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热泵技术解析
一、COP值在ARI标准中,关于冬夏季循环效率提出了以下定义:
在冬季供热时,制热量(W)与输入功率(W)的比率定义为热泵的循环性能系数COP(coefficient of performance,W/W);
在夏季制冷时,制冷量(W或Btu/h)与输入功率(W)的比率定义为热泵的能效比EER(energy efficiency ration, W/W 或Btu/W.h)
为不引起歧义,我们将冬季热泵循环性能系数和夏季热泵的能效比表达形式均采用COP(能效比)表示。
其计算公式为 :εs=Q0/Ne=Q0/N0·ηs=ε0·ηs 。
Q0:制冷系统需要的制冷量(或制热量)
N0:制冷压缩机的理论功率
Ne:轴功率
ε0:是理论制冷系数(制热系数)
ηs:是总效率(绝热效率)
COP值(制冷效率)实际就是热泵系统所能实现的制冷量(制热量)和输入功率的比值,在相同的工况下,其比值越大说明这个热泵系统的效率越高越节能;因此在作制冷系统COP值比较之前,首先要确定各个热泵系统是否在相同的工况之下,然后再进行计算比较。
影响机组的COP的因素有以下几点:a、压缩机的性能系数b、热泵机组的系统匹配性:(所谓系统匹配是指:压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和自控系统的匹配性能。)1、制冷时,液态制冷剂在水换热器中气化,吸收水中的热量,使水温降低。低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩,变为高温高压的气体,进入风换热器,由于制冷剂温度高于空气温度,制冷剂向空气传热,制冷剂从气体冷凝为高压液体,高压液态制冷剂经膨胀阀节流后进入水换热器,低压液体制冷剂再次气化,完成一个循环。在这个循环过程中,随着制冷剂状态的变化,实现了热量从水侧向空气侧的转移。
2、在制热时,液态制冷剂在风换热器中气化,吸收空气中的热量,低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变为高温高压气体送至水换热器。由于制冷剂的温度高于水温度,制冷剂向水传热,水温升高。制冷剂从气体冷却为液体,液体制冷剂经膨胀阀节流后进入风换热器,低压液体制冷剂再次气化,完成一次循环。在这个循环过程中,随着制冷剂状态的变化,实现了热量从空气侧向水侧的转移。
三、氟利昂气体与液体转化过程:
1、制冷时,液态制冷剂在水换热器中气化,吸收水中的热量,使水温降低。低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩,变为高温高压的气体,进入风换热器,由于制冷剂温度高于空气温度,制冷剂向空气传热,制冷剂从气体冷凝为高压液体,高压液态制冷剂经膨胀阀节流后进入水换热器,低压液体制冷剂再次气化,完成一个循环。在这个循环过程中,随着制冷剂状态的变化,实现了热量从水侧向空气侧的转移。
2、在制热时,液态制冷剂在风换热器中气化,吸收空气中的热量,低温低压的气态制冷剂经压缩机压缩后变为高温高压气体送至水换热器。由于制冷剂的温度高于水温度,制冷剂向水传热,水温升高。制冷剂从气体冷却为液体,液体制冷剂经膨胀阀节流后进入风换热器,低压液体制冷剂再次气化,完成一次循环。在这个循环过程中,随着制冷剂状态的变化,实现了热量从空气侧向水侧的转移。
压缩机将气态的制冷剂压缩为高温高压的液态制冷剂,
然后送到冷凝器(室外机)散热后成为常温高压的液态制冷剂。
然后到毛细管,进入蒸发器(室内机),由于制冷剂从毛细管到达蒸发器后空间突然增大,压力减小,液态的制冷剂就会汽化,变成气态低温的制冷剂。
所以,
(热泵型空调器常用节流装置)
(1)单根毛细管双向节流? 用一根毛细管,既作为制冷循环时的节流装置,同时也是制热循环的节流装置,其优点是结构简单、价格便宜。然而,制冷循环与制热循环时制冷剂循环量是不同的;因此,同一根毛细管如果适应制冷状态,则就难以适应制热状态,反之亦然。这样的节流方式很难使制冷设备充分发挥作用,其效率不高,所以只有极少数空调器采用单根毛细管双向节流的方式。
?
(2)双毛细管并联节流? 图1-1a为双毛细管并联节流。当制冷循环时,单向阀导通,两根毛细管同时起节流作用。而制热运行时,单向阀截止,只有一根毛细管起节流作用。
(3)双毛细管串联节流? 图1-1b为双毛细管串联节流。当制冷运行时,单向阀导通,与单向阀并联的毛细管因阻力大只有极少量的制冷剂渗透,而大量制冷剂从左边毛细管出来之后经单向阀去蒸发器。当制热运行时,单向阀截止。
(4)双毛细管分组独立节流? 图1-1c为双毛细管分组独立节流。从图中不难看出,制冷毛细管前有一单向阀,在制冷运行时,该阀导通,而制热毛细管右边的单向阀为截止状态,因此此路不通。即由制冷毛细管与其前置的单向阀组成独立的制冷运行节流装置。同理,制热毛细管与其右边的单向阀组成独立的制热运行节流装置。这种节流装置,虽比前两种多用了一只单向阀,但其在分体式空调器中有很好的优越性。因为它是独立工作的,所以可把制冷节流毛细管装在室内机蒸发器的进
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