Преобразование энергии теплового насоса
Как естественное явление, подобно тому, как вода течет от высокой температуры к низкой, тепло всегда течет от высокой температуры к низкой. Но можно создать машины, которые отводят тепло от низкой температуры к высокой температуре с помощью теплового насоса точно так же, как водяной насос используется для подъема воды от низкой к высокой. Таким образом, тепловой насос по сути является теплоподъемным устройством. Функция теплового насоса состоит в том, чтобы поглощать тепло из окружающей среды и передавать его нагреваемому объекту (объекту с более высокой температурой).Принцип его работы такой же, как и у кондиционера .Обратный цикл Карно работает, разница только в том, что диапазон рабочих температур другой. При работе тепловой насос часть энергии потребляет сам и преобразует энергию, запасенную в окружающей среде.Энергетический анализ эффективности теплового насоса
В цикле теплового насоса теплота Q 0 ккал/ч получается от низкотемпературного источника теплоты (наружного воздуха или оборотной воды, температура которых выше температуры испарения t 0 ), а механическая работа AL ккал/ч расходуется, а теплота 0Q 1 ккал/ч, и соотношение между этими теплотами соответствует первому закон термодинамики, то есть Q 1 =Q 0 +AL ккал/ч. Если не используется устройство теплового насоса, а используется механическая работа по преобразованию его в Тепло (или непосредственно нагрев высокотемпературного источника тепла электрической энергией , полученное тепло составляет AL ккал/ч, а после использования устройства теплового насоса высокотемпературный источник тепла (отопительная система) получает больше тепла: Q 1 -AL=Q 0 ккал/ч. температурный источник тепла. Если устройство теплового насоса не используется, это тепло не может быть получено. Поэтому устройство теплового насоса может экономить топливо и использовать отработанное тепло.Энергия источника тепла используется для создания механической работы, а тепловой насос передает теплоту низкотемпературного источника тепла высокотемпературному объекту, потребляя механическую работу, и имеет две одинаковые температуры источника тепла, поэтому связь между ними такова: φ=Q 1 / AL=(Q 0 +AL)/AL=ε+1, ε – коэффициент охлаждения. Значение коэффициента теплоотдачи φ=1, в этом предельном случае ε=0, Q 0=0, то есть тепло от низкотемпературного источника тепла не отбирается.
Рабочая среда теплового насоса
В прошлом рабочей жидкостью теплового насоса обычно был фреон, но поскольку фреон оказывает разрушительное воздействие на озон земной атмосферы, чтобы защитить экологическую среду земли, в дополнение к улучшению коэффициента охлаждения теплового насоса и эффективно используя энергию, наука разных стран также занимается разработкой новых рабочих тел, применена рабочая жидкость взамен фреона. Однако рабочей жидкостью, используемой большинством китайских производителей сегодня, по-прежнему является R22, а эра использования экологически чистых рабочих жидкостей R417A и 134A еще не наступила. Некоторые страны, такие как Япония, взяли на себя инициативу в использовании CO 2 в качестве рабочей жидкости, чтобы не наносить ущерб озоновому слою. ( Поэтому во время установки медные трубы должны быть плотно соединены, чтобы предотвратить утечку R22). Кроме того, вышеупомянутые хладагенты R22, R417A, 134A и CO2 не наносят вреда человеческому организму. При утечке, весь комплект оборудования по-прежнему безопасен для человека.Классификация тепловых насосов
В соответствии с различными типами источников тепла они подразделяются на: тепловой насос с воздушным источником, тепловой насос с источником воды, тепловой насос с источником тепла из грунта, тепловой насос с двойным источником (сочетание теплового насоса с источником воды и теплового насоса с источником воздуха) и т. д.Воздушный тепловой насос
Принцип
Во время работы теплового насоса с источником воздуха испаритель поглощает тепло из окружающей тепловой энергии в воздухе для испарения рабочей среды теплопередачи. После того, как пары рабочей среды сжимаются компрессором, давление и температура повышаются, а высокая Температурный пар проходит через специальное кольцо, прикрепленное к внешней поверхности резервуара для хранения воды. При включении трубки конденсатор конденсируется в жидкость, которая передает тепло воде в резервуаре для хранения воды теплового насоса источника воздуха.Рабочая жидкость теплового насоса
Теплоносителем воздушного теплового насоса является особое вещество, температура кипения которого при нормальном давлении составляет минус 40°С, а температура замерзания ниже минус 100°С, в холодном состоянии вещество жидкое, но легко испаряется в газ, и наоборот. В реальных условиях предельная температура испарения рабочего тела теплоносителя в воздушном тепловом насосе составляет около минус 20°С, поэтому температура окружающей среды 5°С является «горячей» для такой низкой температуры. Даже для снега например, 0°C также является высокой по сравнению с ним, так что обмен некоторой тепловой энергией тоже возможен.Тепловой насос, источник тепла грунтовые воды или водоём
Принцип
Неглубокие источники воды на поверхности Земли (как правило, в пределах 1000 метров), такие как подземные воды, поверхностные реки, озера и океаны, поглощают значительное количество тепла, а температура источников воды, как правило, очень стабильна. Принцип работы технологии водяного теплового насоса заключается в следующем: за счет ввода небольшого количества высококачественной энергии (например, электрической энергии ) осуществляется передача тепловой энергии от низкой температуры к высокой температуре. Водный объект используется как источник тепла обогрева тепловым насосом зимой и источник холода летом, то есть тепло в здании летом «забирается» и отдается в водоем для охлаждения внутренних помещений здания. Зимой водяной тепловой насос «извлекает» тепловую энергию из источника воды и направляет ее в здание для обогрева.Преимущество
По сравнению с системами отопления с котлами (электричество, топливо) и воздушными тепловыми насосами, водяные тепловые насосы имеют очевидные преимущества. Нагрев котла может преобразовывать только от 90% до 98% электрической энергии. Тепловой насос экономит более половины энергии, так как температура источника тепла источника воды относительно стабильна в течение всего года, обычно от 10 до 25 ° C, его коэффициенты охлаждения и нагрева могут достигать от 3,5 до 4,4. По сравнению с традиционным тепловым насосом с воздушным источником, он примерно на 40% выше, а его эксплуатационные расходы составляют 50%. до 60% от обычного центрального кондиционера. Таким образом, за последние десять лет система кондиционирования воздуха с водяным тепловым насосом достигла быстрого развития в Северной Америке, Центральной и Северной Европе и других странах, а рынок водяных тепловых насосов в России становится все более активным, что делает эту технологию широко используемой и стать эффективной технологией кондиционирования воздуха отопления и охлаждения.Геотермальный тепловой насос
Геотермальный тепловой насос — это разновидность высокоэффективного и . Геотермальный тепловой насос осуществляет передачу тепловой энергии от низкой температуры к высокой температуре путем ввода небольшого количества высококачественной энергии (например, электрической энергии). Энергия земли используется как источник тепла для отопления тепловым насосом зимой и источник холода для охлаждения летом, то есть зимой тепло в энергии земли забирается, а после повышения температуры отдается для отопление в помещении, летом тепло в помещении отводится и отдается, земля может заходить внутрь. Как правило, геотермальный тепловой насос потребляет 1 кВт·ч энергии, а пользователь может получить более 4 кВт·ч тепла или холода.Высокотемпературный воздушный тепловой насос
Высокотемпературный воздушный тепловой насос буквально означает тепловой насос с температурой воды на выходе выше 60 °C (т. е.: высокотемпературная горячая вода) или тепловой насос с температурой воздуха на выходе более 80 °C (т. е.: высокотемпературный сушильный тепловой насос). По сравнению с обычными тепловыми насосами, которые сегодня популярны на рынке, температура обычной горячей воды обычно ниже 55°C, в то время как новое поколение высокотемпературных тепловых насосов на воздушной энергии может производить высокотемпературную горячую воду до температуры около 85 ° C, который можно использовать в гальванике, пастеризации, забое, очистке стекла , печати и окрашивании и других отраслях промышленности.Принцип работы
Принцип работы высокотемпературного теплового насоса с воздушной энергией: используя принцип обратного цикла Карно, получает низкотемпературный источник тепла за счет природной энергии (накопление тепла воздуха) и становится высокотемпературным источником тепла после эффективного сбора тепла и интеграции системы, которая используется для нагрева (подачи), сушки или подачи теплой воды.Преимущество
Четыре преимущества высокотемпературного теплового насоса на воздушной энергии:Во-первых, энергосбережение, что способствует всестороннему использованию энергии, высокотемпературный тепловой насос на воздушной энергии поглощает низкотемпературную тепловую энергию в воздухе, и после этого преобразует ее в высокотемпературную тепловую энергию при помощи сжатия компрессором;
Во-вторых, это способствует защите окружающей среды;
в-третьих, сочетание холода и тепла, высокая скорость применения оборудования и экономия инвестиций;
в-четвертых, потому что это электрический привод, удобнее контролировать.
По сравнению с электрическими котлами ; точный автоматический контроль температуры, эксплуатационные расходы также значительно снижены более чем на 50%. Высокотемпературный тепловой насос может дополнить тепловой насос для нужд отопления и охлаждения в специальной области. Вообще говоря, высокотемпературный воздушный тепловой насос использует специальный компрессор теплового насоса, специальный хладагент и систему.
Водонагреватель (ГВС) - тепловой насос
ТипНа рынке существует множество типов водонагревателей с тепловым насосом, в основном в том числе три серии: солнечные, водяные и воздушные. Солнечный тепловой насос представляет собой технологию теплового насоса, которая сочетает в себе технологию теплового насоса и солнечной энергии; тепловой насос с источником воды использует источник воды определенной температуры (выше 20 ℃) в качестве источника тепла и использует хладагент в качестве среды для поглощения тепла, а затем сжимать его компрессором. Для отопления, обмена тепла с холодной водой через теплообменник, достижения цели нагрева и производства горячей воды. Тепловой насос с воздушным источником получает тепло из воздуха аналогично тепловому насосу с источником от воды. Среди трех типов тепловых насосов воздушный тепловой насос имеет наименьшие ограничения и имеет наибольшее пространство для развития.
Водонагреватель с воздушным тепловым насосом
Водонагреватель с воздушным тепловым насосом в основном состоит из компрессора, теплообменника, осевого вентилятора, резервуара для воды для сохранения накопленного тепла, водяного насоса, резервуара для хранения жидкости, фильтра, электронного расширительного клапана и электронного автоматического контроллера. После включения питания начинает работать осевой вентилятор, наружный воздух проходит через испаритель для теплообмена, а воздух с пониженной температурой выбрасывается вентилятором из системы, сжимается в высокотемпературный и высоконапорный газ и направляется в конденсатор. Вода, принудительно циркулирующая водяным насосом, также проходит через конденсатор, нагревается рабочим телом и направляется потребителю для использования. Хлад агент охлаждается в жидкость, и жидкость расширяется. После дросселирования клапана и охлаждения она снова течет в испаритель. Этот цикл работает многократно, и тепловая энергия воздуха непрерывно «перекачивается» в воду, так что температура воды в резервуаре для воды для сохранения тепла постепенно увеличивается и, наконец, достигает около 55 ℃, что подходит для людей, принимающих ванну.Воздушный тепловой насос является сегодня одним из самых передовых продуктов по использованию энергии в мире. В связи с бурным развитием экономики и повышением уровня жизни населения горячая вода для бытовых нужд стала необходимостью в жизни людей, однако традиционные водонагреватели (водонагреватели электрические, водонагреватели на топливе, газовые водонагреватели) устарели.
Недостатки, такие как высокое энергопотребление, высокая стоимость и серьезное загрязнение; Эксплуатация энергосберегающих экологически чистых солнечных водонагревателей ограничена метеорологическими условиями. Принцип нагрева воздушного теплового насоса полностью отличается от традиционного солнечного водонагревателя. В качестве низкотемпературного источника тепла воздушный тепловой насос использует воздух, воду, солнечную энергию и т. д. Воздушный тепловой насос использует электричество в качестве мощности для поглощения тепла со стороны низкой температуры для нагрева воды для бытовых нужд. Система подается непосредственно к потребителю в качестве горячего водоснабжения или отопления небольших площадей с использованием фанкойлов. Воздушный тепловой насос является лучшим решением для больших, средних и малых централизованных систем горячего водоснабжения в школьных общежитиях, гостиницах, банях и других местах.
