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热泵热水器

 
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工作流程
 

热泵热水器

 
工作流程


热泵的工作原理和家用空调、电冰箱等的工作原理基本相同,通过流动媒体(以前一般为氟利昂,由替代氟利昂类产品所代替)在蒸发器、压缩机,冷凝器和膨胀阀等部品中的气相变化(沸腾和凝结)的循环来将低温物体的热量传递到高温物体中去。



 具体工作过程如下:过热液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量,蒸发成气体媒体。蒸发器出来的气体媒体经过液压缩机的压缩,变为高温高压的气体媒体。高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给高温物体、同时自身变为高压液体媒体。高压液体媒体在膨胀阀中减压,再变为过热液体媒体,进入蒸发器,循环最初的过程。

热泵的性能一般用成绩系数(COP)来评价。成绩系数的定义为由低温物体传到高温媒体的热量与所需的动力之比,即制热量与输入功率的比值。通常热泵的成绩系数为3-4左右,也就是说,热泵能够将自身所需能 量的34倍的热能从低温物体传送到高温物体。欧美日都 在竞相开发新型的热泵。据报导新型的热泵的成绩系数可68。如果这一数值能够得到普及的话,这意味着能源将得到更有效的利用。热泵的普及率也将得到惊人的提高。目前热泵的最高出力温度为110度左右,超过这个温度将有可能出现使媒体分解的危险。

由于氟利昂对地球大气臭氧有破坏作用,为了保护地球的生态环境,除了提高热泵的成现系数,有效利用能源以外,各国科学还致力于新型冷冻媒体的开发。已有替代氟利昂的媒体得到应用。

热泵热水系统包括热泵主机和换热储水箱两部分。热泵主机部分包括风冷式蒸发器、压缩机及膨胀阀;换热储水箱为内置冷凝盘管的储热水箱。冷媒(工质)在蒸发管内吸收环境空气中的热量,通过热泵循环由冷凝盘管在水箱内释放热量,加热水箱中的水。

要搞清楚热泵的工作原理,首先要懂得制冷系统的工作原理。制冷系统(压缩式制冷)一般由四部分组成:压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。其工作过程为:低温低压的液态制冷剂(例如氟利昂),首先在蒸发器里从低温热源(例如冷冻水)吸热并气化。然后压缩机抽取蒸发器里气化后的制冷剂气体并压缩到冷凝器内,此时制冷剂气体变成高温高压气体。该高温高压气体在冷凝器内被高温热源(例如冷却水)冷却凝结成液体,变成高温高压液体制冷剂。再经节流阀截流成低温低压液态制冷剂。如此就完成一个制冷循环。

对于一台分体式热泵空调来说,夏天制冷时就是把冷凝器放在室外,而把蒸发器放在室内。运行时就把室内的热量输送到了室外。而冬季则把蒸发器放在室外,把冷凝器放在室内,这样就把室外的热量输送到了室内。当然我们不会换季时去拆装设备了,而是通过体格转换阀使蒸发器和冷凝器换位的。

热泵空调里面有一个四通换向阀。在制冷工况下,室内热交换器就是蒸发器,室外热交换器(夏天往外呼呼出热风的那个东西)就是冷凝器。冬季供热的时候,四通换向阀切换,改变冷媒的流向,此时,室内热交换器就是冷凝器,室外热交换器(冬天往外呼呼出冷风的那个东西)就是蒸发器。由于冬季往外出冷风,换热器要结霜,所以等结霜到一定程度时,四通换向阀再切换,空调变成夏季制冷工况,室外热交换器得到热量,化霜,化霜完毕后,四通阀再切换到制热状态。除霜时,为了防止向室内吹冷风,故室内机的风机停止运转。

热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统,它被形象的称为热量倍增器。在市场上广泛出现的家用冷暖空调器上,就已经广泛地应用了热泵制热,其制热系数已高达3以上。那么,利用热泵的原理来制取热水,消耗一度电所获得的热水,比普通电热水器消耗三度电所获得的热水还要多,这是传统热水器所不能企及的。

 

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