改善热泵空调系统性能的途径.doc

改善热泵空调系统性能的途径 低温热源种类的优化选取? 目前，热泵空调系统选用的是低温热源有空气、地下水、地表水（江水、河水、湖水、水库水、海水等）、生活污水和工业废水、土壤和太阳能等。选用何种低温热源将会对热泵空调系统的工作特性和其经济性有重大的影响。 众所周知，热泵的工作特性与其经济性很大程度上取决于热汇温度（供热温度）和热源温度。 ? 热泵经济运行的条件 供热温度与可获取的热源温度的温差大小。 热源温度尽可能高。 ? 选择低温热泵的要求 热源任何时候在可能的最高供热温度下，都能满足供热的要求。 用作热源时应该没有任何或者有极少的附加费用，《热泵的理论与实践》一书中提到热能附加投资不超过供热设备投资的10~15% 输送热量的载热（冷）介质的动力能耗要竟可能的小，以减少输送费用和提高系统的总制热性能系数。 载热（冷）介质对热交换设备与管理无物理和化学作用（腐蚀、污染、冻结等）。 热源温度的时间特性与供热的时间特性应尽量一致。 应该便于把低位热源的介质与批量生产的系列化热泵产品连接起来。 ? 3?在热泵系统设计中。还应注意的问题 （1）热泵与热汇的蓄热问题。由于热源（如空气、太阳能等）往往具有周期性变化，间歇性，难以稳定地向热泵供给低温热量，故可设置热源的储热装置，以解决热源供热的不平衡性问题；热用户用热与热泵供热之间在时间上也可能存在不平衡性，或为解决电力供应的峰谷差较大的问题，常在高温端设置热汇的蓄热装置；采用季节性蓄能技术改善热泵运行特性也是目前正在研究的重要课题。 （2）低温热源与附加热源的匹配问题。一般来说对于大型空气源热泵（地表水源热泵），使其在室外空气气温最低是也能满足建筑最大供热量要求的做法往往是不经济的，而应该将热泵设计成保证在特别冷的天气里启动辅助热源，来补充热泵供热量不足部分。 （3）热源多元化。热源的种类很多，其特性各不相同，如何将其集成，充分发挥各自特点，组合热泵的组合热源，这有利于改善热泵的运行特性和提高其经济性。如室内余热源于空气源，室内余热源与水源，土壤源和太阳能等作为热泵的组合低位热源，这对提高整个系统的节能效果与环保效益十分有益，应该说，这种组合热源是一种理想的选择。 ? 驱动能源的合理选取 ? 热泵的驱动能源是指热泵驱动装置所使用的高位能源。目前，热泵常使用的驱动能源有一次能源（如天然气，水电等）和二次能源（火电、城市燃气、燃油、柴油等）。其中，电能是主要的驱动能源。因此，单相或三相交流电动机是热泵中用的最普遍的驱动装置。因此，单相或三相交流电动机是热泵中用的最普遍的驱动装置，从最小的旋转式压缩机到最大的离心式压缩机都采用电动机驱动。只要电动机选配恰当，他就能平稳地、可靠地高效率的运转。因此，在可预见的一段时间内，电能将继续是各类热泵的主要动力。对此，我们应该注意到： 在发电中相当一部分一次能在电站以废热形式损失掉了，因此从热能观点看，使用燃料动力发动机来驱动热泵更好，他可以将发动机损失的大部分热量通过热回收系统输入供热系统，这样就可以大大提高热泵系统一次能源的利用率，更好地发现热泵的节能效果与环保效益。 对于我国大型热泵站（如海水源热泵站，污水源热泵站），可考虑采用燃气轮机驱动的热泵站，但是燃气、煤和电的价格不同，三种驱动装置，热泵机组等设备也是不一样的。因此在实施过程中还应该从经济角度进行评价。 核电技术和水电技术是一种不排放CO??的发电技术。因此，在核电和水电比例大的国家，大型热泵站采用电动热泵机组有利于减少温室气体的排放。 热泵中选用变速电动机（二速电机、三速电机和变频电机等），以便调节负荷，改善热泵部分负荷特点，减少启动电流等，从而提高热泵的节能效果。 内燃机一发电机一热泵，发电机一内燃机一热泵三种组合方式应引起业内的关注与研究，这种组合形式对于同时需要供热和供电的小区，或远离城市或无电的区域，或医院建筑等场合适用。 ? 热泵机组的高效化 ? 在工程中，常以热泵组合的能效比（EER）大小来描述热泵机组的耗功的多少，也就是说热泵机组的EER值越高，热泵机组在供同样的热量的情况下，其耗功的值愈小。目前，各类热泵机组能效比（EER）差异很大，即使同一类型的热泵机组，不同厂家生产的机组的能效比也相对很大。图一和图二给出了部分水/空气热泵机组和空气/水热泵机组制热能效比（EER）分布图。 ? EPR值相差很大的启示 在设计选用机组时应进行比较，从中优选；（2）提高热泵机组性能的空间还很大，应引起企业内的关注与研究。 ? 现以空气源热泵为例，说明改善和提高空气源热泵能效比的途径与措施 （1）改善热泵机组的能量调节特性是提高机组能效比的重要途径。《热泵的理论与实践》一书中明确指出，无能量调节的空气/空气热泵性能系数（COP值）约为3，有50%能量调节的空气/空气热泵COP值约为4（比无能量调节