题是如何用自然工质来取代HFCs等传统工质在热泵中的应用。

在挪威等国二氧化碳已经作为高温工质在高温热泵实验中开始使用,与传统热泵系统相比,C02跨临界循环的运行压力相对较高,系统的设备,部件,管路都要重新设计和计算,从理论上来讲,压缩机的出口温度可以达到110℃,足可以满足工业加热和供暖所需。

国外如日本已经开始CO2应用于热泵热水器并大量投入生产,国内的这方面研究也刚刚开始,相信在不久的将来,二氧化碳作为新型的制冷工质将在高温热泵中间广泛使用。

除此之外,R717(氨)在欧洲的一些国家开始被用于热泵系统中,在瑞典的热泵产品中,丙烷已经取代R22应用于热泵系统中(TheNewsletteroftheEuropeanHeatPumpConcertedActionIssue3,Nove mber1999)因此在热泵工质研究中,自然工质的使用是对现在,更是向未来的挑战。

国内方面,随着世界能源形式的日益紧张高温水源热泵越来越受到科研院校及生产厂家的关注。

清华大学申报了命名为“HTR01”和“HTR02”的混合工质专利[1 3],上海交通大学利用混合工质R22/R141b将冷凝水从70℃加热到80℃,并针对压缩机频率和COP的关系进行了初步的研究。

天津大学利用R22/R142b/R21和R 290/R600a[R123等混合工质,进行了相关研究[14]总之,高温热泵系统的工质研究方面的相关文献还不多,还处在探索阶段,未找到为大家公认的有效高温工质。

就巳公布的资料来看,由于自然工质(R717、R74 4及碳氢化合物)压力过高或者易燃易爆,因而工质选择工作集中在对已有系统部件改动要求不大的人造工质的寻找和近共沸混合物的筛选上。

3高温水源热泵系统的研究针对使用工质的不同,高温热泵系统的形式也各异。

目前已有的使用自然工质的系统,为了达到特殊要求的高温同时具有较高的COP,一般采用多级压缩、逐级升温的方案。

此外还有其它一些特殊的循环方案的提出,如图2是瑞士一家研究机构提出的改进热泵循环,改进后可以提高热泵的出水温度到70℃以上。

图2改进的热泵循环对于自然工质系统的研究目前工作集中在系统各组成部件的开发和性能提高上。

其它工质的系统研究工作主要是在系统循环的优化、换热器内换热的强化及系统智能控制几个方面。

系统循环的优劣主要归结到三个方面:(1)工质热物性对循环系统的影响;(2)系统自身匹配性能;(3)系统的控制策略高温热泵系统所使用的压缩机目前大多数为半封闭双螺杆式和半封闭活塞式压缩机,另外也有离心式。

高温水源热泵系统中采用多路独立制冷循环系统,共用一个水循环系统,可以降低设备的冷凝工作压力,增加系统的可靠性,延长系统和压缩机的寿命。

在系统中一般需要设置经济器,以增加运行时的稳定性。

系统性能匹配方面主要进行了如下工作:(1)压缩机转速、频率与系统COP的关系目前研究的热点主要是不同压缩机转速下,冷凝器进口温度不同时,系统的C OP性能系数与压缩机转速的关系。

研究表明,冷凝温度的提高造成冷凝压力的升高,此时若压缩机在低频运行,会造成工质的回流,掩盖COP值的改善。

(2)非共沸工质最佳流量和油溶性的研究非共沸工质系统中COP的值存在一个最佳流量,当流量超过这个最佳值时,系统的COP将下降,这是由于非共沸工质在相变时发生温度滑移的结果。

此外工质的充灌量和油溶性会对热泵的循环参数造成很大的影响,也成为了目前国内外的研究热点。

(3)热泵两器的匹配研究高温热泵蒸发器和冷凝器在使用非共沸混合工质时,如何使其换热面积最佳,与系统很好的匹配从而达到最大的能效比,一直是一个重要课题。

由于目前已公布的高温热泵系统中使用的工质多为非共沸混合物,因此系统中的冷凝器和蒸发器的换热机理、与系统的匹配参数采集和控制就成为了人们关注的焦点。

另外,非共沸混合工质在高温热泵系统蒸发器和冷凝器中处于非完全相变时换热机理以及非完全相变和高温热泵系统各循环参数之间的关系也很复杂。

目前这方面的研究工作还很少。

此外,国内外已经有很多学者对热泵系统的智能控制进行了大量的研究,这些研究的目标就是通过合理的采集和控制方法使得系统更可靠、效率更高。

但是,研究的前提是必须要有针对性的工质。

4高温热泵的应用及发展趋势原油加热高温水源热泵的应用首先就是在油田的原油加热中,油田的生产过程中会产生大量的高温含油污水。

含油污水的温度一般在36~42℃。

利用高温水源热泵技术回收这部分的余热一部分用来供暖,另外一部分则用来加热稠油而进行外输。

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