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高温热泵.docx

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高温热泵.docx

高温热泵简 介高 温 热 泵 目 前 尚 没 有 明 确 定 义 , 只 是 因 为 制 热 出 水 温 度 高 于 普 通 热 泵 ,而 被 称 为 高 温 热 泵 。 目 前 市 场 上 绝 大 多 数 热 泵 采 用 的 是 R22 制 冷 剂 , 因 此 该 类 热 泵 的 工 作范 围 蒸 发 器 进 水 不 超 过 20 度 , 冷 凝 器 出 水 不 超 过 55 度 。 这 是 因 为 R22压 缩 机 的 能 承 受 的 最 高 蒸 发 温 度 12 度 ( 如 果 蒸 发 器 进 水 20 度 则 蒸 发 器 出水 16 度 , 那 么 按 照 过 热 度 4 度 考 虑 则 蒸 发 温 度 12 度 , 达 到 压 缩 机 允 许 的极 限 ) ; 压 缩 机 最 大 承 受 压 力 24 公 斤 , R22 在 60 度 冷 凝 温 度 下 冷 凝 压 力 即达 到 24 公 斤 , 决 定 的 。 因 此 , 我 们 把 采 用 R22 制 冷 剂 的 , 蒸 发 器 进 水 极 限 20 度 , 冷 凝 器 制 热出 水 温 度 极 限 为 55 度 的 热 泵 , 称 之 为 普 通 热 泵 或 者 常 温 热 泵 一 般 而 言 , 高 温 热 泵 是 指 制 热 出 水 温 度 能 够 达 到 80 度 以 上 的 热 泵 , 而对 制 热 出 水 温 度 达 到 65 度 的 热 泵 称 为 中 温 热 泵 或 者 中 高 温 热 泵 。 日 本 在 1980 年 代 开 展 了 超 级 热 泵 计 划 , 开 发 出 4 类 热 泵 , 其 中 有 利 用45 度 余 热 水 , 制 热 出 水 温 度 85 的 中 高 温 热 泵 , 以 及 利 用 80 度 余 热 水 , 产出 150 度 蒸 汽 的 高 温 热 泵 。 欧 洲 有 采 用 改 进 离 心 压 缩 机 性 能 技 术 路 线 的 高 温 热 泵 , 采 用 R134a 制冷 剂 , 三 级 离 心 压 缩 模 式 , 制 热 出 水 温 度 可 以 达 到 85 度 。 我 国 2002 年 在 北 京 市 科 委 支 持 下 由 北 京 清 源 世 纪 科 技 有 限 公 司 , 与 清华 大 学 热 能 工 程 系 合 作 研 发 出 了 具 有 自 主 知 识 产 权 的 高 温 热 泵 , 在 蒸 发 器 进水 45 度 下 , 冷 凝 器 制 热 出 水 温 度 可 以 达 到 95 度 , 于 2003 年 3 月 通 过 了 北京 市 科 委 的 科 技 成 果 鉴 定 , 和 国 家 空 调 设 备 监 督 检 验 中 心 的 产 品 检 测 ,2005 年 列 入 了 国 家 火 炬 计 划 项 目 , 获 得 了 北 京 市 科 学 技 术 奖 二 等 奖 , 北 京 市自 主 创 新 产 品 等 荣 誉 。 高 温 热 泵 的 影 响高 温 热 泵 的 出 现 , 极 大 的 拓 展 了 热 泵 的 应 用 领 域 , 可 以 直 接 回 收 利 用2055 度 的 低 品 位 余 ( 废 ) 热 资 源 , 制 出 6595 度 热 水 , 用 于 供 暖 , 原 油 加热 , 工 业 保 温 , 生 产 用 热 等 领 域 , 替 代 燃 油 , 燃 气 , 燃 煤 锅 炉 , 可 以 节 省 大量 的 一 次 能 源 , 具 有 非 常 好 的 节 能 , 环 保 效 益 。 PHNIX 高 温 热 泵 “北 极 星 ”系 列 是 该 企 业 集 团 专 门 为 我 国 北 方 市 场 打 造的 新 能 源 个 性 化 产 品 , 也 具 有 非 同 寻 常 的 市 场 应 用 前 景 。 PHNIX“北 极 星 ”高 温 热 泵 的 欧 洲 地 板 加 热 标 况 试 验 表 明 , 其 能 效 比 高 达 4.8, 制 热 能 效 比已 超 过 欧 盟 的 一 级 能 效 标 准 。 PHNIX 空 气 源 高 温 热 泵 系 列 机 组 将 广 泛 适 用 于房 间 加 热 。 由 于 采 用 了 谷 轮 最 新 的 高 冷 凝 温 度 带 喷 射 增 焓 的 ZW 系 列 压 缩 机及 优 化 的 高 效 壳 管 换 热 器 , 其 最 低 的 工 作 环 境 温 度 可 低 至 零 下 25 度 , 出 水温 度 可 高 达 70 度 , 既 适 用 于 北 方 暖 气 片 的 取 暖 末 端 , 也 适 用 于 地 板 加 热 、风 机 盘 管 加 热 , 还 可 作 为 生 活 用 水 的 热 源 , 并 同 时 拥 有 空 调 制 冷 功 能 。 据 信 ,PHNIX 高 温 热 泵 “北 极 星 ”系 列 产 品 的 出 现 将 使 房 间 取 暖 的 热 源 发 生 革 命 性变 化 , 最 终 将 全 面 替 代 传 统 锅 炉 。 优 缺 点工 作 环 境 温 度 可 低 至 零 下 25 度 , 出 水 温 度 可 高 达 70 度 , 该 机 组 将 广 泛 适 用 于房 间 加 热 , 还 可 作 为 生 活 用 水 的 热 源 , 并 同 时 拥 有 空 调 制 冷 功 能 。 1.芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 产 品 开 发 背 景 供暖方式 缺点燃煤锅炉集中采暖 1管路热损失大; 2供暖的时间和温度不能自己控制; 3供暖期前后无热源。小型锅炉小区集中采暖1污染大,CO2 排放大 2供暖的时间和温度不能自己控制; 3供暖期前后无热源壁挂式燃气分户采暖1污染大,CO2 排放大; 2不够安全,运行费用高。电加热分户采暖 1能耗高; 2运行费用高。① 传 统 的 取 暖 模 式 采 用 传 统 冷 暖 空 调 来 采 暖 的 优 缺 点 优 点 较 少 的 CO2 排 放 , 环 保 节 能 ; 可 自 主 控 制 运 行 时 间 和 运 行 费 用 ;既 能 取 暖 , 也 能 制 冷 。 缺 点 制 热 暖 能 效 比 低 , 空 调 都 是 侧 重 于 制 冷 , 受 制 热 原 理 的 限 制 , 室外 温 度 越 低 , 空 调 的 制 热 效 果 越 差 , 当 环 境 温 度 低 于 0℃ , 效 果 不 理 想 。舒 适 性 差 , 直 接 加 热 空 气 干 燥 ; 通 过 水 加 热 水 温 低 , 无 法 快 速 加 热 房 间 , 无法 使 用 传 统 的 暖 气 片 。 ② 有 没 有 可 能 开 发 一 种 热 泵 符 合 以 下 要 求 在 -15℃ 的 气 温 条 件 下 能 正 常 制 热 , 且 制 热 能 效 比 2.0; 在 -15℃ 的 气温 条 件 下 其 制 热 量 的 衰 减 小 于 35; 最 高 出 水 温 度 可 达 65℃ , 以 适 应 暖 气片 采 暖 的 需 求 ; 既 可 以 制 热 , 也 可 以 制 冷 。 答 案 是 PHNIX 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 高 温 热 泵 2. 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 性 能 特 点 和 原 理 简 介 ① 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 高 温 热 泵 的 性 能 特 点 -超 宽 的 运 行 范 围 ● 出 水 温 度 高 。 出 水 温 度 可 达 65℃ , 适 用 于 传 统 的 暖 气 片 加 热 ; ● 适 用 于 低 环 境 温 度 下 工 作 。 其 最 低 的 工 作 温 度 可 低 至 -25℃ , 在 -15℃ 温 度 下 COP 可 达 2.52( 出 水 温 度 为 45 ℃ ; ● 既 能 制 热 , 又 能 制 冷 , 性 能 侧 重 于 制 热 ( 在 国 标 工 况 下COP3.8, EER3.0 从 右 图 可 以 看 出 , 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 运 行 范 围 远 远 大 于 常 规热 泵 的 运 行 范 围 ② 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 高 温 热 泵 的 系 统 图 -高 温 喷 气 增 焓 技 术 的应 用 高 温 喷 气 增 焓 压 缩 机 、 高 效 过 冷 器 及 电 子 膨 胀 阀 形 成 的 经 济 器 、 高 效 换热 器 共 同 构 成 了 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 高 温 热 泵 的 .高 效 节 能 喷 气 增 焓系 统 ③ 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 高 温 热 泵 的 工 作 原 理 -压 焓 图 当 环 境 温 度 -20 ℃ , 水 温 60 ℃ 时 , 理 论 制 热 量 Qc15.2KW,理 论 能效 比 COPQc/WHSWLS15.2/3.53.12.303实 测 制 热 量9.81, cop1.88 3、 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 关 键 技 术 谷 轮 ZW 系 列 压 缩 机 ( 结 构 ) 独 特 设 计 浮 动 密 封 专 门 设 计 适 应 高 压 缩 比 ; 定 涡 旋 盘 及 动 态 排 气 阀 专 门 设计 适 应 高 压 差 ; EVI 控 制 安 全 排 气 温 度 ; 电 机 高 绝 缘 等 级 电 机 ① 谷 轮 ZW 系 列 压 缩 机 ( 超 宽 运 行 范 围 ) 谷 轮 ZW 系 列 压 缩 机 ( 喷 气 增 焓 的 示 意 图 ) 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 关 键 的 零 部 件 -SC 壳 管 换 热 器 ( 结 构 示 意 图 )② 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 关 键 的 零 部 件 -SC 壳 管 换 热 器 ( 性 能 特点 ) A.结 构 紧 凑 , 高 效 率 内 部 采 用 高 效 换 热 管 ,其 换 热 面 积 是 光 管 的 3.7 倍 , 管 外 肋 片 以 及 管内 里 脊 能 引 起 冷 媒 及 冷 却 水 的 强 烈 紊 流 , 因 此 传 热 效 率 大 大 提 高 。 B.逆 流 布 置 冷 却 水 回 路 和 冷 媒 回 路 逆 流 布 置 , 可 保 证 出 口 冷 媒 过 冷 度 , 相 应 提 高 系统 效 率 ; C.适 应 较 大 的 进 出 水 温 差 减 少 冷 凝 水 循 环 量 , 相 应 缩 小 冷 凝 水 水 管 尺 寸 和 循 环 泵 规 格 ; 水 侧 的 较低 压 降 降 低 了 泵 功 率 以 及 运 行 费 用 ; D.可 冷 冻 清 洗 螺 旋 盘 管 , 使 水 流 通 畅 , 便 于 实 施 冷 冻 清 洗 ; 冷 冻 清 洗 可 缩 短 停 机 时 间 ,并 避 免 了 化 学 药 剂 的 使 用 ; E.制 冷 剂 回 路 与 壳 体 间 隙 小 不 会 造 成 润 滑 油 滞 留 , 可 保 证 回 油 ; F.水 路 盘 管 无 内 部 接 头 降 低 了 泄 露 因 素 , 5MPa 压 力 测 试 , 保 证 换 热 器 安 全 稳 定 运 行 。 ③ 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 关 键 的 技 术 -控 制 系 统 喷 汽 增 焓 的 电 子 膨 胀 阀 控 制 技 术 ; 极 限 排 气 温 度 控 制 技 术 ; 主 回 路 电 子 膨 胀 阀 过 热 度 控 制 技 术 ; 水 温 跟 随 环 温 运 行 控 制 技 术 。 4.芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 节 能 及 经 济 指 标 分 析 ① 第 三 方 ( SGS测 试 报 告 制 热 制 冷 参 数 -机 型 PASW-060S ② 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 节 能 及 经 济 指 标 分 析 -北 京 的 气 温 条 件 由 上 图 可 以 看 出 北 京 地 区 的 采 暖 季 节 有 7 个 月 , 但 实 际 集 中 供 暖 时间 只 有 4 个 月 ( 当 年 11.15-次 年 3.15) 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 节 能 及 经 济 指 标 分 析 -案 例 分 析 一 套 使 用 面 积 为 100m2 的 公 寓 房 , 以 每 平 方 米 100W/m2 计 算 , 其 热 负荷 为 10kW.以 下 是 各 种 冷 热 源 的 初 投 资 和 运 行 费 用 的 对 比 冷热源 初投资 年运行费用综合效益城市集中供暖VRV 冷暖空调 电热水器户式天然气炉供暖VRV 冷暖空调PHNIX 芬尼克兹(PHNIX)北极星5.芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 应 用 场 合 ① 用 途 及 适 用 区 域 ◆ 生 活 热 水 , 出 水 温 度 要 求 高 ◆ 沐 浴 、 洗 涤 、 清 洁 、 桑 拿 、 工 业 用 水 ;◆ 采 暖 , 出 水 温 度 要 求 高 ◆ 散 热 片 , 风 机 盘 管 ; ◆ 舒 适 采 暖 , 出 水 温度 要 求 低 ◆ 地 板 采 暖 。 ◆ 由 于 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 的 低 环 温 , 高 水 温 的 运 行 特 性 , 芬 尼克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 非 常 适 用 于 中 国 的 华 北 , 华 东 的 长 江 流 域 , 西 北 等 地区 , 配 合 辅 助 热 源 , 也 适 用 于 东 北 的 大 多 数 地 区 。 ② 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 型 号 和 规 格 型号 制冷量* (KW制热量* (kW)备注PASRW060SB-D-PS 13.5 17.5 整体式侧出风PASRW120SB-D-PS-V 27 35 整体式上出风PASRW180SB-D-PS-V 40.5 52 整体式上出风PASRW250SB-D-PS-V 54 70 整体式上出风PAXRW060PASRF060SB-D-PS 13.5 17.5 分离式侧出风PAXRW060*2PASRF120SB-D-PS 27 35 分离式侧出风PAXRW060*3PASRF180SB-D-PS 40.5 52 分离式侧出风PAXRW060*4PASRF250SB-D-PS 54 70 分离式侧出风*制 热 量 和 制 冷 量 是 在 国 标 工 况 下 的 测 试 值 芬 尼 克 兹 ( PHNIX) 北 极 星 型 号 和 规 格 PASRW060SB-D-PS PASRW180SB-D-PS ③ 工 程 案 例 本 工 程 为 中 国 电 信 西 藏 那 曲 分 公 司 的 机 房 和 宿 舍 楼 工 程 , 其 中 机 房 面 积6290m2,宿 舍 楼 建 筑 面 积 3800m2,机 房 设 计 温 度 为 0℃ ,宿 舍 楼 的 设 计 温 度 为18 ℃ , 下 表 是 那 曲 采 暖 季 节 的 平 均 温 度 月份 10 11 12 1 2 3 4 5月平均温度℃-1.0-8.4-13.2-13.8-10.3-6.3-1.33.2由 于 其 采 用 钢 铝 暖 气 片 供 暖 , 所 以 其 水 温 要 求 在 60-65 ℃ 。 本 工 程 采 用 平 板 式 太 阳 能 集 热 板 热 泵 保 温 储 热 水 箱 的 方 式 , 白 天 通 过 太阳 能 和 热 泵 对 保 温 水 箱 的 水 加 热 ( 水 箱 容 积 为 220 立 方 米 ) , 夜 晚 和 早 上通 过 水 箱 水 的 储 热 给 宿 舍 和 机 房 供 暖 。 本 工 程 共 采 用 了 10 台 分 离 式 的 PAXRW060*4PASRF250SB-D-PS 机 组 。

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