山东省城市服务技师学院 264670
摘要:本文先对热泵的概念和工作原理进行全面地介绍,之后再具体分析空气能源泵技术的发展和应用策略,希望能够给大家更多的参考性意见。
关键词:空气能源泵;能源泵技术;技术发展;应用策略
引言
目前,多数中国资源正变得越来越匮乏,人们也会对生活的舒适度提出更高的要求,并在之后走出一条可持续发展的道路。在实际发展的过程中,我们不仅需要提升能源的利用率,更需要充分地利用各类可再生的能源。空气能源泵作为一种新型的能源方式已经走进了我们的生活。在21世纪之后,正因为中国沿海地区发展的速度很快,人均GDP增长液很快速。因此,本文主要全面地分析空气能源泵技术的发展和应用策略。
1.空气源热泵技术的概述
多数空气源热泵技术是以逆卡诺循环原理为基础所建立起来的一种技术。主要通过借助自然能来获得低温能源。系统内部的热能在集合之后就会成为可以供暖和供应的热水。集热效能可以在整个系统中发挥越来越重要的作用。
多数空气源热泵技术将会表现出如下几点优势:第一,该技术能够发挥节能的作用。往往能够让能源发挥更大的作用。第二,在实际使用热源泵的过程中自然能够更好地保护环境。第三,当冷热资源更好地结合在一起之后,不仅设备的应用率较高,整体过程也显得非常节省。
空气能热泵技术是二十一世纪的一种常用的能源技术。专业人员可以通过运用热泵来提升能源利用的效率。从保护环境的角度来看,专业人员不仅能够减少温室气体的排放,更能够减少对环境的损害。因此,这实际是可以更好地解决高空负荷的问题。
从常规发展的过程来看,多数空气热泵技术不能够运用于传统的太阳能产品中。太阳能产品和热泵产品有着本质的区别。多数常规的太阳能热泵产品必须依靠太阳能的辐射才能够更好地供应相关的热量[1]。但是,在运用空气源热泵技术的过程中,专业人员可以利用制冷剂来吸收来自空气中的太阳辐射能量。并借助压缩机来加工热能之后,才能够更好地交换热能。总体而言,运用空气源热泵技术产品的运用原理和空调是类似的。
2.空气能源泵技术的起源
早在1824年法国科学家提出了循环理论就为热泵技术的发展奠定了良好的理论基础。后来,英国科学家又提出了“冷冻装置可以用来加热”的理论。一直到后来,科学家一直都在对热泵技术进行研究。进入到70年代之后,能源危机让更多的人开始研究热泵技术。国际的能源机构和欧共体共同定制了热泵发展的计划,并更好地推动了热泵技术更好地向前发展。
后来到21世纪,各个国家都在不断地研究热泵技术。包括美国、德国、日本和韩国等国家也研发出了官方指引,并推动热泵技术更好地在社会发展的过程中发挥作用。在这样的北极光下,热泵技术确实发挥了良好的作用。空气能源泵技术也确实成为了最有前景的新能源之一。
空气作为一种清洁能源,自然成为了热泵应用的能源首选。在20世纪50年代,美国也已经开始批量生产空气能热泵。到80年代,日本也开始大规模地生产各种空气热泵。到现在为止,日本空气能热泵技术已经在家用热水器市场上发挥越来越重要的作用。
在实际发展的过程中,空气源热泵技术已极少的电能来吸收来自于空气中的热能。并通过借助压缩机来直接压缩有关的热能,再在之后将其传入水箱内部。因此,这种技术不仅耗能较低,而且整体使用的速度较快,在关键的时刻就能够有效地供应热水。作为一种热水系统,空气热泵技术往往能够更好地供应热水。
当然,空气热泵技术也是有着最主要的一个缺点。其内部的供热能力和供热性能会随着室外气温的降低而不断地降低。因此,在实际使用的过程中,这种技术使用在温度在零下的地区[2]。如果能够将热泵技术和太阳能技术有效地结合在一起,自然就能够在第一时间供应热水。总体而言,空气热泵能源设备属于一种较为理想的加热设备。
在实际应用该技术的过程中,只有有效地将热泵原理融入低温环境中,自然也就能够将热量转化到高温环境中。热泵使用的原理和水泵非常相似。水自然不能够从低处直接流向高处。因此,一定要借助一台水泵将低处的水运往高处。从热力学第二定律来看,任何人能都是不能够从低温的环境直接向高温的环境发展的。必要时就一定要借助一台机器先消耗掉一部分的机械工鞥鞥,这样才能够将存在于低温环境中的热量传送到高温环境中。这也就是热泵最初的原理。在使用的过程中,它能够将存在于空气和水中的热量先取出,之后再将电能直接转化成热能。最后,所有多余的热能都能够直接输送到大环境中。
3.空气能热泵技术在中国的应用
空气能热泵技术在中国的起步相对较晚,但是最初都是以热水器的形状出现在人们的视野中的。一直到2002年,空气能热水器登陆广东地区。国内也有一些著名的企业开始生产空气热泵。这样一系列的热泵装置很快普及到我国的酒店、学校、工厂和其他市场中。
后来,到了2008年,空气热泵热水器的发展得到了国家政府的支持。在实际建设的过程中不断地发展壮大。后续,与家庭用途的热泵热水器相关的标准已经发挥出越来越重要的作用。
最近几年来,因为雾霾的危害逐步地加剧,空气源热泵发展的速度正变得越来越快。甚至已经成为了“煤改电”中的主力军。于是,中国的空气能热泵技术进入了一个新的发展阶段。
4.空气能源泵技术运用过程中的优势
4.1适应的范围非常广
整个产品适用的范围非常广。多数产品的使用温度都介于10-40摄氏度。而且结合空气能源泵技术的产品几乎一年都可以使用。也并不会受到雨雪天气和恶劣天气的影响。
4.2可以连续加热
和传统的太阳能储水技术相比,热泵产品就可以进行连续加热。并在不断地供应热水之后更好地满足用户的各样需求。
4.3运行成本较低
与其他类型的产品相比,虽然与空气能源泵技术结合的产品在除了冬季的其他三个季节运行的效果较好。但是如果在夜晚或者阴雨天,其热效率要远远高于太阳能辅助加热的情况[3]。一年下来,常规太阳能系统辅助全年耗能要比总耗能高很多。
4.4安装较为方便
多数空气源热泵的占地面积相对较小。多数机器的外形也和空调室外机的外形相似。在实际使用的过程中也能够借助保温水箱来直接和供暖管相互连接。一般而言比较能够被运用于高层建筑中。因此也可以在大型设备中发挥更好的作用。
5.空气能源泵技术运用过程中的劣势
相对而言,空气能源泵技术在使用的过程中会表现出如下几点劣势:
第一,多数空气能源热泵技术加热的速度较慢。正因为多数热泵产品是以制冷剂为媒介的,所以加热的速度相对较慢。
第二,多数空气能源泵技术的投入较大。不仅整体用水量较多,整体投入的资金也较多。
第三,所有加热的水文都有一定的限制,虽然一般热泵加温的水温被控制在60度左右,但是即便再进行加温,其温度也不能够达到80度以上。
6.未来发展趋势
目前,空气热泵技术只是众多热泵技术中的一种。在未来,这种技术更会得到各大的发展。这不仅仅因为此技术拥有一定的节能环保功能。更因为这种技术能够在供暖的过程中让一部分热能循环使用,这也属于一种闭路循环的系统。因此,从发展的角度看,此系统不仅在生态层面上有很大的意义,更会在未来有更大的应用前景。
7.结束语
综上所述,空气源热泵技术是一种以逆卡诺循环为原理形成的一种节能环保技术。更多的空气源热泵技术都会直接借助自然能来获得低温热源。在经过实际加工之后,整个系统的集热效率会变得更加高。总体而言,空气能源泵技术确实能够在各行各业被广泛应用。
参考文献:
[1] 翟艳烁,马林生,赵全香,等.太阳能光伏电池的建模与仿真[J].电气开关,2017(5):69-74
[2] 高俊营,龚信华,王飞龙,等.基于Matlab/Simulink的光伏系统仿真研究[J].电网与清洁能源,2017(5):38-43
[3] 娜四雄.徐伟.水源热泵中央空调系统设计应用若干问题探讨[J].暖通空调,2018(5):139-143