工业节能技术4 热泵系统节能技术.ppt

国内目前水源热泵现状 ? 简单采用空调用冷水机组的翻版 ? 缺乏水源热泵的系列技术 ? 缺乏水源热泵的相关数据库和计算方法 内容提要 ? 热泵的研究和应用现状 ? 我们已经和将要进行的工作 ? 尚待解决的问题 国内现水源热泵技术 北京恒有源“中央液态冷热源”：R22 清华同方：R22 北京金万众：R22 东宇制冷：R22 济南英特制冷：R407C 秦皇岛松普空调：R22(57oC) 山东海阳富尔达：R22 中科能：R134a（60-65℃） 当温度高，压力太高 常温与中、高温水源热泵 常温：利用10-25度的低温热水 产生45-55度的高温热水 中、高温：利用30-60度的低温热水 产生60-90度的高温热水 北京市科委项目技术目标 合同要求： 制热量： 200kW 能效比：3.0 外供热水温度：85℃ 低品位来水温度：55℃ 实际达到： 制热量： 300kW左右 能效比：3.6左右 外供热水温度：60?90℃ 低品位来水温度：30?60℃ 研究的指导思想 ? 符合出水温度85℃的要求 ? 高温工质兼顾环保和安全性能 ? 尽量使用技术成熟的R22压缩机 ? 尽量使用矿物冷冻油 ? 尽量低的成本 ? 机组能达到商业化生产要求 THR01(发明专利)的压焓图 HTR01材料相容性实验 综合ASHRAE标准的密封玻璃管法和美国保险商 实验室(UL)标准的高压釜法搭建实验台 材料相容性试验台示意图 1．不锈钢高压釜 2．热敏电阻测温探头 3．温度控制器 4．压力表 5．阀门 6．恒温器 金属材料相容性实验 材料：曲轴、铜、阀片、漆包线、硅钢片 试验工况：参照美国MCLR计划的规定，金属材料 试验温度为150℃，试验压力为1.03 ～2.42MPa，试验时间为14天。 金属材料相容性实验结果 R22与硅钢片 HTR01与硅钢片 实验前 实验前 实验后 实验后 塑胶材料相容性实验结果 材料：聚四氟乙烯、硬聚酯薄膜、软聚酯薄膜、硬套管、 软套管、引出线、线圈绑线 试验工况：参照美国MCLR计划的规定，塑胶材料 试验温度为70℃，试验压力为1.03 ～2.42MPa，试验时间为14天。 实验前 实验后 HTR01与软套管 制冷剂和矿物油的比例约为1：5 HTR01油溶性实验 0℃不溶 5℃微溶 10℃相溶 20℃相溶 HTR01与矿物油≥10℃时完全相溶，满足需要 HTR01可燃性实验 在按照美国试验与材料协会标准ASTM681搭建的一套制冷剂的可燃性试验装置上进行实验。 小型实验系统图 高温水源热泵小型实验装置 小型实验机组循环水系统 小型实验机组自动控制系统 ? 压缩机：德国比泽尔半封闭式双螺杆CSH8561- 125Y，额定电功率92kW ? 蒸发器和冷凝器：采用卧式壳管换热器 内螺纹铜管高效强化换热技术 水侧设计压力为1.6MPa ? 双膨胀阀。便于能量调节 ? 机组采用星角启动。便于根据负荷变化自动调节 运转负荷 样机特点和功能 ? 全自动控制功能。 西门子6ES7-214可编程控制器；TD200操作显示器； 6ES7-235输入输出模块 显示运行参数、参数设定、故障自诊断、报警等 ? 完善的安全保护系统。 压缩机排气压力过高保护、压缩机吸气压力过低保 护、电机保护、断水保护、冷水温度过低（防冻）保 护、热水温度过高保护等 ? 自动控制的油加热回路和油冷却回路。 ? 能量调节功能。可根据回水温度自动加卸和卸载 样机特点和功能（续） 样机实体 样机实体 用户现场试验系统 用户现场试验系统 热泵系统节能技术 内容提要 ? 热泵的研究和应用现状 ? 我们已经和将要进行的工作 ? 尚待解决的问题 制冷与热泵 q2 q2 q1 q1 w w T2 T0 T0 T1 ? 两者的目的和着眼点不同 制冷 热泵 高温 高温 低温 低温 ? 两者的工作温度范围不同 工作原理相同 主要供暖方式 热用户 燃煤、燃气 锅炉 集中供热 直接电采暖 （蓄热锅炉、 地板辐射、 电热膜） 热泵（空气 源、水源） 热泵的能量利用系数高 直接电 100% 电厂 发电33% 损失67% 房间33% 锅炉 100% 锅炉