熱源塔熱泵技術(shù)
熱泵工作原理“熱泵”這一術(shù)語是借鑒“水泵”一詞得來。在自然環(huán)境中,水往低處流動,熱向低溫位傳遞。水泵將水從低處泵送到高處利用。而熱泵可將低溫位熱能“泵送”(交換傳遞)到高溫位提供利用。對“熱泵”的解釋是“能實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器和冷凝器功能相互轉(zhuǎn)換的制冷機(jī)”。由電能驅(qū)動壓縮機(jī)作功,使工質(zhì)循環(huán)運(yùn)動反復(fù)發(fā)生物理相變過程,分別在蒸發(fā)器中氣化吸熱、在冷凝器中液化放熱,通過節(jié)流閥膨脹,使熱量不斷得到交換傳遞,并通過換向閥門切換管路連接使機(jī)組實(shí)現(xiàn)制熱或制冷功能。
以冬季供熱為例,熱泵的壓縮機(jī)需要一定量的高位電能驅(qū)動,其蒸發(fā)器吸收的是可利用的低品位再生熱能,經(jīng)熱泵做功提升輸出的熱量是可利用的高位熱能,在數(shù)量上是其所消耗的高位熱能和所吸收低位熱能的總和。熱泵輸出功率與輸入功率之比稱為熱泵性能系數(shù)(COP),COP值的大小,反映了熱泵的性能高低。
熱泵冷(熱)源來源能夠通過人為因素因地至宜來獲得大量價(jià)格低廉的可再生低品位冷(熱)源,是空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行重要條件。熱泵常用的冷(熱)源來源有空氣源、地源、海水、太陽能及工業(yè)廢水等能源。低品位冷(熱)源是借助熱泵作功進(jìn)行冷(熱)源能量的傳遞,完成制冷/供熱。
低品位冷(熱)源的傳遞來空氣源作為熱泵的冷(熱)源,稱為空氣源熱泵;
低品位冷(熱)源的傳遞來自地源作為熱泵的冷(熱)源,稱為地源熱泵;
低品位冷源的傳遞來自水體液膜蒸發(fā),低品位熱源的傳遞來自液膜傳遞或凝結(jié)作為熱泵的冷(熱)源,稱為熱源塔熱泵。
熱源塔熱泵冷(熱)源來源工作原理
冷源來源——在夏季熱源塔將高于空氣濕球溫度的循環(huán)水均勻噴淋在高于冷卻塔N倍的凹凸形波板具有親水性質(zhì)填料填料層上,循環(huán)水在親水填料面形成水膜,空氣則經(jīng)多層凹凸形波板填料空間的表面空隙逆向流通,形成水氣之間的接觸面,水膜與空氣直接進(jìn)行顯熱與潛熱(蒸發(fā))的逆流換熱,水份蒸發(fā)時吸收了制冷機(jī)冷卻循環(huán)水余熱量,降低了循環(huán)冷卻水溫,使冷卻水接近于空氣濕球溫度上限值1—2℃。
熱源來源——是將低于濕球溫度的防凍溶液均勻噴淋在凹凸形波板具有親液性質(zhì)填料填料層上,防凍溶液在親液填料面形成液膜,空氣則經(jīng)多層凹凸形波板填料空間的表面空隙逆向流通,形成液氣之間的接觸面。溶液在熱源塔中熱交換吸熱主要是依靠表面液膜,在發(fā)生顯熱交換的同時又有潛熱交換存在。
顯熱交換:是空氣與防凍溶液之間存在溫差時,由導(dǎo)熱、對流和輻射作用而引起的換熱結(jié)果。
潛熱交換:是空氣中的水蒸氣凝結(jié)(或蒸發(fā))而放出(或吸收)汽化潛熱的結(jié)果。
總熱交換是顯熱交換加潛熱(或負(fù)值潛熱)交換的代數(shù)和,使防凍溶液接近于空氣濕球溫度下限值1—2℃。
溶液濃縮——冬季0—4℃陰雨聯(lián)綿期間,熱源塔防凍溶液膜直接同空氣進(jìn)行顯熱與潛熱換熱的同時,凝結(jié)了空氣中的水份,防凍溶液濃度下降,冰點(diǎn)上升。濃縮裝置的作用是將稀釋的防凍溶液濃縮,使冰點(diǎn)下降。
溶液蒸發(fā)——在冬季晴天干、濕球溫度差超過一定數(shù)值時發(fā)生防凍溶液自蒸發(fā)濃縮過程,使冰點(diǎn)下降。