热泵的应用发展及技术特点分析

   2011-08-16 2760


3.4太阳能热泵(SolarHeatPump)

太阳能热泵(SolarHeatPump)以太阳能集热器作为热泵系统的低温温度。图3是一种方案的太阳能热泵系统流程示意。这是一种能够从更低温度的环境中有效吸取热量的系统。在系统做热泵运行时,储水槽中的水作为系统的低温热源。如果储水槽容量设计合理的话,即使水温降低到5℃时,仍然可以有效使用,而且,由于水温较低,使得太阳能集热器能够在较低的温度下工作,从而增加了它的热吸收率。 太阳能热泵的不足在于它无法同时实现有效制冷循环而成为实际上的单用系统。

此外,如果太阳能热泵同时提供生活用热水的话,需要考虑两个系统的分配与转换问题。同时,在高纬度地区使用时,存在生活用水温度太高的可能性,为此,在系统中必须考虑采取防高温水灼伤等措施。

4部分热泵新技术简介

热泵新技术研究主要是围绕提高热泵系统的热力学效率、提高热泵系统的环境友善程度和处理空气品质等方面展开的。部分技术已经应用于相关产品及系统中。相关新技术主要包括:

①室外侧换热器结霜控制、表面纳米材料及其表面修饰工艺技术通过对室外侧换热器的外表面进行纳米材料修饰,使得霜水呈球状凝结,从而减小凝霜或凝水在换热器外表面冻结的机会。

②大压差、非稳定运行条件下高效热泵压缩机技术主要包括涡旋压缩机柔性导入结构、机体喷液降温及吸排气压力自我辨识和自适应分液调节技术,从而适应大压差、非稳定运行条件。

③热泵自适应空况控制技术根据热泵系统热动力运行特性,确定系统的自我状况诊断和自适应空况调节控制。从该项技术在ASHP系统中应用效果看,能够明显提高系统的SEER指标。配合新的流程[11],该项技术在保证ASHP系统低温环境条件下的有效供热方面,效果明显。

④纳米填料静音技术通过纳米材料及微纳米填料,消除工质在节流过程、冷凝过程及蒸发过程中由于相变而导致相界间能量传递产生的噪声和振动。

⑤可吸入颗粒物纳米催化及分解技术通过在热泵与空调系统空气处理末端进、出风界面上进行纲伙材料修饰,使空气中的可吸入颗粒物经过纳米催化分解而使空气得以净化。

⑥全空气热泵技术采用湿空气的跨临界膨胀的热力循环的全空气热泵空调系统。空气同时作为工作介质和能量交换介质。采用无油压缩设备及工艺技术,将使得此系统有着极好的环境友善性能。

⑦纳米催化高效吸收技术利用具有均匀性网络结构的低密度多孔性纳米材料作为吸收器和发生器的填料,可以提高吸收效率和发生效率及速率,从而使得吸收时制冷机或吸收式热泵机组的小型化称为可能。以三氯化铁和氢氧化钠为原料,利用溶胶-凝胶过程和超临界干燥技术,经过铁基气溶胶基本粒子b-FeOOH,再经高温处理后转化为a-Fe2O3-SiO2为基质的低密度多孔性纳米材料是一种可能的纳米催化高效吸收填料。

⑧高效率、低污染燃烧技术燃烧器表面经过钛基纳米粒子修饰后,在纳米粒子的催化作用,可以对燃烧反应条件进行控制和调节,从而使天然气的燃烧更快、更充分,与此同时,抑制氮氧之间的反应,从而使燃烧反应中间产物(及污染物)减少,提高燃烧效率。

⑨热泵压缩机柔性吸、排气静音技术压缩机式制冷或热泵系统噪声与振动的主要源泉。压缩机吸、排气环节所产生的噪声频率特性以其结构及材料不同而不同。实验证明,采用柔性吸、排气通道结构,可以减少制冷或热泵机组噪声,并改善它在系统中的传输特性。太阳能热泵的不足在于它无法同时实现有效制冷循环而成为实际上的单用系统。

此外,如果太阳能热泵同时提供生活用热水的话,需要考虑两个系统的分配与转换问题。同时,在高纬度地区使用时,存在生活用水温度太高的可能性,为此,在系统中必须考虑采取防高温水灼伤等措施。

4部分热泵新技术简介

热泵新技术研究主要是围绕提高热泵系统的热力学效率、提高热泵系统的环境友善程度和处理空气品质等方面展开的。部分技术已经应用于相关产品及系统中。相关新技术主要包括:

①室外侧换热器结霜控制、表面纳米材料及其表面修饰工艺技术通过对室外侧换热器的外表面进行纳米材料修饰,使得霜水呈球状凝结,从而减小凝霜或凝水在换热器外表面冻结的机会。

②大压差、非稳定运行条件下高效热泵压缩机技术主要包括涡旋压缩机柔性导入结构、机体喷液降温及吸排气压力自我辨识和自适应分液调节技术,从而适应大压差、非稳定运行条件。

③热泵自适应空况控制技术根据热泵系统热动力运行特性,确定系统的自我状况诊断和自适应空况调节控制。从该项技术在ASHP系统中应用效果看,能够明显提高系统的SEER指标。配合新的流程[11],该项技术在保证ASHP系统低温环境条件下的有效供热方面,效果明显。

④纳米填料静音技术通过纳米材料及微纳米填料,消除工质在节流过程、冷凝过程及蒸发过程中由于相变而导致相界间能量传递产生的噪声和振动。

⑤可吸入颗粒物纳米催化及分解技术通过在热泵与空调系统空气处理末端进、出风界面上进行纲伙材料修饰,使空气中的可吸入颗粒物经过纳米催化分解而使空气得以净化。

⑥全空气热泵技术采用湿空气的跨临界膨胀的热力循环的全空气热泵空调系统。空气同时作为工作介质和能量交换介质。采用无油压缩设备及工艺技术,将使得此系统有着极好的环境友善性能。

⑦纳米催化高效吸收技术利用具有均匀性网络结构的低密度多孔性纳米材料作为吸收器和发生器的填料,可以提高吸收效率和发生效率及速率,从而使得吸收时制冷机或吸收式热泵机组的小型化称为可能。以三氯化铁和氢氧化钠为原料,利用溶胶-凝胶过程和超临界干燥技术,经过铁基气溶胶基本粒子b-FeOOH,再经高温处理后转化为a-Fe2O3-SiO2为基质的低密度多孔性纳米材料是一种可能的纳米催化高效吸收填料。

⑧高效率、低污染燃烧技术燃烧器表面经过钛基纳米粒子修饰后,在纳米粒子的催化作用,可以对燃烧反应条件进行控制和调节,从而使天然气的燃烧更快、更充分,与此同时,抑制氮氧之间的反应,从而使燃烧反应中间产物(及污染物)减少,提高燃烧效率。

⑨热泵压缩机柔性吸、排气静音技术压缩机式制冷或热泵系统噪声与振动的主要源泉。压缩机吸、排气环节所产生的噪声频率特性以其结构及材料不同而不同。实验证明,采用柔性吸、排气通道结构,可以减少制冷或热泵机组噪声,并改善它在系统中的传输特性。


 
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