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高温热泵的应用及其技术的发展

来源:河北制冷配件                   发布时间:2020-11-26 20:38                   43次浏览

跟着社会的不断发展,动力消耗日益增多,下降能耗、进步动力利用率逐步受到人们的重视。热泵技能能够从天然界或工业余热中获取很多低品位热能,使之转化为可被利用的高品位热能,从而达到节能减排的意图,一直以来备受重视。依据热泵体系供热温度的不同,可分为常温热泵和高温热泵。

现在,常温热泵技能已基本老练且市场化,为进步供热温度,满意更多工业用户的需求,近年来热泵技能正向运用范围更广的高温热泵方向发展。挑选合适的制冷剂一直是高温热泵技能运用和发展的关键。为使高温热泵体系达到设定的工况要求,制冷剂需要满意以下条件:

(1) 冷凝压力低于2.5MPa,保证在体系部件承受范围内;

(2) 蒸发压力高于0.1MPa,避免成负压;

(3) 尽可能高的容积制热量,避免因热泵体系体积过大而添加成本;

(4) 运用于热泵体系中时,具有较高的COP(循环性能系数)。

除此之外,高温热泵制冷剂还需要满意环境友好性,对臭氧层无损坏、能下降温室效应,良好的安全性能,无毒,不可燃或弱可燃,化学性质安稳等要求。现阶段研讨的制冷剂主要有天然工质、氯氟烃(CFCs)、氢氯氟烃(HCFCs)、氢氟烃(HFCs)、氢氟烯烃(HPOs)、氢氯氟烯烃(HCFOS)及混合工质等几类。

一、天然工质

热泵工质分为人工工质和天然工质,天然工质中适用于高温热泵范畴的主要有CO2、NH3、H2O及部分碳氢化合物。

CO2化学性质安稳,热力性能好,单位容积制冷量高、与材料和润滑油有良好的兼容性,作为天然工质有很长的运用前史,自20世纪80年代末大力提倡运用天然工质开始,又成为国内外的研讨热点。

氨运用于高温热泵体系中具有更高的功率单机热负荷更大、节能十分显著,因而被广泛用于工业热泵中,但氨具有一定的毒性,有必要配备相应的安全措施,对其运用造成了一定的约束。

天然工质成本低价、对环境友好,具有较大的研讨价值,但天然工质用于高温热泵时,由于在高温下压力较大,具有爆炸性,对相应体系要求较高,而且其冷凝温度较低,所以现在高温热泵工质仍以人工工质为主。

二、混合工质

混合工质是由两种或两种以上单工质组成的混合物。由于能够一起满意高温热泵工质各种要求的单工质较少,为使各种单工质优势互补,国内外研讨人员在混合工质方面进行了积极地探究。

混合工质多为非共沸混合物,利用非共沸混合工质相变过程中的温度滑移能够下降换热时的热量丢失,进步制热性能系数,但非共沸混合工质在气液共存时两相的浓度不同,工质发生走漏或充注时容易导致工质配比发生变化,这是约束其运用和推行的重要因素。

高温热泵技能关于节省能耗、下降温室效应具有十分重要的含义,而短少合适的高温热泵工质一直是约束高温热泵技能发展的关键因素。跟着国际社会对环保要求的日益进步,CFC-114和HFC-245a等传统工质逐步被约束运用。HFO-1234ze(Z)等低ODP和低GWP值的环保型工质HFOs类物质成为潜在的抱负高温热泵工质。此外,为使各种纯工质优势互补,混合工质也被运用于高温热泵体系中,为高温热泵工质提供了更多挑选,但混合工质运用过程中存在的传热功率下降以及走漏问题仍是影响其发展的重要因素,需进一步研讨才干得以推行。

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