佛山市順德區(qū)科創(chuàng)達冷熱設備制造有限公司

    【中國制冷網(wǎng)】：

    1技術背景

    1.1建筑物供熱及空調(diào)的節(jié)能問題亟待解決

    隨著國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和人民生活水平的提高，采暖、空調(diào)、生活熱水等的能源需求越來越大，是一般民用建筑物能源消費的主要部分。在發(fā)達城市，夏季空調(diào)、冬季采暖與供熱所消耗的能量已占建筑物總能耗的40-50%。特別是冬季采暖用的燃煤鍋爐、燃油鍋爐的大量使用，給大氣環(huán)境造成了極大的污染。因此，建筑物污染控制和節(jié)能已是國民經(jīng)濟發(fā)展的一個重大問題。

    1.2環(huán)保節(jié)能空氣源熱泵技術應用前景廣闊

    空氣源熱泵是由壓縮機――換熱器――節(jié)流器――吸熱器――壓縮機等裝置構(gòu)成了一個循環(huán)系統(tǒng)。冷媒在壓縮機的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動。它在壓縮機內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過程（溫度高達100℃），它進入換熱器后釋放出高溫熱量加熱水，同時自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為流液態(tài)，當它運行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時溫度下降至零下20℃――30℃，這時吸熱器周邊的空氣就會源源不斷地將低溫熱量傳遞給冷媒。冷媒不斷地循環(huán)就實現(xiàn)了空氣中的低溫熱量轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷責崃坎⒓訜崂渌^程。

    從上面可以得知,空氣源熱泵是以空氣中熱量為能源的,只要空氣中有足夠的熱量,它就吸收能量而產(chǎn)生熱水。因而空氣源熱泵它使用不受陰天下雨白天黑夜的影響，而且在使用時，不象化石燃料在獲取能源和產(chǎn)生電力的同時，向環(huán)境排放大量的燃燒產(chǎn)物，如CO2、SO2、NOx、粉塵等，對環(huán)境造成嚴重的污染，引起溫室效應、酸雨、土地沙漠化等災害，也嚴重影響了人們的身心健康。

    因此空氣源熱泵的使用是替代傳統(tǒng)的制冷機+鍋爐的建筑物空調(diào)、采暖、供熱模式，是改善城市大氣環(huán)境、節(jié)約能源的一條有效途徑。也是我國節(jié)能產(chǎn)品能利用一個新的發(fā)展方向。

    1.3普通地源熱泵設備難以滿足市場需求

    我國幅員遼闊，氣候多樣，因建筑物的地理位置功能等不同，采暖空調(diào)及熱水系統(tǒng)形式亦各不相同。并且隨著人們對環(huán)保和能源問題的重視，大量原有使用燃油、燃煤、燃氣等鍋爐設備需要改造。而一些新上馬供熱系統(tǒng)工程，也主動尋找一些節(jié)能、安全、無污染的加熱設備安裝。

    目前，空氣源熱泵技術作為供熱設備行業(yè)的一個熱點，空氣源熱泵各類產(chǎn)品層出不窮。短短幾年時間，在我國的空調(diào)市場上已經(jīng)有數(shù)百家國內(nèi)外企業(yè)加入空氣源熱泵產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售競爭之中。但是，由于壓縮式制冷技術在工質(zhì)和冷凝溫度等的局限性，空氣源熱泵在制熱工況下的出水溫度一般z*高只能達到55℃左右。這對于原來使用燃油、燃煤、燃氣等鍋爐設備高溫用水的工程的改造以及一些特殊的行業(yè)（特別是工業(yè)上的如食品、電鍍、化工、屠宰等行業(yè)）需要高溫熱水作為生產(chǎn)資源的工程項目。55℃的供水溫度已經(jīng)不能或不完全能滿足系統(tǒng)的使用要求，從而限制了空氣源熱泵這一經(jīng)濟節(jié)能的技術的推廣應用。

    高溫空氣源熱泵技術正是在這一背景下應運而生，z*高可達85℃的供熱出水溫度大大的拓展了空氣源熱泵技術的應用范圍。

    2高溫空氣源熱泵技術

    2.1高溫空氣源熱泵的概念

    高溫空氣源熱泵的“高溫”是相對于目前占市場主導地位的z*高熱水出水溫度在55℃以下的空氣源熱泵產(chǎn)品而言，一般指環(huán)境溫度在10-15℃以上時，供熱溫度在60℃以上的產(chǎn)品，正常運行出水溫度范圍在60―75℃，z*高可達85℃。可以滿足大部分生活及工業(yè)熱水系統(tǒng)的水溫要求。雖然在供熱出水溫度上只有十幾度的提高，但對于熱泵技術來說卻是一個極大的突破，一般的空氣源熱泵機組在該工況下，性能會極大衰減甚至無法運行，因此高溫熱泵產(chǎn)品對設備零部件的選擇和制冷劑的使用都有很高的要求，產(chǎn)品的研發(fā)和設計方面的成本也很高。目前國內(nèi)市常上擁有合格高溫熱泵技術和產(chǎn)品的企業(yè)寥寥無幾。

    2.2高溫地源熱泵的幾個關鍵技術

    相對于輸出溫度55℃以下的空氣源熱泵技術，高溫空氣源熱泵在不改變設備運行環(huán)境的情況下，熱泵供熱溫度達到60℃以上，并保持較高的運行效率和穩(wěn)定的運行狀態(tài)，一般需要解決如下幾個關鍵技術。

    （1）壓縮機的選擇：目前熱泵設備常用壓縮機類型主要有螺桿壓縮機、全封閉渦旋壓縮機與半封閉活塞壓縮機等，經(jīng)過對不同類型壓縮機工作特性進行比較研究，目前高溫空氣熱泵設備一般選用美國品牌3T工況谷輪全封閉渦旋壓縮機。

    （2）工質(zhì)的選擇：為保證高溫熱泵設備在穩(wěn)定的可允許的工作壓力下運用，采用特殊的制冷劑為工質(zhì)，換熱效率高并對環(huán)境無污染，對臭氧層無破壞作用；

    （3）氟路系統(tǒng)控制的優(yōu)化：保證整體機組的長時間高溫穩(wěn)定運行和使用壽命，并可根據(jù)環(huán)境溫度和出水溫度，自動調(diào)節(jié)高溫空氣熱泵設備運行工作狀態(tài)和條件。