235 空氣源熱回收型熱泵機(jī)組冬季運(yùn)行特性研究

1、空氣源熱回收型熱泵機(jī)組空氣源熱回收型熱泵機(jī)組冬季運(yùn)行特性研究冬季運(yùn)行特性研究同濟(jì)大學(xué)暖通空調(diào)及燃?xì)庋芯克鶆|中建國際設(shè)計顧問有限公司丁燕摘要：要：本文是對空氣源熱回收型熱泵機(jī)組研究工作的總結(jié)，介紹了這種空氣源熱回收型熱泵機(jī)組的工作原理，分析了該類型機(jī)組的冬季運(yùn)行特性，針對在制熱工況下需要考慮的主要問題，提出了解決方案，并根據(jù)此類熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果提出了合理的機(jī)組運(yùn)行模式。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：熱泵，熱回收，系統(tǒng)特性，冬季運(yùn)行模式1

2、.前言前言常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)需要消耗電能而同時又將大量的冷凝熱量排放到大氣中，造成了大氣的熱污染，加劇了城市熱島效應(yīng)；對于需要生活熱水的場所，熱水的制備需要消耗一次能源。如何將這兩者很好地結(jié)合，既可減少冷凝熱的排放，又能減小生活用熱水生產(chǎn)過程的能源消耗；人們開始著力于研究利用熱回收技術(shù)，將原本排放的冷凝熱進(jìn)行回收以制備衛(wèi)生熱水，并應(yīng)用于工程實(shí)踐，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益[1][3]。國外對于大型空調(diào)制冷機(jī)冷凝熱回收的研究己經(jīng)比較完善，發(fā)

3、達(dá)國家目前已有相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用。新加坡南洋理工大學(xué)對于小型家用空調(diào)冷凝熱的回收技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究[4]。中國科技大學(xué)提出空調(diào)熱水器一體機(jī)，可實(shí)現(xiàn)單獨(dú)制熱水模式、制冷兼熱水模式、供暖模式等三種運(yùn)行模式[5]。哈爾濱工業(yè)大學(xué)對帶熱水供應(yīng)的節(jié)能型空調(diào)器開展了實(shí)驗(yàn)研究[6]。目前國內(nèi)的研究主要集中于家用小型空調(diào)機(jī)組的改造，對于大型機(jī)組的冷凝熱回收往往多涉及冷水機(jī)組的改造，對大型空氣源熱泵機(jī)組冷凝熱回收技術(shù)的研究，尤其是實(shí)驗(yàn)研究很少[5][7]。本

4、文借鑒國內(nèi)對于小型家用多功能熱泵空調(diào)熱水器理論和實(shí)驗(yàn)研究的成果，對大型熱回收型空氣源熱泵機(jī)組系統(tǒng)原理、運(yùn)行模式進(jìn)行研究，并對開發(fā)的樣機(jī)進(jìn)行了性能特性的實(shí)驗(yàn)研究。2.系統(tǒng)原理及運(yùn)行模式系統(tǒng)原理及運(yùn)行模式本文在綜合熱泵技術(shù)和冷凝熱回收技術(shù)的基礎(chǔ)上[8][10]，對常規(guī)空調(diào)用空氣源熱泵機(jī)組加以改進(jìn)，采用風(fēng)冷水冷的復(fù)合冷凝技術(shù)，取代傳統(tǒng)空氣源熱泵單一風(fēng)冷的冷凝方式，使其同時具有空調(diào)熱泵和熱泵熱水器的功能，并通過合理的匹配，使空調(diào)和熱水器功能協(xié)調(diào)

5、運(yùn)行，得到集空調(diào)和熱水器于一體的多功能熱泵系統(tǒng)。原理見圖1。制冷劑流向如圖3中箭頭所示。系統(tǒng)運(yùn)行時，低壓工質(zhì)蒸氣經(jīng)過壓縮機(jī)增壓后，成為高壓高溫氣體，首先進(jìn)入板式熱交換器，其中冷凝散熱，同時加熱生活熱水。隨后進(jìn)入殼管式冷凝器（夏季運(yùn)行時為蒸發(fā)器），進(jìn)一步吸收冷凝熱，加熱空調(diào)熱水。隨后經(jīng)過膨脹閥，進(jìn)入室外蒸發(fā)器（夏季運(yùn)行時為冷凝器），從環(huán)境大氣中吸收熱量，蒸發(fā)為低壓氣體，然后再進(jìn)入壓縮機(jī)，完成循環(huán)。52346空調(diào)供回水1壓縮機(jī)2板式換熱器3

6、風(fēng)冷蒸發(fā)器4殼管式冷凝器5四通換向閥6膨脹閥1儲熱水箱生活熱水4540℃圖3熱回收型熱泵機(jī)組冬季運(yùn)行原理圖由于加熱空調(diào)熱水的冷凝器串聯(lián)于板式熱交換器之后，所以板式熱交換器消耗部分冷凝熱用于加熱熱水，實(shí)際上是以犧牲室內(nèi)供暖熱量為代價來換取生活熱水的加熱需求。在冬季室外環(huán)境溫度較低時，室內(nèi)的熱負(fù)荷較大，將會造成系統(tǒng)空調(diào)供暖量不足，從而影響室內(nèi)的供暖效果。為確保采暖效果，首先應(yīng)保證冷凝溫度高于空調(diào)采暖用熱水的設(shè)計溫度（45℃）。因此必須控制生