降低空氣源熱泵機組的供水溫度,可改善機組的低溫運行特性,擴展機組的低溫運行范圍。雙級耦合熱泵供暖系統(tǒng)正是基于此想法提出的,熱泵烘干機生產(chǎn),系統(tǒng)中空氣源熱泵(低溫型熱泵)作為一級側(cè)機組,工作于一個全新的運行工況中。本文借助已建立并驗證過的空氣源熱泵機組穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型,對空氣源熱泵在新工況和常規(guī)工況下的低溫穩(wěn)態(tài)特性進行了計算機。研究結(jié)果顯示,熱泵烘干一體,新工況下,空氣源熱泵的低溫供暖特性與運行特性均得到顯著改善。雙級耦合熱泵供暖系統(tǒng)在低溫環(huán)境下,可獲得穩(wěn)定、可靠、高效的低位熱源。
空氣源熱泵(Air Source Heat Pump,簡稱ASHP)機組在低溫工況下運行,壓縮比升高,容積效率,制冷劑質(zhì)量流量減少,供熱能力下,排汽溫度過高,這些問題限制了ASHP機組在北方地區(qū)的應用。文獻[1]對ASHP機組在我國14個北方主要城市設計工況下的運行特性進行了理論分析,研究結(jié)果顯示,熱泵烘干,ASHP機組在所選城市中運行,壓縮比均超過極限值8.0,哈爾濱甚至超過20.0,說明ASHP機組在北方寒冷的時候?qū)o法正常運行。降低ASHP機組的供水溫度,機組的壓縮比,文獻[1]的研究結(jié)果顯示,當供水溫度由50℃降低到20℃后,ASHP機組在所選北方城市中,除哈爾濱和長春外,其余城市設計工況的壓縮比均低于8.0,說明機組低溫運行工況得以有效改善,從而使ASHP機組在北方地區(qū)應用具備一定的可行性。
熱泵循環(huán)是在冷凝溫度(TCO)下定溫放熱,在蒸發(fā)溫度(TEV)下定溫吸熱,熱泵烘干機,定熵地進行膨脹和壓縮,所需的平衡功由外界提供。由熵的定義和熱力學定律可知逆卡諾循環(huán)熱泵的性能系數(shù)COP為:
COP=TCO/ (TCO-TEV)(1)
COP值反應了熱泵的效率,由(1)式可見,熱泵的COP值恒大于1,與一般的熱機效率恒小于1。這是因為在循環(huán)過程中有電能的輸入,電能是做功能力的高品位能,環(huán)境中的能是基本失去做公能力的低品位能,熱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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