相变储热技术在凯立信热泵机组上的应用

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1、相变储热技术在热泵机组上的应用  在技术上,通常人们可以有两种方法来储备热量:第一种,也是最常见的一种方法,是显热储热方式,这种方式利用物体温度上升来储存热量,比如水,每公斤水提高1℃,能够储存1Kcal(大卡)热量。所谓显热,是指通过温度计,我们可以看到物体热量的增加或减少。  另外一种储热方法,称为潜热储热,是利用物质“相”的变化,所谓“相”,也就是物质“汽态”、“液态”“固态”的三种状态,相变,即物质的状态变化,所谓潜热,是指我们不能通过温度计准确的看到热量的增加或减少。  物质在相变,也就是在状态变化过程中,温度是不变或者变化很小的,但是在这个过程中吸收或者放出的热量

2、却很大,例如,1公斤0℃的冰转化为一公斤0℃的水,温度虽然没有变化,但是却要吸收80Kcal(大卡)的热量,而一公斤100度的水,要变化为一公斤100度的蒸汽,需要吸收的热量则更多,要540Kcal(大卡)才能使它完成状态变化(相变)。  物质相变能够携带大量的热能这一特点,在人们的社会实践中得到了广泛的应用,例如在热泵系统中,早期的制冷(热泵)装置,用空气做制冷工质,整个过程没有相变,没有蒸发和冷凝过程,也是可以制冷的,但是机组庞大,效率也很低,正是利用了氟利昂的汽-液状态变化,使得热量可以通过相变过程来携带,不断从蒸发器(汽化吸热)转移到冷凝器(凝结放热)中:液态的氟利昂

3、,到达蒸发器后迅速沸腾,吸收大量热量汽化,相变为气态,然后由压缩机压缩到冷凝器中放热冷凝,再次相变为液态。这样才使得今天的空调和热泵装置,可以造的比较紧凑和高效。  同样,我们可以利用物体的状态变化来储存热量,汽-固相变的储热量虽然很大,但是其体积变化也大的惊人,我们没有办法制造如此巨大的容器来容纳它们,可行的方法是利用固-液的相变过程来储热,可以达到减少体积和提高效率的目的。  相变储热型热泵热水器,就是利用有机物质固-液间的状态变化来储存热量的,整个系统没有保温水箱和循环加热水泵,预热时储热材料由固态相变为液态,热量储存在相变材料的状态变化中,所以,系统没有必要采用水升温

4、的方式来储存热量。  采用相变原理储热的明显好处是体积的大幅度缩小:为了储存4000Kcal(大卡)的热量,需要把100公斤水从15度升温到55度,而储存同样多的热量,相变材料40公斤即可。  相变材料的应用的另外一个好处是,使用热量效率的大幅度提高,这一点是由相变材料的特性决定的。  储存热量和储蓄货币完全不同:储存热量非但没有利息,而且还会不断的缩减,保温过程本身就是散热过程,而且我们保留下来的那些热量,还无法全部取出。  在承压型的保温水箱中,加入的热量并不全部都是可以使用的热量,由于必需进入冷水才可以顶出热水,使得保温水箱内部的冷热水不可避免的发生混合,造成水温下降,

5、假如我们确定40度以下的水已经不适合作为热水使用,那么保温水箱里一定会剩余相当大的一部分热量,这部分热量会形成很大的浪费。  一个形象的、我们熟悉的例子,恰好可以说明这种情况,那就是乌鸦喝水的故事,乌鸦发现了瓶子里的水,但是它只能喝到高度40以上的水,那么假定两个杯子的水是一样多的,它从左边能够喝到的水,就会远远少于从右边的杯子里喝到的。  相变热泵除了体积小,使用效率高之外,还具有承压能力强,提温快捷,工作稳定,安装简便,可实现半即开即热的使用要求,不占用地面等一系列优点。  我们实验制造的2匹/40公斤相变材料的热泵热水器,储热能力和工作能力相当于常规2匹配120升(理论

6、上相当于180升)水箱的热泵热水器,整体式构造,几乎不占用地面,而且使用效率更高,已经经过了近三年的台架实验和一个冬季的实际应用,完全证明了机组的先进性,是国内(或国际)首创的产品。和常规热泵热水器相比,归纳有如下的优点:  1、相变储热,整体式设计,无需保温水箱,只需接上水电,安装极为简便;  2、热利用效率高,升温快捷,剩余热量少;  3、无需占用室内面积,可以挂墙或搁置于阳台;  4、承受水压能力可达35个大气压,远超过自来水最高压力;  5、工作稳定,不存在水漏入热泵系统的可能;  6、使用方式灵活,如果和保温水箱连接使用,持续供热能力更强;  7、机组供热快速,可实

7、现半即开即热使用,等待时间短;  8、无须压缩机高温工作,系统更可靠。  相变储热技术引入热泵热水系统,必然导致紧凑和高效。****************************************************************************利用有机相变材料储热的风源热泵热水器 [当前位置:中国制冷网>技术交流>正文]   时间:2009-03-25   来源:慧聪暖通制冷网   点击次数:422次   摘要:本文对市场现售热泵热水器的储热型式做了客观分析,指出了利用水

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