蒸气压缩式热泵干衣机的结构及特性分析

蒸气压缩式热泵干衣机的结构及特性分析
蒸气压缩式热泵干衣机的结构及特性分析

我国热泵发展当今的状况以及未来的展望

我国热泵发展当今的状况以及未来的展望 来源:中国建筑科学研究院空调所作者:李先瑞郎四维 1 热泵发展的现状 近几年来,我国热泵发展很快,主要表现在如下几个方面: (1)据统计,1996年我国空调设备(指电动冷热水机组、吸收式冷热水机组、房间空调器以及单元空调机组,但不包括进口机组)的总制冷能力约为2000万kW,其中热泵型机组的制冷能力约占60%。在全部热泵型机组中,电驱动热泵容量约为1070kW,占90%;吸收式热泵容量约为130万kW,占10%。 (2)近几年来,我国的吸收式制冷装置发展迅速。据统计,1996年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台,其中直燃机1115台。 (3)热泵在工业中的应用已见端倪,木材、食品(茶和水果)、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用了蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。例如,目前大约有400台热泵式木材干燥机正在运行,年处理能力约为200千立方米。 2 热泵发展的背景 2.1 能源政策 我国一次能源年保有总量(不包括生物质能和新能源)为14亿吨标准煤,其中原煤14.6亿吨,原油1.7亿吨,天然气300亿立方米,水电2400亿kWh,核电250kWh,进口石油4~6 亿吨,火电电力装机容量2.9~3亿kW(平均每年增加装机容量1500kW)。据1997年统计,我国电厂热效率为32.95%,电厂供热效率为83.68%,能源转换总效率为38.07%。采用热电冷三联供系统或称总能系统(TES——Total Energy System),燃气热泵(GEHP)后,通过热力学第一定律的热效率分析和热力学第二定律的效用率分析说明:由于利用废热,GEHP的综合利用可达到80%~85%;若通过轴动力传动热泵,利用了低位热能,故综合热效率可达到150%~170%。对于TES方式,实现热电冷三联供后,其综合利用率可达到65%~80%。《中华人民共和国节约能源法》第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术,促进了热泵事业的发展。 2.2 环境保护政策 采用热驱动热泵,CO2 排放量亦明显降低。通过改善热泵性能,降低工质泄漏与使用新工质,热泵将在环境保护上发挥更大的作用。 2.3 建筑节能法 实施《民用建筑节能设计标准》后,提高了建筑隔热保温性能,降低了建筑采暖能耗,结果是大幅度地降低了热泵采暖方式的年运行费用,增加了热泵与集中供热采暖方式的竞争能力。

干衣机的发展现状及研发趋势

研 究 ● 探 讨 52 干衣机的发展现状及研发趋势 The Present Status and Developing Trend for Laundry Dryers 上海水产大学农业部冷库及制冷设备质量监督检验测试中心 张青Zhang Qing,龚海辉Gong Haihui,万锦康Wan Jinkang华意压缩机股份有限公司 熊文华Xiong Wenhua 摘要: 本文首先介绍了现有干衣机的类型、工作原理及空气处理过程,指出了其不足之处。然后介绍了热泵型干衣机的工作原理,分析了其工作过程及优点,并介绍了蒸汽压缩式、热电式及空气循环式热泵型干衣机的国内外研发现状,最后展望了其应用前景。关键词: 热泵 除湿 干衣机 研发 Abstract:The first part of this paper mainly deals with the commercially availablelaundry dryers, including their types, basic working principles, air treating processesand their shortcomings. Then the heat pump dryers are put forward as a morepromising technology because of their different working principles. The latest R&Dsituations for vapor compression cycle, thermoelectric cycle and air cycle heat pumpdryers are also presented, from which it can be seen that the vapor compressioncycle is superior to other types due to its high energy efficiency.Keywords: Heat pump,Dehumidification,Laundry dryer,R&D 家用干衣机在日本及西方发达国家也已经比较普及。据介绍,在日本就有70%以上的家庭干衣机是和洗衣机配套使用的[1]。在中国,尤其是在气候潮湿的南方地区,如同其它家电和工业设备一样,随着人们生活水平的提高,也逐步产生了社会需求。1 现有干衣机1.1现有干衣机的类型 按照不同的分类原则,现有干衣机可以分为不同的类别[1]。 按照烘干所使用的能源可以分为燃气式、电热丝加热式、PTC自限温元件加热式。其中,燃气式干衣机在我国不多见,在欧美却很流行,这主要是与这些国家的住宅配置、能源供给形式有关。早期的蒸汽加热或电加热干衣机的干衣效果和质量随环境条件的变化而波动较大,时有未干透就停机或干燥过头而损坏衣物及浪费能源的现象产生。随着自动化控制技术的发展,上述缺陷有所改善。90年代初,国外开始将PTC自限温发热元件用于家用干衣机领域,并设计定型成目前的旋转式干 燥桶结构。PTC发热材料升温较迅速且无明火,与控制技术结合使用,提高了干衣机的安全性;另外,用涡轮式或贯流式风机代替了原来的轴流式风机,降低了风机的功耗和噪声。 按照外形分为柜式和滚筒式,柜式机容量较大,可将衣服悬挂在烘箱内进行干燥;滚筒式体积比柜式机小,也可使用支架与洗衣机组合在一起使用。 按照与洗衣机的关系可分为洗衣干衣一体式、与洗衣机上下分立式、独立式(立柜式、嵌入式)。从消费者使用方便及节约室内空间角度来看 ,家用干衣机以采取第一种方式为佳。 按照控制方式可分为机械式和电脑程控式。 最后,还可按照水分排除方式分为排气式和排水式。 1.2 现有干衣机工作原理及空气处理过程分析 干衣机依靠内部的加热元件对进入机体内的外界空气进行加热,同时依靠电机带动滚筒或叶轮转动,使加热后的空气 与衣物接触,增湿后经过滤排出机外。 现有干衣机为全新风型式,在空气i—d图上其工作过程可表示为图1。具体分析如下: ①环境状态空气(点1)进入干衣机;②利用PTC或电加热元件将空气加热至状态点2。在此过程中,空气干球温度t升高,绝对含湿量d不变,相对湿度φ降低; ③状态点2的高温低湿空气流经衣物,由于空气中的水蒸气分压力低于衣物表面的水蒸气分压力,使得衣物中的水分不断地扩散到空气中。对于空气来说,此过程为等焓过程。空气的干球温度t降低,绝对含湿量d和相对湿度φ均增加, 到达状态点3; ④状态点3的潮湿空气排至干衣机外。 1.3 现有干衣机的不足之处 上述干衣机存在以下问题:①能耗指标不理想。首先,为全新风形式,排出空气中仍然含有大量的热能,这会造成能源的浪费;其次,现有干衣机不管是电加热还是PTC加热,均为能量转换装置,即衣物中水分蒸发所需要的热量完全由电能转化而来。以干衣机工

蒸气压缩式热泵热力计算报告

蒸气压缩式热泵热力计算报告 一、题目 某空气/水热泵系统,其制热时的工作条件为:空调用供热水进、出口温度分别为26?C、40?C,蒸发器进口空气的干球温度为16?C,冷凝器出口液体过冷度为6?C,蒸发器出口气体过热度为10?C。压缩机的理论输气量V h=35 m3/h,输气系数λ=0.8,指示效率ηi=0.85,机械效率ηm=0.9。工质为R134a。 EES程序及计算结果 t_s1=26 "供热水进口温度" t_s2=40 "供热水出口温度" t_ein=16 "蒸发器进口空气干球温度" deltat_c=6 "冷凝器出口液体过冷度" deltat_e=10 "蒸发器出口气体过热度" V_h=35 "压缩机理论输气量" lambda=0.8 "输气系数" eta_i=0.85 "指示效率" eta_m=0.9 "机械效率" deltat=8 "冷凝器侧和蒸发器侧传热温差" t_e=t_ein-deltat "蒸发温度" t_c=(t_s1+t_s2)/2+deltat "冷凝温度" t_g=t_c-deltat_c "过冷温度" t_1=t_e+deltat_e "吸气温度" t_0=t_e x_0=1 p_0=pressure(R134a,t=t_0,x=x_0) p_1=p_0 h_1=enthalpy(R134a,t=t_1,p=p_1) v_1=volume(R134a,t=t_1,p=p_1) s_1=entropy(R134a,t=t_1,p=p_1) t_6=t_c x_6=0 p_6=pressure(R134a,t=t_6,x=x_6) p_2=p_6 s_2=s_1 h_2=enthalpy(R134a,p=p_2,s=s_2) t_3=t_g p_3=p_6 h_3=enthalpy(R134a,t=t_3,p=p_3) h_4=h_3 q_e=h_1-h_4 "单位质量吸热量" w_0=h_2-h_1 "单位理论压缩功" w_e=w_0/eta_i/eta_m "单位实际压缩功" q_h0=h_2-h_3 "单位理论制热量" q_h=q_e+w_e "单位实际制热量"

双级压缩制冷循环原理

双级压缩制冷循环原理 一、两级压缩采用得原因 制冷系统得冷凝温度(或冷凝压力)决定于冷却剂(或环境)得温度,而蒸发温度(或蒸发压力)取决于制冷要求、由于生产得发展,对制冷温度得要求越来越低,因此,在很多制冷实际应用中,压缩机要在高压端压力(冷凝压力)对低压端压力(蒸发压力)得比值(即压缩比)很高得条件下进行工作、由理想气体得状态方程Pv/T≡C可知,此时若采用单级压缩制冷循环,则压缩终了过热蒸气得温度必然会很高(V一定,P↑→T↑),于就是就会产生以下许多问题。 1、压缩机得输气系数λ大大降低,且当压缩比≥20时,λ=0 。 2。压缩机得单位制冷量与单位容积制冷量都大为降低。 3。压缩机得功耗增加,制冷系数下降。 4、必须采用高着火点得润滑油,因为润滑油得粘度随温度升高而降低。 5.被高温过热蒸气带出得润滑油增多,增加了分油器得负荷,且降低了冷凝器得传热性能。 总上所述,当压缩比过高时,采用单级压缩循环,不仅就是不经济得,而且甚至就是不可能得。为了解决上述问题,满足生产要求,实际中常采用带有中间冷却器得双级压缩制冷循环。但就是,双级压缩制冷循环所需得设备投资较单级压缩大得多,且操作也较复杂。因此,采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都就是有利得,一般当压缩比≥8时,采用双级压缩较为经济合理。 二、双级压缩制冷循环得组成及常见形式 两级压缩制冷循环,就是指来自蒸发器得制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后,才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器、两级压缩制冷循环系统可以就是由两台压缩机组成得双机(其中一台为低压级压缩机,另一台为高压级压缩机)两级系统,也可以就是由一台压缩机组成得单机两级系统,其中一个或两个汽缸作为高压缸,其余几个汽缸作为低压缸,其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。 两级压缩制冷循环由于节流方式与中间冷却程度不同而有不同得循环方式,通常分为:两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却与一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。其中,两次节流就是指制冷剂从冷凝器出来要先后经过两个膨胀阀再进入蒸发器,即先由冷凝压力节流到中间压力,再由中间压力节流到蒸发压力,而一次节流只经过一个膨胀阀,大部分制冷剂从冷凝压力直接节流到蒸发压力,相比之下,一次节流系统比较简单,且可以利用其较大得压力差实现远距离或高层冷库得供液。因此实践中

热泵技术在中国市场的发展前景分析

热泵技术在中国市场的发展前景分析中国泵业网热泵在我国起步较早。50年代,天津大学的一些学者已开始从事热泵的研究工作。60年代开始在我国暖通空调中应用热泵。 例如,从1963年起原华东建筑设计院与上海冷气机厂就开始研制热泵式空调器;1965年上海冰箱厂研制成我国第一台制热量为3720kw的CKT-3A热泵型窗式空调器。1965年天津大学与天津冷气机厂研制成国内第一台水冷式热泵空调机。1966年又与铁道部四方车辆研究所共同合作进行干线客车的空气-空气式热泵试验。1966年原哈尔滨建筑工程学院与哈尔滨空调机厂研制成功LHR-20恒温恒湿热泵式空调机,首次提出冷凝废热用作恒温恒湿空调机的二次加热的新流程。但是,由于我国能源价格的特殊性,以及一些其他因素的影响,热泵空调在我国的应用与发展始终很缓慢。 直至70年代末期,才又为热泵空调的发展与应用提供了机遇。 80年代初至90年代末在我国暖通空调领域掀起一股热泵热。热泵空调在我国的应用日益广泛,发展速度很快、主要表现在以下几点。

1、热泵空调的学术交流活动十分活跃 1978年至2001年,中国制冷学会第二专业委员会主办过9届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”,今年十月将在杭州举办底10届“全国余热制冷与热泵技术学术会议”。1988年中国科学院广州能源研究所主办了“热泵在我国应用与发展问题专家研讨会”。自90年代起,中国建筑学会暖通空调委员会、中国制冷学会第五专业委员会主办的各届“全国暖通空调制冷学术年会”上专门增设“热泵专题”交流。每届热泵学术会上都广泛地交流了大量的学术论文,这充分反映了我国热泵技术的发展和进步。 2、积极开展热泵空调技术的研究工作 (1)热泵空调技术在我国运用的可行性研究 1986年北京公用事业科学研究所开展了“燃气吸收式热泵供热制

热泵式干衣机的设计与应用分析

热泵式干衣机的设计与应用分析 1 干衣机的原理与装置 1.1 干衣机原理 干衣机是利用电加热来使洗好的衣物中的水分即时蒸发干燥的清洁类家用电器。对于北方的冬季和南方的“回南天”衣物难干的情况特别需要。另外,干衣机大量用于工业生产中,用于干燥织物,提高生产效率。 干衣机在工作过程中主要是利用高温气流流经衣物表面实现对衣物的加热,将衣物上的水分蒸发,使衣物快速的干燥。干衣机在加热过程中常用的加热方式有电热丝加热、半导体加热等。使用半导体加热方式的干衣机在加热过程中会自动减小一定的功率,在节能的同时还能够控制加热器的最高温度来保护衣物。干衣机最大的特点就是它不受天气的影响,能够自由的实现衣物的晾干。 1.2 干衣机的装置 一种干衣机的控制装置,其特征在于,包括:获取模块,用于获取用户输入的衣物的目标干燥等级;湿度值模块,用于检测所述衣物的湿度值;滤波处理模块,用于根据所述衣物的湿度值计算得到湿度判定值;干燥等级判断模块,用于根据所述湿度判定值确定所述衣物的干燥等级;温度值模块,所述温度值模块包括设置在干衣机的滚筒的排气侧的温度传感器,所述温度传感器用于检测空气经过所述衣物后的温度信号;干燥控制模块,用于根据所述干燥等级以及所述目标干燥等级对所述干衣机进行干燥控制,以及在判断所述衣物的干燥等级达到所述目标干燥等级后,根据所述温度信号、预设目标变量对所述干衣机进行干燥控制。 1.3 干衣机特点 1、冷却:当加热时间结束后,电机继续工作但停止加热,清凉的空气进入滚筒内降温冷却衣服。当定时指示指向“OFF”该程序结束,冷却时间为20分钟,冷却程序是为经过加热烘干后的衣服降温,防止衣服起皱。 2、烫平加热:根据衣服数量选项择定时为30-60分钟,功率开关设定为“弱”档,冷却程序结束后,衣服将有点湿,烫平加热程序适合衣服需要烫平的。 3、标准烘干:该项程序一般至少要60-150分钟,根据你的需要功率开关选择“强”或“弱”档。程序结束后,衣服是干的,冷而无皱。德尔玛干衣机标准烘干时间为60分钟,大大提升了干衣效率,匆忙的上班族再也不必担心工装难干,面临上班尴

空气源热泵机组设计应用及案例分析

空气源热泵机组设计应用及案例分析 空气源热泵机组(简称“热泵机组”)自二十世纪四十年代发明至今,其技术已日臻完善,广泛应用于办公楼、宾馆、娱乐业、厂房、住宅等各行各业不同规模的工程中,市场占有率一直较高,究其原因,皆因其有如下优点:热泵机组夏季供冷,冬季供热,不需另设锅炉房;主机安装在屋顶,可省去冷冻机房、锅炉房土建投资及冷热系统投资;COP值较高,自动化程度高。 一、热泵机组类型及其特点: 1.涡旋式压缩机热泵机组: 涡旋式压缩机为容积式压缩机,具有运转平稳、振动小、噪音低等优点,常用于空气-空气热泵机组,适用于中、小型工程。 2.活塞式压缩机热泵机组: 活塞式压缩机为容积式压缩机,结构复杂、转速低、振动大、噪音大、单机容量较小,多机头组合可拼装成100万大卡/时左右热泵机组,COP=3.0~3.5; 3.螺杆式压缩机热泵机组: 螺杆式压缩机也为容积式压缩机,结构简单、运转平稳、振动小、噪音低、寿命长,COP=3.5~4.5,适用于中、小型工程,多机头热泵机组可用于较大工程。单螺杆为平衡式单向运转,磨损小,无轴向推力,其排气效率比双螺杆略低。 二、热泵机组设计: 1.选用原则: 热泵机组有优点也有缺点,与同容量单冷冷水机组相比,其用电量大,造价高,冬季随室外气温下降制热量衰减严重、结霜严重等,因此,①当某工程有蒸汽源时,空调冷热源应尽量采用“单冷冷水机组加热交换器”方案。无锡市正在形成城市蒸汽热力网,我们应优先采用以上方案。②本人认为医院、宾馆等对冬季采暖温度要求较高的工程不适宜采用热泵机组,办公楼、饭店等工程则较适宜,因为它们一般白天使用,热泵机组制热量衰减小,就算采暖效果差些,室内人员可多穿衣服,影响小些。 2.选型方法:

双级压缩制冷循环原理

双级压缩制冷循环原理 一、萨震两级压缩采用的原因 制冷系统的冷凝温度(或冷凝压力)决定于冷却剂(或环境)的温度,而蒸发温度(或蒸发压力)取决于制冷要求。由于生产的发展,对制冷温度的要求越来越低,因此,在很多制冷实际应用中,压缩机要在高压端压力(冷凝压力)对低压端压力(蒸发压力)的比值(即压缩比)很高的条件下进行工作。由理想气体的状态方程Pv/T≡C可知,此时若采用单级压缩制冷循环,则压缩终了过热蒸气的温度必然会很高(V一定,P↑→T↑),于是就会产生以下许多问题。 1.压缩机的输气系数λ大大降低,且当压缩比≥20时,λ=0 。 2.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大为降低。 3.压缩机的功耗增加,制冷系数下降。 4.必须采用高着火点的润滑油,因为润滑油的粘度随温度升高而降低。 5.被高温过热蒸气带出的润滑油增多,增加了分油器的负荷,且降低了冷凝器的传热性能。 总上所述,当压缩比过高时,采用单级压缩循环,不仅是不经济的,而且甚至是不可能的。为了解决上述问题,满足生产要求,实际中常采用带有中间冷却器的双级压缩制冷循环。但是,双级压缩制冷循环所需的设备投资较单级压缩大的多,且操作也较复杂。因此,采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都是有利的,一般当压缩比≥8时,采用双级压缩较为经济合理。 二、双级压缩制冷循环的组成及常见形式 两级压缩制冷循环,是指来自蒸发器的制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后,才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器。两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机(其中一台为低压级压缩机,另一台为高压级压缩机)两级系统,也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统,其中一个或两个汽缸作为高压缸,其余几个汽缸作为低压缸,其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。 两级压缩制冷循环由于节流方式和中间冷却程度不同而有不同的循环方式,通常分为:两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却和一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。其中,两次节流是指制冷剂从冷凝器出来要先后经过两个膨胀阀再进入蒸发器,即先由冷凝压力节流到中间压力,再由中间压力节流到蒸发压力,而一次节流只经过一个膨胀阀,大部分制冷剂从冷凝压力直接节流到蒸发压力,相比之下,一次节流系统比较简单,且可以利用其较大的压力差实现远距离或高层冷库的供液。因此实践中采用的基本上都是一次节流两级压缩制冷循环系统。至于采用哪一种中间冷

2020年国际地源热泵发展历程及我国发展趋势

国际地源热泵发展历程及我国发展趋势 美国地源热泵发展历史及概况 美国的地源热泵起源于地下水源热泵。由于土壤源热泵的初投资高、计算复杂以及金属管的腐蚀等问题,早期美国的地源热泵中土壤源热泵所占比例较小,主要以地下水源热泵为主。早在20世纪50年代,美国市场上就开始出现以地下水或者河湖水作为热源的地源热泵系统,并利用它来实现采暖,但由于采用的是直接式系统,很多系统在投入使用10年左右的时间由于土壤中化学物质腐蚀等问题就失效了,地下水源热泵系统的可靠性受到了人们的质疑。 上世纪70年代末至80年代初,在能源危机的促使下,人们又开始关注地下水源热泵。通过改进,水源热泵机组扩大了进水温度范围,加之欧洲板式换热器的引进,闭式地下水源热泵逐渐得到广泛应用。 与此同时,人们也开始关注土壤源热泵系统。在美国能源部(DOE)的支 持下,美国橡树山(Oak Ridge National Laborato-ry,ORNL)和布鲁克海文(Brookhaven National Laboratory,BNL)等国家实验室和俄克拉荷马州立大学(Oklahoma StateUniversity,OSU)等研究机构进行了大量的研究。主要研究工作集中在地下换热器的传热特性、土壤的热物性、不同形式埋管换热器性能的比较研究等。为了解决土壤中化学物质腐蚀问题,地埋管也由金属管变成了聚乙烯等塑料管。至此,美国进行了多种形式的地下埋管换热器的研究、安装和测试工作。现在美国安装的土壤源热泵主要是闭式环路系统,根据塑料管安装形式的不同可分水平埋管和垂直埋管,此系统可以被高效地应用于任何地方,也正是土壤源热泵系统的广泛应用推动了近几十年美国地源热泵产业的快速增长。1998年美国能源部要求在具有使用条件的联邦政府机构建筑中推广应用土壤源 热泵系统。为了表示支持这种节能环保的新技术,美国总统布什在他得克萨斯州宅邸中也安装了这种地源热泵系统。进入21世纪,美国地源热泵的使用量随着建筑规模的扩大也逐渐增加。美国地源热泵年平均增长率保持在15%以上。 从2005年到2007年美国地源热泵呈现快速增长趋势,目前地源热泵在美国50 个州都有应用,2007年全年地源热泵系统应用超过了45000套。 美国地源热泵发展中遇到的障碍主要有:1.地源热泵系统相对传统系统以及空气源热泵的一次投资较大;由于初期投资涉及到大量的地下施工,北美地区高昂的劳动力成本使得地源热泵系统的初期投资可超过常规系统100%乃至150%,目前每米环路的费用大约是11.5~55.8美元,平均每米为36美元。初期投资过高从而极大地限制了地源热泵的应用。在目前的应用中,主要还是以公立学校,尤其是中小学为主,其次是联邦的公用设施,包括军用设施。在真正的私人投资的商用建筑中使用比例要低于前两者;2.各种地方法规对地源热泵使用的限制;3.承包商施工不规范;4.水平埋管土壤源热泵系统需要大量土地面积。 为促进地源热泵的发展,美国地方政府也相继出台了很多激励措施,如表 1所示:

热泵式干衣机

热泵式干衣机 1 绪论 1.1 课题来源及研究的目的和意义 针对南方潮湿的气候以及长江中下游地区的梅雨季节给晾晒衣物带来的困难,干衣机产品已逐渐走人人们的说线。日本70%以上的家庭干衣机是和洗衣机配套使用的;在欧美等一些发达国家人们已经普遍使用干衣机来干燥衣物。 目前市场上最为普及的干衣机产品为电热式滚筒干衣机,其工作原理是利用直接的电加热元件产生的高温空气烘干衣物,能耗较高。另外,这种干燥方法还容易发生局部过热而损伤衣物。热泵式千衣机,将热泵技术应用于干衣机中,取代电热装置。 试验研究与性能分析表明,与传统电热式干衣机相比,热泵式干衣机不但干衣温度较低,降低了衣物的损耗,同时能耗较低,具有显著的节能效果。 1.2 国内外技术现状及发展趋势 对家用干衣机而言,能耗干燥速度干燥品质小,损伤织物以及设备体积等都足需要综合考虑的问题。设计热泵系统首先会考虑选择合适的热泵工质,工质决定可以达到的干燥温度,基于传热和除湿的要求受家用设备体积和噪声水平的限制必须考虑干衣所需要的循环空气流量在一个合适的范同内。 循环空气与热泵系统在蒸发器冷凝器部位与热象系统进行耦合发生传热与相变空气循环量过小传热强度不够干燥速率较低干燥叫问会比较长如果空气循环量过大空气与换热器的接触时间不充分可能会际湿不完仝也容易造成离开蒸发器表而的空气随风带水额外消耗冷凝器的热量。 另外热泵干衣机用换热器不需要考虑换热的需求,同时要有利于冷凝水的迅速排放,干衣机内空气为闭路循环。随着衣物的干燥过程进行衣物不可避免的有毛屑散出,如果不对毛屑进行过滤回收,很容易积聚在换热器表面影响换热效率,甚至会导致风道堵塞系统无法正常运作。作为新型的家用干燥设备需要增加自动温度传感,方便用户的使用。做到衣干即停即保护衣物,不至于过度干燥损伤织物也避免多余的能源消耗。 1.3主要研究内容、研究方法及思路

热泵式干衣机设计

热泵式干衣机设计 1 热泵式干衣机的设计分析 1.1 热泵式干衣机工作原理 热泵与电加热、PTC加热等能量转换方式不同,是一种能量转移装置。具体 来说就是以消耗部分能源为代价, 从低位热源中吸取热量,然后将消耗的能源与吸取的热量一起传递给高位热源,实现加热的目的,可见这种工作方式比现有干衣机要节约能源。如图1所示。 图1中热泵由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四个主要部分构成,内部充以适宜的循环工质。基本工作过程为:低温低压的工质饱和蒸气从蒸发器出来,进入压缩机;压缩机消耗少量电能,把低压工质蒸气压缩为高压高温过热蒸气,进入冷凝器;工质在冷凝器中凝结,同时把工质内部积蓄的热量传给被加热空气,工质自身变为高压中温饱和液;之后进入节流阀,通过节流阀后变为低压低温湿蒸气,进入蒸发器;在蒸发器中吸收干衣箱排风或环境大气、地下水、海水、河水、湖水等低温热源处的热量,工质变为低压低温饱和蒸气,又进入压缩机开始下一个循环。如此持续运行,实现热量由低温热源向被加热空气的连续高效泵送。 1.2 热泵式干衣机的结构与原理

热泵式干衣机的结构和原理示意如图2所示,热泵式干衣机由热泵系统、干衣箱、循环风系统构成。热泵系统又由热泵压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四个主要部分及循环工质、干燥过滤器等辅助部件构成;干衣箱由上下导流板、衣物架、衣物、箱壁、新风调节进出口、新风净化装置(可不加)、箱门等构成; 循环风系统由循环风机、风道构成。 整套装置通过密封循环风道,将热泵与干衣箱有机地结合为一个紧凑高效的干燥系统。 图2中热泵式干衣机的基本工作过程为:热泵冷凝器加热循环空气,产生 40-80℃左右的干燥空气,在循环风机推动下进入干衣箱;在干衣箱中,干燥空 气流过湿衣物表面,与湿衣物间进行热湿交换,吸收其中的水分,变为20-40℃左右的低温潮湿空气,排出干衣箱,进入热泵蒸发器;在热泵蒸发器中,低温潮湿空气被冷却至露点温度以下,析出从湿衣物中吸收的水分,变为0℃左右的冷冻干燥空气,进入热泵冷凝器;在热泵冷凝器中,冷冻干燥空气又被加热为40-80℃左右的中温干燥空气,通过循环风机提高压力后再进入干衣箱,开始下一个循环。如此循环运行,实现衣物的连续高效干燥。 1.3热泵式干衣机的优点 从以上工作过程分析可见,利用热泵型干衣机进行干燥可以克服现有干衣机的缺陷,实现节能、适应性广及与环境友好的目的。①热泵是能量转移装置,与现有干衣机相比能够节约能源。按保守估计,以热泵系统能效比仅为2.5计,要提供2359kJ的汽化潜热,只需要耗费943.6kJ的电能。如假设风机、漏热、

热泵技术的发展及存在问题

万方数据

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热泵技术的发展及存在问题 作者:乔凤杰, 徐砚, QIAO Feng-jie, XU Yan 作者单位:哈尔滨电力职业技术学院,哈尔滨,150030 刊名: 信息技术 英文刊名:INFORMATION TECHNOLOGY 年,卷(期):2011(2) 被引用次数:1次 参考文献(8条) 1.徐伟地源热泵技术发展策略和工程应用分析[期刊论文]-工程建设与设计 2008(01) 2.李元哲空气源热泵在建筑节能中的应用[期刊论文]-建设科技 2010(04) 3.李景善空气源热泵蒸发器表面霜层生长特性试验研究[期刊论文]-制冷学报 2010(01) 4.GB 50366-200 5.地源热泵系统工程技术规范 2005 5.温玮地埋管地源热泵系统的设计概述[期刊论文]-福建建筑 2010(02) 6.刘慧海水热泵对海水温度影响分析[期刊论文]-环境科学与管理 2010(01) 7.毛大庆城市循环经济建设中的污水热能资源开发与水资源再生一体化研究[期刊论文]-生态经济 2006(08) 8.郭敬红大庆地区应用污水源热泵的可行性分析[期刊论文]-制冷与空调 2008(06) 本文读者也读过(10条) 1.张原.ZHANG Yuan热泵技术发展趋势探讨[期刊论文]-科技情报开发与经济2009,19(23) 2.胡连营.HU Lian-ying热泵技术与可再生能源的开发利用[期刊论文]-可再生能源2007,25(1) 3.蔡泽宇热泵技术的可持续发展与节能环保道路[期刊论文]-辽宁建材2008(6) 4.刘学飞.LIU Xue-fei热泵技术在火电厂节能中应用的探讨[期刊论文]-冶金动力2010(6) 5.刘恩海.何媛热泵技术及其发展与应用[期刊论文]-内江科技2009,30(2) 6.吕太.刘玲玲.LV Tai.LIU Ling-ling热泵技术回收电厂冷凝热供热方案研究[期刊论文]-东北电力大学学报2011,31(1) 7.杨蕾.汪南.朱冬生热泵技术及其在工农业生产中的应用[会议论文]-2008 8.于海泉热泵技术在萨南油田的应用[期刊论文]-油气田地面工程2006,25(3) 9.范亚云.夏朝凤.李军凯.韦小岿.宋洪川热泵技术在太阳能利用中的实验研究[期刊论文]-太阳能学报 2002,23(5) 10.李彬.张莉.曾立春.LI Bin.ZHANG Li.ZENG Li-chun现代空调中热泵技术的应用与发展[期刊论文]-包钢科技2009,35(2) 引证文献(1条) 1.刘凤丽海水源热泵项目排水对海域生态环境的影响[期刊论文]-现代农业科技 2012(12) 本文链接:https://www.360docs.net/doc/5215435609.html,/Periodical_xxjs201102035.aspx

蒸汽压缩式制冷概述

蒸汽压缩式制冷概述 蒸气制冷是利用某些低沸点的液态制冷剂在不同 压力下汽化时吸热的性质来实现人工制冷的。在制冷技术中,蒸发是指液态制冷剂达到沸腾时变成气态的过程。液态变成气态必须从外界吸收热能才能实现,因此是吸热过程,液态制冷剂蒸发汽化时的温度叫做蒸发温度,凝结是指蒸汽冷却到等于或低于饱和温度,使蒸汽转化为液态。 在日常生活中,我们能够观察到许多蒸发吸热的现象。比如,我们在手上擦一些酒精,酒精很快蒸发,这时我们感到擦酒精部分反应很凉。又如常用的制冷剂氟利昂F—12液体喷洒在物体上时,我们会看到物体表面很快结上一层白霜,这是因为F—12的液体喷到物体表面立即吸热,使物体表面温度迅速下降(当然这是不实用的制冷方法,制冷剂F—12不能回收和循环使用)。目前一些医疗机构采用的冷冻疗法即是利用了这一原理。蒸气压缩式制冷是利用液态制冷剂汽化时吸热,蒸汽凝结时放热的原理进行制冷的。一、制冷循环压缩机是保证制冷的动力,利用压缩机增加系统内制冷剂的压力,使制冷剂在制冷系统内循环,达到制冷目的。开始压缩机吸入蒸发制冷后的低温低压制冷剂气体,然后压缩成高温高压气体送冷凝器;高压高温气体经冷凝器冷却后使气体冷凝变为常温高压液体;当常温高压液体流入热力膨

胀阀,经节流成低温低压的湿蒸气,流入蒸发器,从周围物体吸热,经过风道系统使空调房间温度冷却下来,蒸发后的制冷剂回到压缩机中,又重复下一个制冷循环,从而实现制冷目的。二、制冷剂在制冷系统中状态从压缩机出口经冷凝器到膨胀阀前这一段称为制冷系统高压侧;这一段的压力等于冷凝温度下制冷剂的饱和压力。高压侧的特点是:制冷剂向周围环境放热被冷凝为液体,制冷剂流出冷凝器时,温度降低变为过冷液体。从膨胀阀出口到进入压缩机的回气这一段称为制冷系统的低压侧,其压力等蒸发器内蒸发温度的饱和压力。制冷剂的低压侧段先呈湿蒸气状态,在蒸发器内吸热后制冷剂由湿蒸气逐渐变为汽态制冷剂。到了蒸发器的出口,制冷剂的温度回升为过热气体状态。过冷液态制冷剂通过膨胀阀时,由于节流作用,由高压降低到低压(但不消耗功、外界没有热交换);同时有少部分液态制冷剂汽化,温度随之降低,这种低压低温制冷剂进入蒸发器后蒸发(汽化)吸热。低温低压的气态制冷剂被吸入压缩机,并通过压缩机进入下一个制冷循环。三、制冷量在制冷循环中,循环流动的每千克制冷剂从被冷却物体吸收的热量叫做单位重量制冷量,用符号q表示,单位是kcal/kg,单位重量制冷量是表示制冷循环效果的一个特殊参数,这由制冷剂的性质,循环温度等条件决定,蒸发温度越低,冷凝温度越高,其值越小,反之越大。制冷装置的产冷量是单

双级压缩制冷循环原理之欧阳家百创编

双级压缩制冷循环原理 欧阳家百(2021.03.07) 一、两级压缩采用的原因 制冷系统的冷凝温度(或冷凝压力)决定于冷却剂(或环境)的温度,而蒸发温度(或蒸发压力)取决于制冷要求。由于生产的发展,对制冷温度的要求越来越低,因此,在很多制冷实际应用中,压缩机要在高压端压力(冷凝压力)对低压端压力(蒸发压力)的比值(即压缩比)很高的条件下进行工作。由理想气体的状态方程Pv/T≡C可知,此时若采用单级压缩制冷循环,则压缩终了过热蒸气的温度必然会很高(V一定,P↑→T↑),于是就会产生以下许多问题。 1.压缩机的输气系数λ大大降低,且当压缩比≥20时,λ=0 。2.压缩机的单位制冷量和单位容积制冷量都大为降低。 3.压缩机的功耗增加,制冷系数下降。 4.必须采用高着火点的润滑油,因为润滑油的粘度随温度升高而降低。 5.被高温过热蒸气带出的润滑油增多,增加了分油器的负荷,且降低了冷凝器的传热性能。

总上所述,当压缩比过高时,采用单级压缩循环,不仅是不经济的,而且甚至是不可能的。为了解决上述问题,满足生产要求,实际中常采用带有中间冷却器的双级压缩制冷循环。但是,双级压缩制冷循环所需的设备投资较单级压缩大的多,且操作也较复杂。因此,采用双级压缩制冷循环并非在任何情况下都是有利的,一般当压缩比≥8时,采用双级压缩较为经济合理。 二、双级压缩制冷循环的组成及常见形式 两级压缩制冷循环,是指来自蒸发器的制冷剂蒸气要经过低压与高压压缩机两次压缩后,才进入冷凝器。并在两次压缩中间设置中间冷却器。两级压缩制冷循环系统可以是由两台压缩机组成的双机(其中一台为低压级压缩机,另一台为高压级压缩机)两级系统,也可以是由一台压缩机组成的单机两级系统,其中一个或两个汽缸作为高压缸,其余几个汽缸作为低压缸,其高、低压汽缸数量比一般为1:3或1:2 。 两级压缩制冷循环由于节流方式和中间冷却程度不同而有不同的循环方式,通常分为:两次节流中间完全冷却、两次节流中间不完全冷却、一次节流中间完全冷却和一次节流中间不完全冷却四种两级压缩制冷循环方式。其中,两次节流是指制冷剂从冷凝器出来要先后经过两个膨胀阀再进入蒸发器,即先由冷凝压力节流到中间压力,再由中间压力节流到蒸发压力,而一次节流只经过一个膨胀阀,大部分制冷剂从冷凝压力直接节流到蒸发压力,

国际地源热泵发展历程及我国发展趋势

国际地源热泵发展历程及我国发展趋势 ——中国建筑科学研究院徐伟 美国地源热泵发展历史及概况 美国的地源热泵起源于地下水源热泵。由于土壤源热泵的初投资高、计算复杂以及金属管的腐蚀等问题,早期美国的地源热泵中土壤源热泵所占比例较小,主要以地下水源热泵为主。早在20世纪50年代,美国市场上就开始出现以地下水或者河湖水作为热源的地源热泵系统,并利用它来实现采暖,但由于采用的是直接式系统,很多系统在投入使用10年左右的时间由于土壤中化学物质腐蚀等问题就失效了,地下水源热泵系统的可靠性受到了人们的质疑。 上世纪70年代末至80年代初,在能源危机的促使下,人们又开始关注地下水源热泵。通过改进,水源热泵机组扩大了进水温度范围,加之欧洲板式换热器的引进,闭式地下水源热泵逐渐得到广泛应用。 与此同时,人们也开始关注土壤源热泵系统。在美国能源部(DOE)的支 持下,美国橡树山(Oak Ridge National Laborato-ry,ORNL)和布鲁克海文(Brookhaven National Laboratory,BNL)等国家实验室和俄克拉荷马州立大学(Oklahoma StateUniversity,OSU)等研究机构进行了大量的研究。主要研究工作集中在地下换热器的传热特性、土壤的热物性、不同形式埋管换热器性能的比较研究等。为了解决土壤中化学物质腐蚀问题,地埋管也由金属管变成了聚乙烯等塑料管。至此,美国进行了多种形式的地下埋管换热器的研究、安装和测试工作。现在美国安装的土壤源热泵主要是闭式环路系统,根据塑料管安装形式的不同可分水平埋管和垂直埋管,此系统可以被高效地应用于任何地方,也正是土壤源热泵系统的广泛应用推动了近几十年美国地源热泵产业的快速增长。1998年美国能源部要求在具有使用条件的联邦政府机构建筑中推广应用土壤源 热泵系统。为了表示支持这种节能环保的新技术,美国总统布什在他得克萨斯州宅邸中也安装了这种地源热泵系统。进入21世纪,美国地源热泵的使用量随着建筑规模的扩大也逐渐增加。美国地源热泵年平均增长率保持在15%以上。 从2005年到2007年美国地源热泵呈现快速增长趋势,目前地源热泵在美国50 个州都有应用,2007年全年地源热泵系统应用超过了45000套。 美国地源热泵发展中遇到的障碍主要有:1.地源热泵系统相对传统系统以及空气源热泵的一次投资较大;由于初期投资涉及到大量的地下施工,北美地区高昂的劳动力成本使得地源热泵系统的初期投资可超过常规系统100%乃至150%,目前每米环路的费用大约是11.5~55.8美元,平均每米为36美元。初期投资过高从而极大地限制了地源热泵的应用。在目前的应用中,主要还是以公立学校,尤其是中小学为主,其次是联邦的公用设施,包括军用设施。在真正的私人投资的商用建筑中使用比例要低于前两者;2.各种地方法规对地源热泵使用的限制;3.承包商施工不规范;4.水平埋管土壤源热泵系统需要大量土地面积。

热泵式干衣机设计

热泵式干衣机设计 热泵由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四个主要部分构成,内部充以适宜的循环工质。基本工作过程为:低温低压的工质饱和蒸气从蒸发器出来,进入压缩机;压缩机消耗少量电能,把低压工质蒸气压缩为高压高温过热蒸气,进入冷凝器;工质在冷凝器中凝结,同时把工质内部积蓄的热量传给被加热空气,工质自身变为高压中温饱和液;之后进入节流阀,通过节流阀后变为低压低温湿蒸气,进入蒸发器;在蒸发器中吸收干衣箱排风或环境大气、地下水、海水、河水、湖水等低温热源处的热量,工质变为低压低温饱和蒸气,又进入压缩机开始下一个循环。如此持续运行实现热量由低温热源向被加热空气的连续高效泵送。 热泵式干衣机的基本工作过程为:热泵冷凝器加热循环空气产生40℃~80℃,左右的干燥空气在循环风机推动下进入干衣箱;在干衣箱中,干燥空气流过湿衣物表面与湿衣物间进行热湿交换,吸收其中的水分,变为20℃~40℃左右的低温潮湿空气,排出干衣箱,进入热泵蒸发器;在热泵蒸发器中,低温潮湿空气被冷却至露点温度以下,析出从湿衣物中吸收的水分,变为0℃左右的冷冻干燥空气,进入热泵冷凝器;在热泵冷凝器中,冷冻干燥空气又被加热为40℃~80℃左右的中温干燥空气,通过循环风机提高压力后再进入干衣箱,开始下一个循环。如此循环运行,实现衣物的连续高效干燥。 由此可见,热泵式干衣机可有如下几个突出优点:加热低温空气所用的热量绝大部分来自热泵蒸发器从干衣箱排风中吸收的余热(包括干燥空气的显热和水蒸汽的潜热),少部分是热泵压缩机的电能,系统具有较高的能效,电能的消耗量(运行费用)比直接电加热方式大幅度降低;在热泵蒸发器中用冷冻方法析出空气在干衣箱中吸收的衣物中的水分,出热泵蒸发器后冷冻干燥空气中的含湿量已很小(0℃时,仅为约4g水蒸气/kg干空气),只需再加热到中温,即可具有较好的吸湿能力,从而使衣物可以在较温和的条件下被干燥,可减少高温干燥对衣物材料的热损伤;热泵式干衣机是采用空气的密闭循环方式,可减少空气中灰尘和细菌对衣物的污染,且没有潮湿排入房间。因此,在降低能量消耗、减少对衣物的损伤、防止衣物在干燥过程中的灰尘与细菌污染、防止干衣机对房间的热湿污染等方面,热泵式干衣机均有突出的优势,是一种较理想的中小型衣物干燥装置。 1

双级压缩式制冷循环

双级压缩式制冷循环 2.5两级压缩及复叠式制冷原理 2.5.1采用两级压缩的原因 单级压缩在选用合适的制冷剂时,其蒸发温度只能达到-25~-35℃,原因是压缩比0 p p k 不能 再提高了。因为: (1)↑↓ ↓→ ↓→00p p p T k o ,压缩机输气量↓→制冷量↓ (2)↑→0p p k 压缩机排气温度↑(↑=↑RT pv )→汽缸壁温↑→吸入蒸汽温度↑→↑v →吸气量↓ 例如:当蒸发温度-30℃,冷凝温度40℃时,单级氨压缩机排气温度可达160℃以上。必须作如下限制: ① 单级氨压缩机排气温度<140℃ ② 单级氟压缩机(R12)排气温度<100℃ ③ 单级氟压缩机(R22)排气温度<115℃ (3) ↑→0 p p k 偏离理想等熵压缩机过程的程度↑→压缩机效率↓ 我国规定:R717: 0p p k ≤8 R12、R22:0 p p k ≤10 (P38表2-3) 要获得-30~-65℃的蒸发温度,又要符合合适的压缩比,则需要两级压缩制冷。 2.5.2两级压缩制冷循环 1.两级压缩制冷循环的类型 k m p p p p 压缩 压缩 (中间冷却器冷却后)→→→0201 总压缩比02 01p p p p k m ?= 每一级压缩比≤8~10以下 可分为???一级节流两级节流? ? ?中间不完全冷却中间完全冷却 * 两级节流:冷凝压力k p 节流到m p 中间压力,再节流到蒸发压力0p

* 一级节流:冷凝压力k p节流到蒸发压力0p,容易调节,实际生产中常用一级节流。 * 两级压缩采用中间冷却的目的是降低高压级的排气温度,降低压缩机功耗。 ①中间完全冷却——低压级排气温度(过热蒸汽)被冷却成m p中间压力下的干饱和蒸汽温 度。(氨压缩机) ②中间不完全冷却——低压级排气温度(过热蒸汽)被冷却降低了温度,来达到m p中间压 力下的干饱和蒸汽温度。(氟压缩机) 2.一级节流中间完全冷却循环 这种循环形式被大多数的两级压缩氨制冷系统所采用。 如图所示:从压缩机高压级排出的高压高温过热蒸汽4,进入冷凝器后被冷却成饱和液体5;从冷凝器出来的液体分为两路,一路经膨胀阀A进行节流,节流后降温为6,然后进入中间冷却器吸热,使中间冷却器中来自低压级的排气2充分冷却,6与2混合后的气体3为中间压力m p下的饱和温度m t,3作为高压级的吸气经高压级压缩后变成过热蒸汽4,至此构成一个高压级的循环回路;另一路饱和液体5经中间冷却器过冷后变成过冷液7,经膨胀阀B进行节流后变成低压液体8,进入蒸发器汽化制冷,然后变成饱和蒸汽1,在低压级压缩后变成过热蒸汽2,在中间冷却器冷却并与在中间冷却器汽化的蒸汽混合,变成饱和蒸汽了,作为高压级的吸气经压缩后变成高压级排气4,形成另一个循环,这是实现低温制冷的主循环。如果高压液体不要过冷时,可经过旁通阀直接进入膨胀阀B。 从图(b)可看到,循环3—4—5—6—3在中间冷却器里产生冷量,供另一个循环中饱和液体的过冷(过程5—7)和低压级过热蒸汽的完全冷却(过程2—3)之用。另一个循环1—2—3

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