寒冷地區(qū)空氣源熱泵全年熱性能分析與評價.pdf

1、熱泵技術(shù)是一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)，是利用逆卡諾循環(huán)原理建立起來的，消耗極少的電能來吸收空氣、水、土壤等低溫?zé)嵩粗械牡臀粺崮埽ㄟ^壓縮機的壓縮變?yōu)楦呶粺崮?，傳輸至制冷劑或其它熱媒介質(zhì)，將能量提供給用戶使用。熱以其能耗低、效率高、速度快、安全環(huán)保、可源源不斷地輸出熱能等優(yōu)點而受到廣泛的關(guān)注，并已經(jīng)在商業(yè)建筑中獲得較多的應(yīng)用?？諝庠礋岜檬菬岜玫囊环N，其以自然界中可廣泛獲取的空氣熱能為低溫?zé)嵩矗赜蜻m應(yīng)性好，節(jié)能效果明顯，空氣源熱泵的大量推廣及

2、使用對減少二氧化碳排放和保護環(huán)境亦有重要的積極作用。但是空氣源熱泵系統(tǒng)在低溫情況下性能低成為制約著空氣源熱泵在寒冷地區(qū)推廣應(yīng)用的關(guān)鍵問題，噴氣增焓空氣源熱泵系統(tǒng)是這一問題較好的解決方案。
　　為了驗證噴氣增焓空氣源熱泵在寒冷地區(qū)的性能，在蘭州地區(qū)建立一套噴氣增焓空氣源熱泵制熱系統(tǒng)，開展制熱試驗研究。研究結(jié)果表明：系統(tǒng)在蘭州地區(qū)具有較好的供暖性能；單個供暖周期分為三個基本階段，逆向循環(huán)除霜對水箱溫度影響較大；環(huán)境溫度為-3.73℃，

3、進行地暖供熱時將200L水從38℃加熱到45℃耗時23.5min，系統(tǒng)平均COP為2.28；隨著環(huán)境溫度的升高，熱泵 COP逐漸增大，環(huán)境溫度為-9℃，水箱溫度為41℃時，系統(tǒng)COP仍在2.0以上；空氣源熱泵供暖系統(tǒng)在寒冷條件下能穩(wěn)定輸出熱能，室內(nèi)溫度保持在14～20℃，系統(tǒng)能夠滿足冬季供暖的需求；在環(huán)境溫度為-12.9℃時，綜合考慮水泵及風(fēng)機耗功，系統(tǒng) COP大于1.85，但供暖最低溫度未達到Ⅱ級熱舒適要求，設(shè)定較低供暖溫度下限有利于

4、系統(tǒng)節(jié)能；COP、地暖工作時間與環(huán)境溫度密切相關(guān)。同時進行了空氣源熱泵制生活熱水試驗，均證明空氣源熱泵在蘭州制熱具有良好的節(jié)能效果。
　　同時為了驗證空氣源熱泵在不同地域的節(jié)能性，本文另外選擇了3個嚴(yán)寒城市以及2個寒冷城市，利用DeST軟件模擬分析空氣源熱泵在以上地區(qū)供暖時的熱負(fù)荷，計算制生活熱水的熱負(fù)荷，并利用COP經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式計算出供暖或制熱時的平均COP，最終得到空氣源熱泵在以上六個城市的全年制熱 COP，分析結(jié)果表明，在以上

5、地區(qū)空氣源熱泵全年制熱平均 COP為均大于2.50，其中蘭州為3.02，呼和浩特為2.71，北京為3.08、哈爾濱為2.58、西安為3.23、西寧為3.01，由此可見空氣源熱泵在以上地區(qū)均具有良好的節(jié)能性。
　　最后，本文進行了制熱系統(tǒng)的初投資和運行費用分析比較，得出空氣源熱泵系統(tǒng)的初投資46000元最高，但運行費用1974.05元在這三個方案中是最少的。另外，空氣源熱泵具有設(shè)備利用率高，無需建造專門的鍋爐房以及儲藏煤等燃料的場地

6、；機組安裝在室外，無需在室內(nèi)留出專門的空間，節(jié)省了建筑面積；只是從空氣中吸取或向空氣中釋放熱量，無其它污染物，對環(huán)境影響小。高效、節(jié)能、環(huán)保將使空氣源熱泵系統(tǒng)得到更加廣泛的應(yīng)用，但與集中供暖+燃?xì)鉄崴髦茻嵯到y(tǒng)相比，空氣源熱泵制熱系統(tǒng)7年就可以收回初投資，經(jīng)濟性好。
　　本課題的創(chuàng)新點在于：根據(jù)建立的噴氣增焓空氣源熱泵制熱系統(tǒng)試驗結(jié)果，建立了熱泵COP經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式，并驗證了其誤差在允許范圍之內(nèi)，可以無需實地試驗而利用經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式就可對