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热泵技术的研究现状和发展前景

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热泵技术的研究现状和发展前景

作者:董丽玮李陆伟

来源:《名城绘》2018年第06期

摘要:热泵技术是一种新型的高效节能装置,具有广泛的应用前景。本文对比了空气源热泵,水源热泵,地源热泵的特点和适用场合,总结了热泵技术在现阶段的研究现状和在空调采暖,农业等领域的应用现状,并展望了热泵技术的研究方向。

关键词:热泵;热水系统;研究现状;发展动向

随着经济社会的发展,我国建筑能耗(生活能耗,空调采暖等)在总能耗中所占比例不断上升。我国的能源结构以利用矿物燃料为主,矿物燃料的燃烧产生的气体如SO2,NOx进入

大气中形成酸雨,CO2等造成温室效应,同时建筑能耗占比增加也给电力的供应带来巨大压力。

热泵通过做功使热量从低温热源转移至高温热源,与制冷原理相同,热泵则是以获取高温热源的热量为目的。热泵作为一种新型的高效节能装置,具有较大的节能潜力。本文通过总结各类热泵技术的研究和应用现状,对比分析了各类热泵的特点和适用场合,并对热泵技术未来的研究方向提出展望。

1、常见的热泵系统

1.1 空气源热泵系统

空气源热泵系统以室外空气为低温热源,利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源。空气作为热泵的低位热源,资源丰富、容易获得,且安装和使用都比较方便。空气源热泵的系统如图1所示。对于冬季寒冷且室外空气潮湿的地区,空气源热泵系统的蒸发器表面容易结霜,使换热器传热效果下降,增加了传热热阻,机组效率明显降低。因此,空气源热泵系统要设置除霜装置,适合于冬季室外环境温度较高的地区使用,如我国的长江以南地区。

图1 空气源热泵系统

1.2 水源热泵系统

水源热泵是利用地下水、河流和湖泊中吸收的太阳能和地热能而形成的低品位热能资源,使低位能热能向高温位能转移的装置。水源热泵的系统如图2所示。夏季时,将建筑物中热量转移到水源中;冬季时,从恒定温度的水源中提取热量,利用热泵原理通过空气或水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中。水源热泵能有效克服空气源热泵在冬季室外温度较低的情况下易结霜的不足,而且运行效率高,费用低,实现了能源的可再生利用。地表水源容易获得,但受

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