空气源热泵提高热效率方法研究
空气源热泵提高热效率方法研究
某单位供热系统存在若干问题致使供热达标率降低。主要问题是:在连续严寒天气期间,空气能热泵无法充分进行热交换工作;连续降雪期间,空气寒冷不易热交换工作,潮湿的天气易使翅片反复结霜,空气能热泵机组冷凝水排放中存在的潮湿、结霜、爬冰等现象,影响机组制热;库房层高偏高,现有加热风机安装过高,热气上升导致库房温度过低。
1.空气能热泵运行原理
空气能热泵是按照“逆卡诺”原理工作的,具体过程是:压缩机将冷媒压缩,压缩后温度升高的冷媒,经过水箱中的冷凝器制造热水,热交换后的冷媒回到压缩机进行下一循环。在此过程中,空气热量通过蒸发器被吸收导入冷媒中,冷媒再导入水中,产生热水。
2.技术改造方案
(1)消除翅片与冷凝管结霜
空气源热泵冷凝水直接排出,导致空气源热泵附近空气湿度相对较大,翅片与冷凝管上易出现结霜现象。结霜后直接影响空气源热泵热交换效率,在翅片自加热除霜的过程中空气源热泵停止对输出供热水的制热工作,持续时间至少为5min,并且出现冷凝排放水爬冰现象。
技术方案:对空气源热泵敷设冷凝水排放管,考虑到冬日气温偏低,冷凝水在管道中水流流速慢,冷凝水排放管任有管道冻裂风险。采用在冷凝水排放管内布设电热带,并对排水管加装保温,同时清理地面再次对地面做硬化工作。
(2)解决严寒天气空气能热泵机组无法充分进行热交换问题
在连续严寒天气期间,空气能热泵机组无法充分进行热交换工作,连续降雪期间潮湿天气易使翅片反复结霜,加大空气能热泵的供热压力。在此情况下空气源热泵机组供热温度无法达到预期效果。
技术方案:在不破坏空气能热泵机组构造,不影响空气能热泵工作的前提下,在空气能热泵组出水口加装电辅热水舱。水舱内主要配备控制器、温度传感器及电加热棒。空气能热泵组出水口为电辅热水舱的入水口,在水舱出入口分别加装温度传感器,用于测温和触发控制器调节电加热棒,或确定是否手动调节加热棒。根据现场数据计算得出水舱加装2个12KW加热棒,当水舱入口温度低于50℃时,控制器控制一个加热棒工作,当水温低于48℃时,控制器控制两个加热棒共同工作。
(3)提升库房温度
由于热空气上升原理及库房房屋外墙保温性差,库房温度偏低达不到预期需求。通过改变射流机风口方向的效果并不明显,影响库房零件加工工作。
技术方案:库房加工零部件时,地面2m内温度需求高,将吊顶式远程射流机组及供热管道移至地面60cm处。该高度摆放吊顶式远程射流机组出风口到地面距离为1.2m,以满足供热需求,并防止库房搬运物品或加工部件时破坏机组设备。
通过优化空气源热泵机组设备运行环境,对空气源热泵机组的翅片清洗、冷凝水排放管布设以及加装电辅热水舱的相关改造,降低了翅片结霜次数,提高了空气源热泵机组的工作效率,并确保了严寒、潮湿天气的供热温度。
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