熱泵工程拓展高溫?zé)岜眯滤{海


一般而言,高溫?zé)岜檬侵钢茻岢鏊疁囟饶軌蜻_到80℃以上的熱泵。
普通熱泵制取高溫出水的限制
空氣能熱泵產(chǎn)出高溫水的限制來自于全封閉式壓縮機和冷凍機油潤滑性喪失、氟里昂炭化和電機絕緣的破壞等。目前市場上絕大多數(shù)空氣能熱泵采用的是R22做為工質(zhì)以及普通工況壓縮機。以工質(zhì)R22的熱力性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)與普通工況壓縮機的適應(yīng)性來講,很難將出水溫度提升至55℃以上。這是因為普通工況壓縮機能承受的最高蒸發(fā)溫度為12其所長(如果蒸發(fā)器進水為20℃則蒸發(fā)器出水為16℃,那么按照過熱度4度考慮則蒸發(fā)溫度為12℃,達到壓縮機允許的極限),壓縮機最大承受壓力24公斤,RR2在60℃冷凝溫度下冷凝壓力即達到24公斤決定的。因此該類熱泵的工作范圍:蒸發(fā)器進水不超過20℃,冷凝器出水不超過55℃。
高溫?zé)岜玫膶崿F(xiàn)
對于高溫?zé)岜闷溲h(huán)工質(zhì)、壓縮機、系統(tǒng)形式、換熱器優(yōu)化設(shè)計、潤滑油系統(tǒng)及不凝性氣體處理等方面具有明顯的特殊性。對其的應(yīng)用和研究必須是先選擇適合的工質(zhì),然后設(shè)計適合的專用壓縮機和滿足工質(zhì)工作特性機組和智能控制系統(tǒng)等。
1.新型高溫工質(zhì)的開發(fā)、特性研究
可用于高溫?zé)岜玫墓べ|(zhì)有R134a,經(jīng)查R134a與R22特性分析如下:(1)R134a的全球變暖潛能值(GWP)為1.25,R22為0.36;(2)R134a的消耗臭氧潛能值(ODP)為0,PRR為0.06;(3)R134a的沸點為-26.1℃,臨界溫度為101.1℃,R22分別是-40.82℃和96.15℃;(4)R134a應(yīng)用機組的冷凍能力僅為R22應(yīng)用機組的60%;(5)R134a應(yīng)用機組的換熱器的換熱面積需要比R22應(yīng)用機組的要大;(6)R134a應(yīng)用機組的干燥要求比R22應(yīng)用機組的更高;(7)R134a系統(tǒng)需要專用的脂類潤滑油;(8)R22在高溫下會發(fā)生裂解。
由于環(huán)境保護的需求R22工質(zhì)被取代是必然的,R134a雖然在很多方面與R22相比有較大不足,但通過工藝的提高會得到較大改善,且在相對較高的出水溫度要求的環(huán)境下,采用R134a工質(zhì),是可行的??商娲べ|(zhì)還包括R123等
2.壓縮機結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面
谷輪最新的高冷凝溫度帶噴射增焓的ZW系列壓縮機。
3.系統(tǒng)形式方面
以雙級和三級壓縮為主,采用多級離心或螺桿式壓縮機,單一工質(zhì)的高溫?zé)岜孟到y(tǒng)形式,換熱器的結(jié)構(gòu)形式與換熱面積有著非常重要的影響。
國際上在高溫?zé)岜梅矫娴难芯亢统删?br>
日本在1980年代開展了超級熱泵計劃,開發(fā)出4類熱泵,其中有利用45℃余熱水,制熱水溫度85℃的中高溫?zé)岜?,以及利?0℃余熱水,產(chǎn)出150℃蒸汽的高溫?zé)岜?。歐洲有采用改進離心壓縮機性能技術(shù)路線的高溫?zé)岜?,采用R134a制冷劑,三級離心壓縮模式,制熱出水溫度可以達到85℃。
高溫?zé)岜迷诠こ躺系膽?yīng)用
高溫?zé)岜玫某霈F(xiàn),極大的拓展了熱泵的應(yīng)用領(lǐng)域,可以直接回收利用20℃~55℃的低品位余(廢)熱資源,制出65℃~90℃熱水,用于供暖,原油加熱,工業(yè)保溫,生產(chǎn)用熱等領(lǐng)域,替代燃油,燃氣,燃煤鍋爐,可以節(jié)省大量的一次能源,具有非常好的節(jié)能,環(huán)保效益高溫?zé)岜锰貏e在工業(yè)用熱方面,蒸汽鍋爐余熱回收利用,建筑采暖,食品高溫烘烤,其他工業(yè)品的高溫烘烤等方面。80℃以上,基本達到北方供熱的設(shè)計標準,所以高溫?zé)岜每梢宰鳛槠胀ńㄖ墓釤嵩春筒膳療嵩础?br>
目前高溫?zé)岜靡呀?jīng)被廣泛應(yīng)用,但伴隨著部分商家對普通熱泵的制熱能力的過高宣傳,導(dǎo)致客戶在認識上面比較模糊,對于不同溫度范圍的熱泵應(yīng)該如何選擇,沒有明顯的界定。隨著熱泵技術(shù)不斷進步,目前多用于工業(yè)的高溫?zé)岜帽厝贿M入家用市場,對于普通熱泵是否有沖擊,還要拭目以待。