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CO2空气源热泵技术

日期:2017年3月15日 11:35
CO2空气源热泵技术
       随着节能和绿色环保问题日益成为世界关注的焦点,安全环保的采暖设备和热水器更能迎合市场的需要。CO2空气源热泵机组采用天然工质CO2作为制冷剂,兼具制暖和提供热水的双重功效,消耗电能,将储存在空气中的无法直接利用的低品位能源变成了可以直接利用的高品位能源,因此,是一项极具前途和值得推广的技术。 
  1、CO2空气源热泵机组原理 
  空气源,又称空气能,即空气中所蕴含的低品位热能。空气源热泵热水器实质上是利用逆卡诺循环的制冷原理工作原理,它通过从周围环境中获取低品位热能,经过电力做工提升温度后输出到冷凝端,产生可被人们所用的较高品位热能的设备。采用制冷剂的能量传递特点,让制冷剂压缩机的作用下循环工作,不断地在蒸发器中被蒸发而吸收空气(或水)中的热能,同时又不断地在冷凝器中释放热量从而使制冷剂循环工作,最大程度地减少热传递所需的用电量,达到高效节能的目的。 
  空气源热泵机组也是由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀四大制冷部分组成,通过让工质不断完成蒸发(吸取环境中的热量)→压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循环过程,从而将环境里的热量转移到水中。工作原理如下图1所示,工作过程如下:在设定的时间内,当储热水箱的水温低于温度控制器设定值时,热泵、风机及循环水泵自动开启,风机将空气吸(吹)入蒸发器,蒸发器内的热媒吸收空气中的热能后,经热泵(压缩机)加压后产生高温,在通过热交换器将热泵释放给水使水温升高 ,热媒降温后经节流阀流回蒸发器,如此反复进行吸热和放热,知道被加热 水的水温达到设定温度时,热泵和风扇停止工作 
  CO2热泵,又称R744热泵,就是采用CO2作为制冷剂的热泵或空调,普通热泵一般采用氟利昂作为制冷剂,两者的工作原理基本是一样的,都属于蒸汽压缩式,但也稍有不同,CO2热泵属于超临界循环,即在冷凝器端,CO2是不会被冷凝成液体的,而氟利昂冷媒在冷凝器端是被冷凝成液体再节流的。 
  2、CO2空气源热泵技术的优越性 
  为了比较直观得出结论,将 CO2与其他制冷剂做比较,如下表1所示。从表1不难得出 CO2作为制冷工质具有一些以下独特的优势:1)CO2单位容积制冷量是其他制冷剂的数倍,其优良的流动和传热特性,可显著减小压缩机与系统的尺寸,使整个系统非常紧凑;2)CO2冷媒,对臭氧层的破坏几乎无破坏作用,GWP也低;3)高热效率的CO2冷媒配合夜间离峰电费将大大降低操作成本;4)良好的性和化学稳定性,CO2安全无毒,不可燃,适应各种润滑油及常用机械零部件材料,即便在高温下也不分解产生有害气体;5)具有与制冷循环和设备相适应的热力学性质,CO2的蒸发潜热较大; 6)与常规制冷剂相比,CO2跨临界循环的压缩比较小,约为2.5~3.0,可以提高压缩机的运行效率,从而提高系统的性能系数。7)采用CO2还有一个优点就是其排气温度较高,可以得到更高温度的热水,55-90℃范围内可调,用户可以通过机组的控制器自行设定;传统的热泵在冬季时,需加装辅助系统(电热管)或改用锅炉制热水,而CO2热泵机组可以在零下20℃工作,也就是即使在-20℃的严寒环境也可供应90℃热水。 
 

名称

R744

R12

R22

R134a

分子式

CO2

CF2CL2

CHF2CL

CH2FCF3

三相点压力,MPa

0.518

0.00001

 

 

三相点温度,℃

-56.55

-158

-160

-101.0

消耗臭氧潜能值ODP

 

0

1

0.055

0

全球变暖潜能 GWP(100a)

1

8500

1700

1300

临界温度,℃

31.1

112.0

96.0

101.7

临界压力,MPa

7.372

4.113

4.974

4.055

0℃时容积制冷量,KJ/m³

22600

2740

4344

2860

  另外, CO2跨临界系统气体冷却器端的温度滑移可以与变温热源较好的匹配,它在热泵热水器方面的应用具有其它供热方式无法比拟的优越性。CO2作为一种天然冷媒工质,凭借其环保、无毒以及优良的跨临界循环等特点,被看作是氟氯碳化物冷媒的最佳替代物。应用了CO2冷媒技术的空气源热水器不仅在节能、环保层面有进一步的提升,同时在噪音、使用地区、出热水量等多个方面有突破性的进展。 
  

    文章出处:http://www.xzbu.com/2/view-7173403.htm

所属类别: 行业资讯

该资讯的关键词为:二氧化碳热泵  二氧化碳热泵  热泵  跨临界循环  热泵技术  二氧化碳热泵机组