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空气源热泵

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详细说明

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空气源热泵热水机作业原理及结构:

一、热泵热水机组作业原理

空气源热泵热水机主要有五大部件组成:A压缩机、B工质(本文称冷媒)、C蒸发器、D冷热交换器、E节流设备(膨胀阀)五大部分组成。

低温低压的液态冷媒经过蒸发器(空气侧热交换器)吸取空气中的热量蒸发,由液态变为气态——将冷媒从空气中吸取的热量设为Q1。吸取了热量的冷媒变为低温低压气体,再经过少量的电能输入,空气源热泵采暖由压缩机进行压缩,使低温低压气态的冷媒变成高温高压状态——将压缩机的压缩功转化的热量设为Q2。高温高压的气态冷媒在冷热交换器内与冷水进行热交换,冷媒在常温下被冷却,冷凝为液态。此过程中,冷媒放出的热量使冷水得到加热——将冷水吸取的热量设为Q3。换热后的高压液态冷媒经过节流机构(膨胀阀)减压,由于压力下降,冷媒回到了比外界环境温度低的低温低压的液态,又具有了再次吸取蒸发的才能。如此将冷水加热,直到获得所需温度的热水,储存在保温热水箱中。

根据能量守恒定律得:Q3=Q1+Q2。热泵热水机组的制热量Q3>Q2。也是说终用来加热冷水的热量要大于压缩机作业耗费的电能,其间的差值是从周围环境中吸取来的热量。热泵在制备热水的过程中每输入一份电能,从环境中吸取2~3份的低档次热能,故所用的电能仅为电锅炉的1/4左右,大大下降了电能的耗费。这是热泵热水机组要比电加热器省电的原因。运用热泵技术并运用环境中的低档次热能制备热水,完全符合我国的能源战略。

二、热泵搬移空气中的热量

在空气源热泵热水机组运行过程中,输入的电能转变为机械能,驱动压缩机做功,使安装在蒸发器侧的轴流风机飞速旋转,使冷媒与空气进行换热。节流后的低温低压液态冷媒,流入蒸发器中的盘管内,迅速汽化吸取空气中的热量,当冷媒转变为液态时,又放出在蒸发器里吸取的空气中的热量,液态冷媒经节流后又进入蒸发器汽化,吸取流过蒸发器翅片空气中的热量,蒸发器吸取空气的热量多少与热媒本身性质有关,与空气活动的速度,室外环境温湿度有关,还与蒸发器的结构尺寸有关、为强化传热热作用,在蒸发器盘管外套有翅片,据现场实测,当安徽长江北部地区室外温度为38℃时,流进流出蒸发器空气的温差达到6℃以上。一般蒸发器吸取热量的多少随四季气温变化有差异,约为2~4倍左右。这倍数的内涵为:空气源热泵热水机组每耗费1份电能的同时能提供相当于电能的2~4倍的热量搬运给冷热交换器中的水,使水温上升。

经上述剖析阐明:空气源热泵热水机组是搬移热量的设备,热量来源于空气,空气中的热量经热泵搬运给被加热的水,并不是用电阻丝发热来烧水。


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