李俊杰
摘要:伴隨著能源危機警鐘的敲響和節(jié)能環(huán)保呼聲的日益高漲,可再生能源已經(jīng)成為下一步能源戰(zhàn)略的重點??諝庠礋岜茫ˋSHP)以節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢正越來越受到人們的青睞,其中可同時利用多種可再生能源的多熱源熱泵更是成為關(guān)注和研究的熱點。本文對空氣源熱泵的應(yīng)用與設(shè)計進(jìn)行了探討。
關(guān)鍵詞:空氣源熱泵;應(yīng)用與設(shè)計
中圖分類號:TU83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674—3024(2017)06—0169—01
1關(guān)于空氣源熱泵系統(tǒng)工程設(shè)計
1.1空氣源熱泵工作原理。空氣能熱泵技術(shù)的工作原理,可以具體的闡述為:蒸發(fā)器裝置對空氣中的熱能進(jìn)行吸收→熱泵中的傳熱工質(zhì)通過蒸發(fā)將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪焊邷氐倪^熱氣體→經(jīng)過壓縮機采用絕熱壓縮將其轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏焊邷氐臍怏w→進(jìn)入冷凝器冷凝為高壓低溫的液體(這個過程中會釋放出汽化熱,從而制熱)→進(jìn)入液態(tài)工質(zhì)通過絕熱降壓節(jié)流處理將其轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪旱蜏氐囊后w→經(jīng)過蒸發(fā)器定壓吸取熱源熱量→再次進(jìn)行蒸發(fā)使其變成過熱蒸汽,形成一個循環(huán)并且不斷地重復(fù)。在這個循環(huán)的過程中,通過熱泵熱水機組釋放出的熱量并不是直接利用電加熱產(chǎn)出的熱量,它是利用熱泵熱水機組將熱源傳入水中的。熱泵僅僅利用及少量的高品位電能,作為其驅(qū)動能源,從低溫?zé)嵩粗懈咝У匚盏推肺坏臒崮芡瑫r將其傳遞給高溫?zé)嵩?,以期實現(xiàn)“泵熱”目的。
1.2空氣源熱泵熱水系統(tǒng)。(1)加熱內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng),內(nèi)含一套加熱內(nèi)循環(huán)水泵以及相關(guān)調(diào)節(jié)閥門,與機組聯(lián)動,將水初始溫度循環(huán)加熱到所設(shè)定的溫度;(2)熱水恒溫系統(tǒng),內(nèi)含一套恒溫循環(huán)水泵、熱水泄水水泵以及相關(guān)調(diào)節(jié)閥門,當(dāng)熱水箱里面的熱水長時間不用或系統(tǒng)回水導(dǎo)致箱內(nèi)水溫降低時,兩套泵同時開啟以保持系統(tǒng)循環(huán)水位;(3)熱水增壓一回水系統(tǒng),內(nèi)含一套系統(tǒng)增壓水泵、電接點壓力表、電磁閥以及相關(guān)調(diào)節(jié)閥門,以保證整個系統(tǒng)熱水正常供應(yīng)。(4)補水系統(tǒng),內(nèi)含一個補水電磁閥以及相關(guān)調(diào)節(jié)閥門,以保證系統(tǒng)的補水需求量與補水時間。加熱內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)則采用同程式管路設(shè)計,有效地保證了內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)的阻力平衡。
1.3智能除霜系統(tǒng)??諝庠礋岜脽崴鲝目諝庵刑崛〉推肺粺崃縼碇迫⌒l(wèi)生熱水,節(jié)能效果明顯,但空氣的溫度T以及相對濕度ψ將會影響機組的整體性能。當(dāng)-12.8℃≤T≤5.8℃,ψ≥67%就結(jié)霜,-5.0℃≤T≤5.0℃,ψ≥67%就會嚴(yán)重結(jié)霜。若空氣側(cè)換熱器表面結(jié)霜,使機組制熱能力下降,必須進(jìn)行除霜,機組才能正常工作。空氣源熱泵熱水機組采用智能除霜方法,智能除霜控制系統(tǒng)根據(jù)空氣的溫度、濕度自動檢測及分析空氣側(cè)換熱器是否結(jié)霜,如結(jié)霜則啟動除霜裝置,保證在短時間內(nèi)除霜,保證整個系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)和制熱。
2空氣源熱泵熱水系統(tǒng)自動運行控制
2.1系統(tǒng)開始階段。補水電磁閥打開,當(dāng)加熱水箱的水位達(dá)到下限水位時,機組啟動給水箱內(nèi)冷水循環(huán)加熱,當(dāng)水溫加熱到55℃,機組停機,補水直到上限水位,補水電磁閥關(guān)閉。
2.2系統(tǒng)泄水階段。當(dāng)加熱水箱內(nèi)水溫達(dá)到55℃、水位達(dá)到上限水位時,系統(tǒng)泄水水泵啟動,將加熱水箱內(nèi)熱水泄到蓄熱箱里,直至加熱水箱內(nèi)的水位降至下限水位后,重復(fù)動作1。
2.3蓄熱水箱恒溫階段。當(dāng)蓄水箱的水溫降到45℃(可自行設(shè)定)時,恒溫循環(huán)水泵和泄水水泵同時啟動,重復(fù)動作1,直至水箱內(nèi)水溫升至55℃時,機組停止運行。
2.4系統(tǒng)供水恒溫階段。當(dāng)供水系統(tǒng)的存水水溫降到40℃(可自行設(shè)定)時,外循環(huán)泵啟動,水管中的水進(jìn)入蓄熱水箱混合,如果混合后水溫低于水箱設(shè)定溫度,則加熱泵啟動,機組啟動加熱直到水溫達(dá)到設(shè)定的水溫55℃。
2.5系統(tǒng)增壓供水階段。當(dāng)供水系統(tǒng)出水端的電接點壓力表感應(yīng)到最不利點壓力低于設(shè)定值時,增壓水泵啟動,直至最不利點壓力達(dá)到設(shè)定值,增壓水泵停止運行。
2.6系統(tǒng)用水說明。系統(tǒng)設(shè)計水箱容積滿足全天熱水需求,水箱熱水使用直到水位降到用水下限水位時,才重復(fù)1的動作;如水箱當(dāng)天用水沒到下限水位,系統(tǒng)每天凌晨24:00時(可更改)定時重復(fù)1的動作。
3注意消聲與減震
(1)所有設(shè)備均選用低噪聲,降低噪聲源;(2)所有動力設(shè)備與水管的連接均設(shè)置軟接頭或橡膠避震喉;(3)所有動力設(shè)備與地面(或基礎(chǔ))接觸處均采用減震器進(jìn)行隔振。
4對于設(shè)計難點及解決措施
4.1關(guān)于水箱選型問題??諝庠礋岜脽崴到y(tǒng)水箱選型大小將影響整個系統(tǒng)的性價比和以及合理性,選取水箱過大將會造成投資浪費;選取水箱過小則會造成全天供水量不足,不能滿足用戶要求。水箱合理選型方法是根據(jù)機組在額定工況、惡劣工況下小時產(chǎn)熱水量、熱水系統(tǒng)過程總加熱時間與用水量來確定的。加熱水箱:加熱水箱容積宜小于額定工況下機組半小時產(chǎn)熱水量;蓄熱水箱:蓄熱水箱容積=日總水量×使用系數(shù)-惡劣工況機組產(chǎn)水量×4h-加熱水箱容積。
4.2關(guān)于系統(tǒng)機組結(jié)霜問題。針對該項目系統(tǒng)機組的結(jié)霜問題,采用機組智能除霜控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是采用自動識別溫度一時間控制方法??刂品椒ㄈ缦拢寒?dāng)翅片管換熱器(蒸發(fā)器)表面溫度下降到設(shè)定值t1時,同時又超過設(shè)定的除霜周期時,時間繼電器開始計時,同時進(jìn)入除霜模式(制冷工況),進(jìn)入除霜模式首先是四通換向閥動作,然后室外風(fēng)機停轉(zhuǎn),壓縮機的高溫排氣進(jìn)入翅片盤管,使盤管表面上的霜融化。當(dāng)換熱器表面溫度上升到設(shè)定值t2或除霜執(zhí)行時間達(dá)到設(shè)定的最長除霜時間,即停止除霜。機組又恢復(fù)制熱工況。由于除霜過程會導(dǎo)致一定的熱量損失,所以空氣源熱泵熱水機組采用一定措施來降低除霜損失。
5結(jié)束語
空氣源熱泵熱水機組是一種新型的高效、環(huán)保、安全的節(jié)能產(chǎn)品,空氣源熱泵熱水系統(tǒng)逐步替代電、燃?xì)?、燃油熱水系統(tǒng)是必然趨勢。該產(chǎn)品可以有效地解決目前國內(nèi)有關(guān)部門對節(jié)約能源、環(huán)保、安全等各方面較棘手的問題,利國利民,值得大力推廣應(yīng)用。