基于可再生能源的热泵空调技术
时间：2017-02-07 浏览人次：次
随着经济的发展和人民生活水平的提高，公共建筑和住宅的供热和空调已成为普遍的需求。同时由于世界能源消费量的急剧增加和地球环境的日益恶化，以及人们对环境保护和能源有效利用的认识的提高，节能和环保已成为空调发展的首要研究问题，而利用清洁、可再生能源及提高能源的利用率是降低能耗的根本途径。由于热泵既可以夏季供冷又可以冬季供热，且满足了节约能源和保护生态环境的要求，因而近年来在暖通空调中的应用日益增多。
热泵的研究及发展现状
热泵技术的发展经历了一个多世纪。1824年，卡诺循环的提出，奠定了热泵研究的理论基础。1852年，被称为“热量倍增器”的热泵系统由英国的汤姆逊首先提出[1]。热泵技术在欧洲、美国、日本的研究和应用较早，而我国的热泵研究工作始于20世纪50年代，主要用于建筑市场和工业生产过程，到80年代以后才有了很大的发展。
目前，国内外的热泵发展基本可分为三个方向：通过提供热水进行供暖的浅层地源热泵，以中、北欧为代表；既可以制冷又可以供暖的地源热泵，以美国为代表；既可以制冷又可以供暖的空气源热泵，以日本为代表。近几年来，我国的热泵发展很快，只是地源热泵的安装使用就以每年10%的速度稳步增长。在应用方面，我国的热泵主要是在热水系统、冷热双效空调产品、蒸发冷缩、干燥去湿等方面的应用，且已经取得了一定的成功[2]。
常用热泵技术简介
热泵分类有多种，按热源来分有：空气源热泵、地热源热泵、太阳能热泵、余热源热泵、混合源热泵等[3]。
3.1 空气源热泵
空气取之不尽，用之不竭，处处都有，且无偿使用。空气源热泵装置节约占用的建筑面积，节省了建机房的投资；免去了冷却水塔、冷却水泵及连接的管道系统；且使用方便，得到了广泛的使用。但实际使用空气源时又存在着以下缺点：
（1） 室外空气放热系数低，空气状态参数对热泵制热力影响较大，其性能在很大程度上依赖于气候条件。
（2）蒸发器易结霜，在寒冷地区（零度以下），室外相对湿度较高的时候，蒸发器的传热热阻和空气流动阻力增大，导致蒸发器吸热量减少直至不能工作。
（3）空气的热容量小，为获得足够的热量必须加大风量或增加温降，但前者使风机容量增加，噪声增大；后者导致蒸发温度降低，使热泵制热能力下降。
（4）制热量的变化与建筑热负荷的需求趋势正好相反，而且在夏季高温和冬季寒冷天气时热泵效率会大大降低，甚至无法工作[4][5]。
3.2 地热源热泵
在建设部下发的《住宅产业现代化试点技术发展重点》中称土壤—水热泵、地能热泵、土壤热泵、水源热泵、地热水源热泵、地下水源热泵等等为地热源热泵。事实上，地热源指的应是地下浅层地热源，包括土壤、水体等。从这个角度出发，地热源热泵可进一步划分为土壤源热泵和水源热泵，而可作为热源的水有地表水、地下水、生活污水、工业污水等。
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