夏熱冬冷地區高效節能熱泵技術—熱濕獨立處理的雙溫雙源熱泵系統研究開發摘要本文主要介紹盾安機電在高效節能熱泵技術領域的研究開發工作。在溫濕度獨立控制空調技術基礎上，進行的多功能熱泵、部份復疊熱泵及橢圓管換熱器、輻射整流等新型末端的研究開發，不同程度地提高了熱泵系統能效比。關鍵詞：多功能熱泵；復疊式熱泵；溫濕度獨立控制；橢圓管換熱器引言熱泵具有制冷制熱功能，因而是夏熱冬冷地區夏季空調、冬季供暖的理想的冷熱源設備。但由于熱泵特別是空氣源熱泵性能受環境影響較大，其性能變化與建筑負荷需求呈相反趨勢，這給擴大熱泵應用、實現建筑節能帶來不少困難。我們在熱濕負荷獨立處理、溫濕度獨立控制空調技術[1~3]基礎上，以熱（冷）能溫度匹配、梯級利用為指導思想，進一步提出了雙溫雙源熱泵系統的根念，并與國內外企事業單位和高等院校合作進行了多功能熱泵機組、部分復疊式熱泵系統以及橢圓管換熱器、新型輻射末端產品等方面進行了初步的研究開發，本文是對以上工作的簡要介紹和總結，冀拋磚引玉，有助于高效熱泵技術的研究發展。1．多功能熱泵機組多功能熱泵機組設置了兩組冷凝器：一個風冷冷凝器，一個水冷冷凝器，如圖1所示。根據建筑物具體情況，該熱泵可以熱回收、水冷、復疊等模式運行，以實現高效節能目的，以下對其作簡要介紹。1．1熱回收模式此模式下，熱泵蒸發器17供冷的同時，輔助冷凝器7可以提供45~55℃熱水，綜合能效比可達8.0以上。1．2水冷模式不需要熱回收或熱量有多余時，輔助冷凝器7可與冷卻塔聯合運行，使熱泵冷凝壓力降低，制冷能效比較風冷提高15%~30%。我們的初步計算表明，當年制冷運行時間>1000小時時，增加的成本可以在4年內收回。1．3太陽能輔助運行模式冬季，該機組可以與集熱器聯合運行，太陽集熱器提供15℃左右的熱水進入熱泵換熱器7作為熱泵低溫熱源，冷凝器17則提供熱水供暖。這種模式使得太陽能集熱器、熱泵效率均大副提高。夏季，采用溫濕度獨立控制技術，熱泵換熱器17提供高溫冷水處理室內顯熱，而自換熱器7出來的冷卻水經集熱器進一步加熱后，驅動溶液除濕系統對新風進行干燥、除濕，以承擔室內潛熱負荷。由于引入太陽能能集熱器，熱泵冬、夏季運行效率均得以提高，且無論天氣陰晴，均能保證熱水供應，高效節能。1．4混合熱源模式對于某些建筑，當可供使用的地下水、河水、污水、地埋管等不能滿足冷、熱負荷需要時，采用該熱泵機組可利用有限的可再生能源作為輔助熱源，或交替運行，提高熱泵效率。稱圖濾1.悼冷多功能熱泵系作統示意圖描2鏈．部分復疊式氧雙溫熱源熱泵取系統螺人體的熱舒適現感與周圍壁面每溫度決定、輻萍射溫度、所處醬環境空氣溫度恐、風速等因素如有關。常規熱超泵技術主要通伙過控制室內空像氣溫度和濕度淡維持熱舒適，排對熱泵工作時詠冷的熱源溫度條水平要求較高漸，影響熱泵性耽能。當采用雙稱溫熱源熱泵、惰對壁面溫度進畏行控制時，不朝僅有助于改善叉熱環境，提高瞞熱舒適感，還懂可以降低對熱繪泵冷熱源溫度寸水平的要求，豆從而提高熱泵岡能效。而為了累兼顧冬、夏制蹦冷制熱性能，蔑我們提出了部泄分復疊雙溫熱粱源熱泵系統，縮如糖圖臟2蛛所示。罩圖遇2.紡雪部份復疊式熱湯泵示意參圖爸片攻歲圖貨3.碼咱二級熱泵示意聰圖匙這是一個新型帖的混合空調系砌統。該系統由研一級熱泵、二厭級熱泵組成。君其中一級熱泵丙制取高溫冷水糊處理顯熱，回浩水出一路進入阿二級熱泵，作紙為其冷卻水處廁理潛熱（主要柿是對新風除濕勉），由三通閥把調節其流量可慣在一定程度上庭調節其容量。偉冬季制熱時，你一級熱泵制取倡低溫熱水，以昌輻射方式供暖訂，回水分出一立路進入二許級熱泵，作為裁其低溫熱源加攜熱室內空氣（灣或新風）。另我們的初步理鍬論分析表明，濁制冷、空調時覆，當二級熱泵刻承擔的負荷占鵲總負荷的比例湯不大投于抬50膠%作時，本系統較遷常規熱泵系統泉性能寺高船5~40圖%躲。更重要的是牧，對空氣源熱挽泵，本系統由從于可以復疊運重行，受惡劣天豪氣的影響較小觸。提為了進一步提職高系統能效，耍設計了賢圖粗3夠所示的熱泵新駁風機組，其中銜增設一風冷冷渾凝器，實現熱短回收的同時，糞減少了一級熱家泵冷負荷，從底而提高了系統路總能效。3．新型末端糞熱泵提供不同葉溫度水平的冷恢、熱源，還需榜要相應的末端遞產品配合使用倒，才能充分發粥揮雙溫雙源、潮熱濕負荷獨立肌處理的優勢中佳，否則熱泵機末組能效的提高罷，可能被末端撒能耗的增加抵帥消淹[4]板.飽盾安機電與國吸內外企事業單程位合作，研究志開發了新型高竟效節能末端，光保證了雙溫雙松源、熱濕負荷貪獨立處理熱泵凳系統的高效節司能。縫3定．攪1稀于輻射整流末端忙這種輻射端以服低溫空氣誘導潤部分室內回風己通過整流板以模較低的風速均業勻地送出，即荒無冷凝水或漏站水之虞，又舒似適、健康。整流區0.2~0.8m/s空調機組&新風機組室內誘導空氣誘導比例約4：6送風帶狀噴嘴希3吵．巧2樓橢圓管換熱器整流區0.2~0.8m/s空調機組&新風機組室內誘導空氣誘導比例約4：6送風帶狀噴嘴值銅管串鋁片是際目前空調設備遺中常用的換熱諒器。這種換換領熱器生產工藝乏和裝備技術均記較為顧熟，故寧獲得廣泛應用塊。由于圓管換供熱器中空氣流弓動方向與傳熱父方向夾角較大煙，橫向掠過圓券管時發生邊界除層分離、旋渦避脫離，故這種葵換熱器阻力較椒大，傳熱效率第不高。根據強氏化傳熱黃的雷“拿場協閃同創”賤理論，采用橢麻圓管時，管內午外換熱均可得怖以強化，且管盜外換熱阻力大環大減小，應用秀于空氣調節設疏備，可減小風廳機功耗。盾安咸機電已經與國帆外合作，開發謝成功空調橢圓順管換熱器，實妄測表明，相同刮供冷量時，風諸阻僅為常規表啦冷器葛的柳1/3~1/擊2種。4．結束語培采用雙溫雙熱貌源、溫濕度獨雞立控制是進一狠步提高熱泵系凳統能效的重要盯途徑，以熱（喝冷）能溫度匹欣配、梯級利用孔為指導思想，緊盾安機電與國蒸內外企