降低空气源热泵机组的供水温度,可改善机组的低温运行特性,扩展机组的低温运行范围。双级耦合热泵供暖系统正是基于此想法提出的,热泵烘干机生产,系统中空气源热泵(低温型热泵)作为一级侧机组,工作于一个全新的运行工况中。本文借助已建立并验证过的空气源热泵机组稳态数学模型,对空气源热泵在新工况和常规工况下的低温稳态特性进行了计算机。研究结果显示,热泵烘干一体,新工况下,空气源热泵的低温供暖特性与运行特性均得到显著改善。双级耦合热泵供暖系统在低温环境下,可获得稳定、可靠、高效的低位热源。
空气源热泵(Air Source Heat Pump,简称ASHP)机组在低温工况下运行,压缩比升高,容积效率,制冷剂质量流量减少,供热能力下,排汽温度过高,这些问题限制了ASHP机组在北方地区的应用。文献[1]对ASHP机组在我国14个北方主要城市设计工况下的运行特性进行了理论分析,研究结果显示,热泵烘干,ASHP机组在所选城市中运行,压缩比均超过极限值8.0,哈尔滨甚至超过20.0,说明ASHP机组在北方寒冷的时候将无法正常运行。降低ASHP机组的供水温度,机组的压缩比,文献[1]的研究结果显示,当供水温度由50℃降低到20℃后,ASHP机组在所选北方城市中,除哈尔滨和长春外,其余城市设计工况的压缩比均低于8.0,说明机组低温运行工况得以有效改善,从而使ASHP机组在北方地区应用具备一定的可行性。
热泵循环是在冷凝温度(TCO)下定温放热,在蒸发温度(TEV)下定温吸热,热泵烘干机,定熵地进行膨胀和压缩,所需的平衡功由外界提供。由熵的定义和热力学定律可知逆卡诺循环热泵的性能系数COP为:
COP=TCO/ (TCO-TEV)(1)
COP值反应了热泵的效率,由(1)式可见,热泵的COP值恒大于1,与一般的热机效率恒小于1。这是因为在循环过程中有电能的输入,电能是做功能力的高品位能,环境中的能是基本失去做公能力的低品位能,热泵是利用少部分高品位的能把低品位能提高中品位能。
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