空氣能是指一種運(yùn)用人工技術(shù),將低溫能源轉(zhuǎn)化為高溫能源,而實(shí)現(xiàn)供熱效果的機(jī)械設(shè)備。空氣能由低溫?zé)嵩?如周邊環(huán)境空氣)吸取能源,隨后轉(zhuǎn)化為較高溫?zé)嵩捶懦鲋了枰目臻g內(nèi)。這種設(shè)備既可用作供熱采暖設(shè)備,又可用作制冷降溫設(shè)備,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)兩用的目的。
1.空氣能的工作原理
壓縮機(jī)將回流的低壓冷媒壓縮后,變成高溫高壓的空氣排出來(lái),高溫高壓的冷媒空氣流經(jīng)纏繞在儲(chǔ)水箱外面的銅管,熱量經(jīng)銅管傳導(dǎo)到儲(chǔ)水箱內(nèi),冷卻下來(lái)的冷媒在壓力的持續(xù)作用下變成液態(tài),經(jīng)膨脹閥后進(jìn)入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)液態(tài)冷媒迅速蒸發(fā)成其氣態(tài)并吸取大量的熱。同時(shí),在風(fēng)扇的作用下,大量的空氣流過(guò)蒸發(fā)器外表面,空氣中的能量被蒸發(fā)器吸取,空氣溫度迅速降低,變成冷氣排進(jìn)空調(diào)房間。隨后吸取了一定能量的冷媒回流到壓縮機(jī),進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)
空氣能使空氣側(cè)溫度降低,將其熱量傳送至另一邊的空氣或水中,使其溫度升至采暖所要求的溫度。由于此時(shí)電用來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量從低溫向高溫的提升,因此,當(dāng)外溫為0℃時(shí),一度電可產(chǎn)生約3.5kW/h的熱量,其效率為350%?？紤]發(fā)電的熱電效率為33%,空氣能的總體效率為110%,高于直接燃煤或燃?xì)獾男省Ｔ摷夹g(shù)現(xiàn)如今早就很成熟,實(shí)際上現(xiàn)在的窗式和分體式空調(diào)器中相當(dāng)一部分(即通常的冷暖空調(diào)器)都已具有此功能。圖所示為空氣能機(jī)組。
空氣能的技術(shù)性分析
與其他空氣源熱泵相比,空氣能的主要優(yōu)點(diǎn)在于其熱源獲取的便利性。只要有適當(dāng)?shù)陌惭b空間,并且該空間具有良好的獲取室外空氣的能力,該建筑便具備了安裝空氣能的基本條件?？諝饽懿膳闹饕秉c(diǎn)和解決途徑如下:
(1)空氣源熱泵性能隨室外溫度降低而降低,當(dāng)外溫降至-10℃以下時(shí),一般就需要輔助采暖設(shè)備蒸發(fā)器結(jié)霜的除霜處理,這一過(guò)程比較復(fù)雜且耗能較大。但是現(xiàn)如今已有國(guó)內(nèi)廠家通過(guò)優(yōu)化的化霜循環(huán)智能化霜控制、智能化探測(cè)結(jié)霜厚度傳感器、特殊的空氣換熱器形式設(shè)計(jì)及不結(jié)霜表面材料的研究,得到了陸續(xù)的解決。
(2)為適應(yīng)外溫在一10℃~5℃范圍內(nèi)的變化,需要壓縮機(jī)在很大的壓縮比范圍內(nèi)都具有良好的性能要求。這一問(wèn)題的解決需要通過(guò)改變空氣源熱泵循環(huán)方式,如中間補(bǔ)氣、壓縮機(jī)串聯(lián)和并聯(lián)轉(zhuǎn)化等,在未來(lái)10~20年內(nèi)有望解決。
(3)房間空調(diào)器的末端是熱風(fēng)而不是一般的采暖器,對(duì)于習(xí)慣常規(guī)采暖方式的人會(huì)感覺(jué)不太舒適,這可以通過(guò)采用戶式中央空調(diào)與地板采暖結(jié)合等措施來(lái)改進(jìn),但初投資要增加。
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