热泵的蓄热分析

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1、三维热泵的蓄热应用前景分析PHNIX三维热泵作为一种新型热泵，实现了热量在热泵系统中的多方灵活转移，比普通热泵的应用范围更广泛。在实际工程案例中，配合蓄能水箱蓄热解决对于昼夜温差大的地区如西北、华北等地区的采暖问题，具有鮫人的可行性，符合国家的环保政策，具有较人的经济效益和社会效益。0引言冃前，由于热泵是一种转移热量的装置，采用热泵來蓄能是比较节能的。作为热泵蓄能的介质，主要有水和各种相变材料。以下是这两类蓄热材料的对比：蓄能方式优点缺点相变材料蓄热蓄能容量人，体积小，蓄热材料性质不稳定；成木较高水蓄热稳定，成木低

2、蓄热容量小基于上述原因，蓄热型热泵系统并未得到广泛的应用。其中水蓄热可以采用现成的消防水池來做蓄能水箱，貝有投资低、冷暖兼用的特点。如果能解决蓄能容量偏低的缺点,则水蓄能具有广泛的应用前景。1.三维热泵的原理本文旨在讨论一种新型热泵，这种热泵在原有热泵的基础上，巧妙地利用双四通阀切换系统，使热泵系统能将热量自由地在三种环境或物体中相互转移，为了很好地和原冇热泵系统区分，所以形象地称之为三维热泵。如下图所示:普通热泵只能使热量在两个物体屮转移，而热泵町以使热量白由地在三个物体中转移,在这三个物体中，可以两个是使用端，

3、也可以两个物体作为热源端，使能源可以得到进一步的综合应用。卜-图表示的是三维热泵的系统原理图:由于热量的转移非常灵活，可以非常广泛地应川在很多商业和住宅场所。下面就PHNIX三维热泵在蓄热方面应用的可行性做一个简单的分析。1.三维热泵蓄能应用简图下面的图例描述三维热泵在冬季蓄热的应用原理。a.冬天的蓄热b.冬天的放热冬天白天气温高，室內热负荷低，三维热泵在给房间供暖的同时，有部分负荷多余，多余的负荷给蓄能水箱的水加热，直至水箱水温到达慕C为止，由于气温较高，其能效较高。3室内侧*1三案热泵室外冊番能水結「冬天晚上气

4、温低，室內热负荷大，系统首先通过蓄能水箱和机组同时给房间放:热，当水箱温度低于3.7C时，三维热泵通过吸收蓄能水箱的热量，经过热泵提升后继续给房间放热，直至水温低至79为止异下表是同样1吨水，采用三维热泵蓄热和传统热泵蓄能的比较如下:项目常规水蓄能三维热泵+水蓄能爸注蓄热最高温度(C)5050蓄热最低温度(C)355蓄热温差(C)1545蓄热壘(kWh)17.44552.335蓄热量杲传统水蓄能的3倍1.实际工程案例分析3.1工程基本情况甘肃武威回民人酒店，其建筑面积为6000m2,设计采暖负荷为420kW,楼顶有

5、一个100T的消防水箱，可以用来做蓄能水箱。廿肃武威是典型的温带大陆性干旱半干旱气候，特点是降水稀少，气温温差大，夏季炎热而短促，冬季寒冷而漫长，太阳辐射强，日照充足，蒸发强烈，空气干燥。如能解决空气源热泵衰减的问题，则非常合适采用空气源热泵来采暖。以最冷的5个刀计算，武威的平均气温为-4°C,其LI间平均气温在2°C左右，夜间平均气温在T0C左右。夜间（晚上7吋~早上7吋）的平均负荷为420kW,日间（早上8吋~下午6时）的平均负荷为210kW.3.2机组参数采用P1IMX三维热泵机组25P机组,该机组的参数如F

6、：工况空气源水源7°02C-1O*C15C制热量（kW）70553575能效比3.431.753.3机组选型如果没何蓄能，只能按酒店的最人负荷来选择机组，酒店的最人负荷出现在夜间,其负荷为420kW,此时机组能力为35kW,能效比为1.7。所以，应选机组数量二420/35二12台，其能耗分析如下表1；采用蓄能方案机组容量可以选小一些，下表2选择了4台普通风冷模块和6台三维热泵.3.4系统原理图:如下图所示系统说明：(1)白天：a.普通模块机纽M2给房间采暖捉供热量；b.三维热泵机组Ml给蓄能水箱V的水蓄能，直至水温

7、达到50°C；(2)夜晚：a.夜晚，蓄能水箱首先给房间采暖提供热量；b.当蓄能水温下降至40°C时，三维热泵开启给蓄能水箱补充热量；c.当蓄能水箱水温降至37°C时，蓄能水箱停止向历间供热，这时，启动三维热泵，从蓄能水箱中吸收低位热源，经热泵提升后继续向房间供热；d.当水箱水温低于7°C时，三维热泵停止从蕃能水箱吸热，这时，普通热泵和三维热泵同时启动，同时从空气中吸收热量，向房间供暖.3.5能耗分析:卜•表1是无蓄能方案的能耗计算：表1方案常规方案时间白天晚上房间负荷(酬)210420工作时间(h)1212房间能耗

8、(kWh)25205040平均气温2*C-101D机组能力(kW)5535机组平均能效2.81.7机组数理12机组耗能(kWh)9002965总能耗(kWh)7560机组总耗功(kWh)3865机组综合亞数1.96方案三维热泵+蓄能水箱的方案时间白天晩上供热形式直接供热蓄能运行水箱直接放热热泵提升放热热泵直接供热房间负荷(kW)210420房间能耗(kWh)