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空气能热泵技术介绍
2023-05-07       来源:TKFM-Hong

空气能,是指空气中所蕴含的低品位热能量。但是,根据热力学第二定律,热量不可能从低温热源传到高温热源而不引起其他变化。所以,在不消耗外界能量的基础上,空气是不能够被利用的。热泵可以实现从空气中吸收热量并传到高温物体或环境的作用,这技术叫做空气源热泵。热泵的使用需要消耗电能或者热能。例如,当家里的空调用于冬季制热时,就是典型的空气源热泵,但是,在不用电或不提供热量的情况下,该空调并不会制热。因此,空气源热泵并不是在利用空气能驱动,而是用电能或者热能驱动。空气源热泵可以制热、采暖、烘干等多个领域。

近年来,空气能热泵技术不断提高,得到了广泛推广和使用。随着热泵技术的不断进步和创新,空气能热水器、空气能热泵地暖等节能环保设备进军南北方市场。如今,国家支持和鼓励节能环保空气能热水器及热泵地暖在南北方地区的广泛使用,以减少北方环境污染和雾霾频发,空气能热泵在采暖领域受到了极大的倡导和使用。空气能热泵在采暖领域全面崛起 

众所周知,每年冬季进入采暖期后,供暖造成季节性燃煤量增加,污染物排放量剧增,SO2浓度是平时的2倍多,严重影响环境空气质量。在全国众多城市清新空气行动中,“控煤”是治理雾霾5项控制措施中的首要任务。同时,为改善环境空气质量,全国多地的环保局在推动居民使用优质低硫散煤、洁净型煤的同时,积极推广蓄热式电采暖(“煤改电”)、热泵等清洁能源技术。

空气能热泵是以极少的电能,吸收空气中大量的低温热能,通过压缩机的压缩变为高温热能,是一种节能高效的清洁能源技术。与原供暖锅炉相比,空气能热泵采暖每年可节能近50%;与普通空调取暖相比,节能70%;空气能地暖无任何污染气体排放,环保优势更明显。

业内专家表示,随着科技的发展,特别是在我国政府近年来大力倡导节能减排的方针下,传统的采暖方式将逐渐被淘汰,而空气能热泵采暖凭借在安全、舒适、节能等方面有着无可比拟的优越性。空气能采暖针对北方低温环境采暖自主研发推出的空气能地暖,在零下25℃也能稳定运行,适合我国南北方地区的使用,必将带动采暖领域的全面发展。


空气能采暖机组的优势和亮点
采暖舒适——采暖独有的“让怕冷的足部最先热起来”的特征,完全符合人体生理机组,房间整体同时加热,温度分布均匀,温度波动小,实现理想家居环境。
使用安全——无燃烧,无消防隐患,压力牌常压范围内,系统多重保护功能,实现生活安全无忧。
节省空间——空气能采暖空调机组只需安装于室外,不占用室内空间,节省出的室内空间可更合理的规划。
省钱——空气能采暖空调机组一机两用,冬天采暖,夏天制冷,无需用户采购两套设备,减少初期投资。
高效节能——采用先进空气能技术,融合地板采暖等效温升特征,运行节能效果大大提升,减少家庭运行费用。
长久耐用——空气能采暖空调机组主要配件均采用世界名牌产品,集先进制造工艺,整体设计使用寿命长达15年。
易安装——系统采用分体式设计,结构紧凑,安装施工简单方便,不受环境、空间限制。
绿色环保——运行无需燃料,无CO2排放,营造绿色环境。
随着碳中和碳达峰政策的出台,中国空气能行业将迎来“大风口”,作为环保、节能、高效的冷热源设备和技术,空气能热泵已经广泛应用于生活热水、集中供暖、户式供暖、烘干等领域,凭借绿色低碳、高效运行等优势,走进千家万户,为实现“碳中和”贡献极大的力量。相对于传统的供热设备,空气能热泵可以实现节能、减排、环保、减少大气污染、提升可再生能源利用率等多重正向社会效益,完全契合了低碳清洁能源的大趋势,也因此得到了国家的强烈支持,特别是碳中和政策的实施,更触发了空气能产业的爆点。

空气能热泵的10个应用领域
  1.家用取暖场
  众所周知,为了减少燃煤污染,改善冬季空气质量,许多地区都采用空气能热泵作为主要供暖方式,因为它具有节能环保的优点!有必要在热力和天然气管网未覆盖的老城区、城乡交界处以及生态要求高的住宅区和农村地区推广使用热泵和其他电热设备。
  2.分散式加热场
  夏热冬冷地区的冬季供暖对人们舒适生活非常重要。由于能源浪费、空气污染等诸多原因,中小型燃煤锅炉正在逐步淘汰。除了传统的集中供热外,还迫切需要开发供热替代方案。因此,空气能热泵将是分散供热市场的最佳选择。
  3.畜牧业加热场
  空气能热泵已广泛应用于各个领域,为人们提供舒适的生活体验,满足人们对热水、采暖、制冷等的需求。该泵在畜牧业中也得到了很好的应用,用于饲养猪、鱼、虾等。空气能热泵的另一个优点在于它能够智能控制温度,并且不消耗劳动力和资源,有助于节省大量成本。此外,空气能热泵相对稳定,不像电灯泡故障率相对较高。
  4.家用采暖或大型建筑采暖制冷场
  长期以来,空气能热泵以提供“供热”为主要任务。那么他们能开发“冷却”功能吗?答案绝对是肯定的。空气能热泵现已发展成为具有加热和冷却功能的双发电机组!它实际上是夏季制冷功能和冬季供暖功能的完美结合!此外,空气能热泵的制冷性能优于中央空调(同型号风冷机组)。
  5.恒温农业大棚田
  对于严寒地区的蔬菜大棚和水果,由于室外温度较低,蔬菜大棚的外墙结构质量不高,冷空气会进入温室,导致室内温度较低,从而影响蔬菜的生长。如果温室不加热,将直接影响农民的经济收入。因此,在这些地区长期使用燃煤热风炉、取暖炉等设备将造成高能耗和高污染。因此,温度无法保持在恒定水平。
  6.商用热水器领域
  随着越来越多的酒店和宾馆热水器改造项目提供了一个“新战场”,商业级热水器改造市场应运而生。在推广清洁能源供暖的同时,还正在努力加快商用热水器项目的改造。空气能热泵实现全年智能amd自动系统管理。此外,没有压力容器等高风险设备,其安全性能比锅炉强。
  7.校园
  校园热水工程项目、校园宿舍投资管理项目以及医院投资建设项目。一旦建成,空气能热泵机组可以24小时提供热水,给学生带来极大的便利。学生们可以享受校园浴室的待遇。
  8.工业、农业和服务领域的热泵干燥
  热泵干燥作为节能、农机、暖通空调等领域交叉发展的潜在市场,近年来发展迅速,越来越受到政府部门以及暖通空调、农机、空调等行业的重视,农产品加工与环境保护。以燃煤替代烟草干燥系统为例,在连续隧道式烟草热泵干燥系统中,一人可管理50-60个粮仓的运行,节省90%的人工成本。
  9.工业级高温应用领域
  为了解决空气污染问题,地方政府必须在规定期限内拆除小型锅炉。派沃空气能热泵以其节能、环保、安全等显著优点,已成为电镀等中低温热水市场的主流选择。
  10.恒温保存场
  众所周知,由于热泵干燥具有节能、环保、精度高、可控等优点,派沃空气能热泵已广泛应用于农产品、食品、中药材、海鲜等领域。同时,该泵已逐渐应用于皮革、矿产、橡胶、纺织、印刷等工业领域。然而,作为一个新兴的市场,热泵干燥在恒温保鲜领域也非常受欢迎。

空气能热泵喷气增焓技术

一、空气能热泵工作原理
在自然界中,水总由高处流向低处,热量也总是从高温传向低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水的由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温传递到高温,所以热泵实质上是一种热量提升装置,热泵的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象。能使热量从低温转化为高温的机械装置,我们称之为“热泵”。
空气源热泵=冬季制热+夏季制冷(满足冬夏两种工况要求)其他采暖设备只能冬季制热,夏季制冷时还需要加装空调设备。
空气源热泵使用1份电能,同时从室外空气中获取2份以上免费的空气能,能生产3份以上的热能,高效环保。
空气源热泵的四大部件包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。通过让“冷媒”(常见的有R22、R410A等)不断完成蒸发(吸取环境中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的热量转移到媒介中(水)。
空气源热泵在工作时,首先是输入1份电能,驱动压缩机做功(这部分电能最终还要转化为热能),然后从外界环境温度中再吸收大量的热能,通过冷媒循环系统在冷凝器中进行放热。正是由于“能量守恒定律”的存在,输入压缩机的这1份电能总是能转化成为1份热能,而从外界环境中吸取的大量热能就成了额外的收获啦。也就是说,真正把水加热的主要力量,不是输入的那1份电能,而是空气中免费的“热量”。
二、空气能热泵喷气增焓技术
最初的空气能热泵问题不少,比如运行噪音太吵,机组体积过大,还有低温下制热效率不高等,低温下制热效率不高,那是实实在在的影响产品的性能,很多厂家也都开始攻坚这一难题,如“喷气增焓”方案。
严格来说,所谓的“喷气增焓”技术是建立在一个完整的系统上的,系统由喷气增焓压缩机、热水换热器、蒸发器等特殊部件组成。但是在其中起着核心作用的是压缩机,那么什么是喷气增焓压缩机呢?
下图就是采用了“喷气增焓”技术的专用压缩机。这种压缩机增加了一个额外的蒸汽喷射口,压缩机从吸气口接收蒸发器传过来的能量,从蒸汽喷射口接收管道另一头补充过来的蒸汽,蒸汽用于冷却管路中不断循环的冷媒(制冷剂)。这么做的本质意义,是利用蒸汽的进入,把原先一段式的压缩过程分为一个准二级的压缩过程。
为了说明更清楚,我们可以一步步的分析这个过程:
第一步:压缩机接收蒸发器从空气中吸收来的热量A并压缩;
第二步:打开喷气增焓补气回路,蒸汽通入压缩机;
第三步:正在被压缩机压缩的那部分能量A与进来的蒸汽混和,这个过程会一直持续到压缩机的工作腔与补气口分离,这时候蒸汽与能量A充分混合,成为一股新的能量B;
第四步:压缩机工作腔与补气口分离后,能量B被进行“二级”压缩,最后能量B进入冷凝器,与水进行热交换。
那么补气里的“气”从何而来?
这些气由空气能热泵内的闪蒸器产生。闪蒸器与压缩机有相连的管路,蒸汽就是沿着管路,从闪蒸器通至压缩机。而是否补气,什么时候补气,由电磁阀的开断来控制。由于闪蒸器其实就位于冷凝器至蒸发器的回路中间。
当闪蒸器给压缩机补气时,其实也是增加了液态冷媒在节流前的过冷度,让液态冷媒在蒸发器可以更好的吸收空气中的能量。相当于间接提高了蒸发器给压缩机提供的能量A。除此之外,由于压缩机得到了补气,去往冷凝器的排气量也有所增加,使得在冷凝器中与水发生热交换的冷媒数量增加。正是这两个因素,使得“喷气增焓”方案提升了机组在低温环境下的制热能力。





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