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石家庄空气能热泵回收浅谈空气源热泵是如何工作的

来源:      2021/9/30 16:53:56      点击:
加热循环

  空气源热泵加热循环的组成部分

  在加热循环期间,热量从室外空气中获取,并“泵送”到室内。

  首先,液体制冷剂通过膨胀装置,变为低压液体/蒸汽混合物。然后输送至室外盘管,作为蒸发器盘管。液体制冷剂从室外空气中吸收热量并沸腾,成为低温蒸汽。

  蒸汽通过换向阀进入蓄能器,蓄能器在蒸汽进入压缩机之前收集所有剩余液体。然后蒸汽被压缩,减少其体积并使其升温。

  最后,换向阀将现在很热的气体输送到室内盘管,即冷凝器。来自热气的热量被转移到室内空气中,使制冷剂凝结成液体。该液体返回膨胀装置并重复该循环。室内盘管位于管道系统中,靠近熔炉。

  热泵将室外空气中的热量传递到室内的能力取决于室外温度。随着温度的下降,热泵吸收热量的能力也会下降。对于许多空气源热泵装置,这意味着当热泵的加热能力等于房屋的热损失时,存在一个温度(称为热平衡点)。低于此室外环境温度,热泵只能提供维持生活空间舒适所需的部分热量,需要补充热量。

  需要注意的是,绝大多数空气源热泵都有最低工作温度,低于该温度时,它们无法运行。对于较新型号,温度范围为-15°C至-25°C。低于此温度时,必须使用辅助系统为建筑供暖。

  冷却循环

  在夏季,上述循环被逆转以冷却房屋。该装置将室内空气中的热量带走,并将其排出室外。

  在加热循环中,液体制冷剂通过膨胀装置,变成低压液体/蒸汽混合物。然后进入室内盘管,作为蒸发器。液体制冷剂从室内空气中吸收热量并沸腾,成为低温蒸汽。

  蒸汽通过换向阀进入蓄能器,蓄能器收集所有剩余液体,然后进入压缩机。然后蒸汽被压缩,减少其体积并使其升温。

  最后,现在很热的气体通过换向阀进入室外盘管,作为冷凝器。来自热气的热量被转移到室外空气中,使制冷剂凝结成液体。该液体返回膨胀装置,并重复该循环。

  在冷却循环过程中,热泵还对室内空气进行除湿。通过室内盘管的空气中的水分在盘管表面冷凝,并收集在盘管底部的平底锅中。冷凝水排水管将该锅与房屋排水管相连。

除霜循环

  当热泵在加热模式下运行时,如果室外温度降至接近或低于冰点,则流经外部盘管的空气中的水分将凝结并冻结在其上。结霜量取决于室外温度和空气中的湿度。

  结霜会降低盘管向制冷剂传热的能力,从而降低盘管的效率。在某个时刻,霜必须被清除。为此,热泵将切换到除霜模式。最常见的方法是:

  首先,换向阀将设备切换到冷却模式。这会将热气输送到室外盘管以融化霜。同时,通常将冷空气吹过盘管的室外风扇关闭,以减少融化霜所需的热量。

  当这种情况发生时,热泵正在冷却管道系统中的空气。加热系统通常会加热这种空气,因为它分布在整个房子里。

  两种方法之一用于确定装置何时进入除霜模式:

  监控气流、制冷剂压力、空气或盘管温度以及穿过室外盘管的压差,以检测结霜情况。

  时间-温度除霜由预设的间隔计时器或位于外部线圈上的温度传感器启动和结束。根据气候和系统设计,循环可每30、60或90分钟启动一次。

  不必要的除霜循环会降低热泵的季节性性能。因此,按需除霜方法通常更有效,因为它仅在需要时启动除霜循环。

  辅助热源

  由于空气源热泵具有最小的室外运行温度(在15°C至25°C之间),并且在非常冷的温度下的加热能力降低,因此考虑空气源热泵运行的补充热源是很重要的。热泵除霜时也可能需要补充加热。可提供不同的选项:

  全电动:在这种配置中,热泵运行由位于管道系统中的电阻元件或电动底板进行补充。这些电阻元件的效率低于热泵,但其提供热量的能力与室外温度无关。

  混合系统:在混合系统中,空气源热泵使用辅助系统,如熔炉或锅炉。该选项可用于新安装,也可用于将热泵添加到现有系统的情况,例如,当安装热泵作为中央空调的替代品时。