空气源热泵可行性研究报告.docx

本文主要从热泵热水器原理设计节能环保等方面进行了大体的说明。首先是从空气源热泵的概述、起源、发展历程等进行了介绍。从中可以了解到什么是热泵热水器？什么又是超低温空气源热泵以与空气源热泵技术前景等等。其次是从热泵的运行原理，以与蒸汽压缩式制冷循环原理方面,进行了更详细的介绍空气源热泵的组成以与设计方法。通过这一章可以的了解到热泵的组成、性质、特点等。最后对空气源热泵的系统计算、工质性能的分析，从环保节能经济性等方面入手说明空气源的相对于其他热泵的优势。北方供暖机型的前景应用。广州欧式博空调设备有限公司企业简介广州欧式博中央空调有限公司是一家致力于新能源技术开发，坚持以节能环保为企业核心发展目标，并专注于热泵技术研发、生产与提供综合节能、低温、高温应用解决方案的国际型企业。一直以来，欧式博作为一家集研发、生产、销售“欧斯博”品牌热泵与特种中央空调的高科技企业，超过60%的产品出口欧盟、澳洲、北美、东南亚等地区，主要用于高端商用与家用场所。欧式博在近十年引进吸收整合欧盟地区热泵技术，长期与当地研发、工厂、客户保持良好的沟通与交流，由于低温供暖与低温热泵性能稳定，是欧盟地区主要的低温空气源热泵、泳池恒温热泵、低温热泵与热泵中央热水机主要供应商与OEM生产商。近年来，欧式博公司着力把出口到发达国家，质量性能优越的“欧斯博”品牌产品供应国内市场，以满足国内高端市场日益提高的使用要求。OSBERTGUANGZHOUOSBERTCENTRALAIRCONDITIONINGCO.,LTDisaninternationalcompanydevotedtonewenergytechnologydevelopment.Wedesignandproduceheatpumps,offeringenergysavingmediumandhightemperaturehotwatersolutionsindomesticandabroadmarket.Inthepastdecade,80%ofourproductsareexportedtoEU,Australia,NorthAmericaandSoutheasternAsia.Wehavebeenintroducing,absorbingandintegratingadvancedheatpumptechnologiesfromEU,andestablishedgoodcommunicationchannelswithlocaldesigning/productionteamsandcustomers.Thankstothereliabilityandefficiencyofourproducts,wehavebecomeanimportantsupplierandOEMfactoryoflowtemperatureairtowaterheatpump,poolheatpumpandhotwaterheatpumpinEUmarket.Tosatisfyupgradingdemandoflocalmarketforhighqualityproducts,inChinaOSBERTbeginstosellhighqualityandperformanceproductsdesignedforexportmarket.企业优势欧式博公司现有广州、佛山两大生产基地。占地面积150多亩，厂房、办公楼、宿舍近5万平方米。建有八条主机设备生产线，以与镀金加工、换热器生产线，并设立深圳研发中心。多年来，欧斯博热泵拥有国内外成千上万个商用热泵工程项目在使用。销售商用热泵已过十万台（套）。拥有中国最多的热泵工程项目与用户。前S能源是人类社会求生存和发展的物质基础，中国作为一个能源消耗大国，人口众多，能源相对匮乏，自然资源总量排在世界第七位，能源总量约4万亿吨标准煤,居世三位,而人均能源占有量约为世界平均水平的40%o尽管我国人均用能源不与世界平均人均能源消耗水平的一半,但能源消费总量已达世界第二。从能源消费结构来看，我国是世界上最大的煤炭消费国，煤炭消费约占总能量的67%,这是导致环境严重污染、生态逐年恶化的根本原因之一。因此，大力开拓新能源与可再生能源的实际应用成为我国解决能源紧张和保护生态环境的重要战略任务。空气源能是新能源与可再生能源的重要组成部分。空气源能量巨大，是取之不尽。用之不竭的能源。空气源能的利用不像对地球上所蕴藏的常规能源那样，可能会在几百年后就完全枯竭。空气源能分布广阔，获取方便。空气源能不需要开采和运输，使用安全卫生，对环境无污染，是当之无愧的清洁能源。空气源能的利用具有巨大的市场前景，不仅带来很好的社会效益、环境效益，而且还有明显的经济价值。近年来随着资源和环境的问题日益严重，在满足人们健康、舒适要求的前提下，合理利用自然资源，保护环境，减少常规能源消耗，已成为暖通空调行业需要面对的一个重要问题。为了使空调行业走可持续发展的道路，有必要对其技术进行创新。空气源热泵供热空调系统是一种利用可再生能源的高效节能、无污染的既可供暖又可制冷的环保型的新型空调系统。作为一种有效地节能绿色产品，空气源热泵将在我国建筑空调系统中发挥越来越重要的作用。因此，空气源热泵技术在我国有着广阔的应用前景。它的应用将产生重大的经济效益和社会效益。空气源热泵不需要人工的冷热源,可以取代锅炉或市政管网等传统的供暖方式和中央空调系统。冬季它代替锅炉从土壤、地下水或者地表水中取热，向建筑物供暖;夏季它可以代替普通空调向土壤、地下水或者地表水放热给建筑物制冷。同时,它还可供应生活用水，可谓一举三得，是一种有效地利用能源的方式。图1-3-1第二章热泵热水器系统运行原理第一节蒸汽压缩式制冷循环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。单级蒸汽压缩式制冷系统如下图所示。它由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。其工作过程如下：制冷剂在蒸发压力下沸腾，蒸发温度低于被冷却物体或流体的温度。压缩机不断地抽吸蒸发器中产生的蒸汽，并将它压缩到冷凝压力，然后送往冷凝器，在冷凝压力下等压冷却和冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气）与冷凝压力相对应的冷凝温度一定要高于冷却介质的温度，冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。当制冷剂通过膨胀阀时，压力从冷凝压力降到蒸发压力，部分液体气化，剩余液体的温度降至蒸发温度，于是离开膨胀阀的制冷剂变成温度为蒸发温度的两相混合物。混合物中的液体在蒸发器中蒸发，从被冷却物体中吸取它所需要的气化潜热。混合物中的蒸汽通常称为闪发蒸汽，在它被压缩机重新吸入之前几乎不再起吸热作用。蒸汽压缩制冷理论循环1.循环（是简化了的实际制冷循环）图2-1-1图2-1-2逆卡诺循环：1'345'蒸汽压缩制冷循环：1234511-2（压缩机）：等幅压缩；2-3-4（冷凝器）：等压放热；4-5（节流阀）：绝热节流，等焰；5-1（蒸发器）：等压吸热而制冷。压缩一放热（冷却与冷凝）一节流一吸热（汽化、蒸发）空气能是一种广泛存在、平等给予和可自由利用的低价位能源，利用热泵循环提高其能源品位，因而是一项极具开发和应用潜力的节能、环保新技术，具有实用价值。空气源热泵热水器加热时间短，水电完全分离，无触电危险；无废烟、废气排出，因而无中毒危险；同时也克服了太阳能热水器阴雨天不能工作、电热水器出现漏电、燃气热水器出现煤气泄露的缺点。空气能热泵热水器也得到了官方的应用。第二节空气源热泵热水器组成与工作原理空气源热泵热水器是继燃气热水器、电热水器和太阳能热水器的新一代热水装置，是可替代锅炉的供暖水设备。空气源热泵热水器是综合电热水器和太阳能热水器优点的安全节能环保型热水器，可一年三百六十五天全天候运转，制造相同的热水量，使用成本只有电热水器的1/4,燃气热水器的1/3,太阳热水器的l2o高热效率是空气源热泵热水器最大的特点和优势，在能源问题成为世界问题时，这是空气源热泵热水器成为“第四代热水器”的最重要的法宝之一。2. 1系统介绍空气源热泵热水器内专置一种吸热介质一一冷媒，它在液化的状态下低于零下20,与外界温度存在着温差，因此，冷媒可吸收外界的热能，在蒸发器内部蒸发汽化，通过空气源热泵热水器中压缩机的工作提高冷媒的温度，再通过冷凝器使冷媒从汽化状态转化为液化状态，在转化过程中，释放出大量的热量，传递给水箱中的储备水，使水温升高，达到制热水的目的。系统组成空气源热泵中央热水机组一般由压缩机、冷凝器、蒸发器、节流装置、过滤器、储液罐、单向阀、电磁阀、冷凝压力调节水阀、储水箱等几部分组成。系统简图图2-2-2工作原理1 .低温低压制冷剂经膨胀机构节流降压后，进入空气交换机中蒸发吸热，从空气中吸收大量的热量Ql2 .蒸发吸热后的制冷剂以气态形式进入压缩机，被压缩后，变成高温高压的制冷剂（此时制冷剂中所蕴藏的热量分为两部分：一部分是从空气中吸收的热量QL一部分是输入压缩机中的电能在压缩制冷剂时转化成的热量Q2）；3 .被压缩后的高温高压制冷剂进入热交换器，将其所含热量（Q1+Q2）释放给进入热换热器中的冷水，冷水被加热到60（最高达60）直接进入保温水箱储存起来供用户使用；4.放热后的制冷剂以液态形式进入膨胀机构，节流降压如此不间断进行循环。空调建筑中新风负荷占相当的比重，额定工况下，办公、旅馆等建筑新风负荷占空调总负荷的30%左右，商业建筑中新风负荷占50%左右。新风在数量上等于排风和渗透风与侵入风等风量之和。将渗透风、侵入风降到最小程度，将排风组织起来，通过全热热交换器回收其中的能量，具有明显的节能意义。由于目前国内空气品质差，空气含尘量大，给全热换热器的管理带来麻烦，也缩短了全热换热器的使用年限，从而影响了全热换热器的大量推广。对于热泵空调系统，如能将排风有组织地排至热泵机组入口，也是有利于提高热泵机组效率的，不失为一个简便有效的节能措施。（7）其他措施在炎热的夏天，不少工程的热泵机组由于通风不良或机组质量上的问题，出水温度很难得到保证，这种情况下在进风侧往换热器喷水的方法可收到明显效果。喷水的不利后果是可能导致换热器表面积垢，而影响换热，但由于盘管表面还有一定的灰尘，水垢也许不会直接在盘管表面形成甚至造成影响传热之程度。为了防止结垢，喷软化水是解决问题的根本方法，但会增加费用。为提高喷水效率，应改喷水为喷雾，喷多少量恰到好处、怎样喷效率最高、非软水喷有何不良影响与其影响程度多少都是值得深一步研究的课题。（8）运行与节能从前面讨论的热泵特性曲线可知，热泵机组出水温度的改变可以改变热泵机组的效率。比如在环境温度为30,出水温度为12时，热泵机组的效率要比出水温度7时高出6%,环境温度为30时，出水温度为15时热泵的效率为出水温度为7时的1.07倍左右。水温的变化会降低末端空调器的换热效率，但在部分负荷条件下，适当降低水温同样能满足室内要求。冬天的情况也有类似结果，在室外温度为-6。C时（南京空调设计室外计算温度），热泵机组出水温度为40时的效率，比出水温度为50时的效率高出13