Aplicación de la bomba de calor y análisis de tecnología de bomba de calor

Resumen: Aplicaciones de la bomba de calor y análisis de tecnología de la bomba de calor La bomba de calor como uno de los principales equipos para proporcionar calor, con sus características amigables con el medio ambiente y de ahorro de energía, se ha utilizado ampliamente en muchos campos. en el texto. En primer lugar, se revisa la historia de la bomba de calor. Se introducen los tipos, características, condiciones de uso y condiciones de la bomba de calor. Se discuten los problemas en la aplicación de varias bombas de calor principales. El progreso de la investigación, nueva tecnología. Una bomba de calor y una bomba de calor del refrigerador es un tipo de sistema de refrigeración [1] que calienta el ambiente regulado por el calor liberado por el condensador. En lo que respecta al proceso termofísico de un sistema de bomba de calor, es un tipo especial de refrigerador utilizado, desde un principio de funcionamiento o punto de vista termodinámico [2]. Su principal diferencia con el refrigerador general es: ① El propósito de usar diferente. El propósito de la bomba de calor es el calentamiento, el enfoque del estudio es el intercambio de calor del fluido de trabajo entre el lado de alta presión del sistema a través del intercambiador de calor y el entorno externo; El propósito del refrigerador es el enfriamiento o la temperatura criogénica, el enfoque del estudio es el fluido de trabajo en el sistema intercambiador de calor del lado de baja presión entre el intercambiador de calor y el mundo exterior; ② El rango de temperatura del trabajo del sistema es diferente. La bomba de calor es la temperatura ambiente como una fuente de calor a baja temperatura, el objeto se ajustará como una fuente de calor de alta temperatura; El refrigerador es la temperatura ambiente como una fuente de calor a alta temperatura, el objeto se ajustará como una fuente de calor a baja temperatura. Por lo tanto, cuando las condiciones ambientales son equivalentes, la temperatura de funcionamiento del sistema de bomba de calor es más alta que la temperatura de funcionamiento del sistema de refrigeración. 2 Origen y aplicación principal de la bomba de calor 2.1 El origen de la bomba de calor con el desarrollo de la revolución industrial, a principios del siglo XIX, las personas pudieron calentar desde la "bomba" de medio de temperatura más baja hasta el problema del medio de temperatura más alta, ocurrió un fuerte interés. El físico británico Jpjoule propuso el principio de "cambiar la temperatura de un fluido compresible cambiando su presión" [3]. En 1854, el profesor W. Thomson (conocido como Lord Kelvin) publicó un artículo que presenta el concepto de multiplicador de calor, que por primera vez describió la idea de una bomba de calor [3]. En ese momento, el objetivo principal del calentamiento de la bomba de calor es civil, la cantidad total de demanda de calefacción es pequeña, especialmente debido al modo de calentamiento y su impacto en el medio ambiente, no hay suficiente conciencia. Las personas están calentando principalmente el calentamiento de carbón y madera, por lo tanto, el desarrollo de la bomba de calor se queda muy por detrás del desarrollo a largo plazo del refrigerador. En la década de 1930, con el desarrollo de refrigeradores de freón, las bombas de calor se desarrollaron rápidamente. Especialmente después de la Segunda Guerra Mundial, la gran demanda de suministros de calefacción y la relativa escasez de energía aportada por el rápido desarrollo de la economía industrial han promovido el desarrollo de suministros de calor a gran escala y bombas de calor industriales. La crisis energética global de 1973 promovió aún más el desarrollo mundial de bombas de calor. 2.2 La aplicación principal del sistema de bomba de calor de la bomba de calor de acuerdo con el tipo de ciclo de calor, generalmente la bomba de calor se divide en las siguientes seis categorías: ① Bomba de calor de compresión de vapor Como un refrigerador, el sistema de compresión de vapor también es la aplicación más importante de calor zapatillas. Según la combinación de fuente de calor de baja temperatura y medio de calentamiento, el sistema de bomba de calor por compresión de vapor se divide en bomba de calor de aire, bomba de calor de agua de aire, bomba de calor de agua de agua, bomba de calor con aire de agua, bomba de calor geotérmico Y calor del suelo: bomba de calor de agua y varias otras aplicaciones principales. ② La bomba de calor de compresión de gas y la bomba de calor del sistema de compresión de vapor es diferente en este tipo de sistema de bomba de calor, el área de trabajo del medio de trabajo para la zona de sobrecalentamiento. Para el sistema de bomba de calor de compresión de gas, el sistema de bomba de calor y las tecnologías relacionadas, que utilizan principalmente dióxido de carbono y aire húmedo como medio de trabajo, son dos tipos de temas calientes estudiados en campos relacionados. Los sistemas e instalaciones de la bomba de calor con aire acondicionado que usan aire húmedo como medio de trabajo se han utilizado tradicionalmente principalmente para aplicaciones aeroespaciales, por ejemplo, como equipos de fuente de calor y calor de aire acondicionado para las cabañas de aviones. Para el uso del aire húmedo como medio de trabajo del sistema de bombas de calor de aire acondicionado en la regulación ambiental y de aplicación de la construcción industrial o civil general, el autor tiene ensayo [4]. ③ Bomba de calor con chorro de vapor La bomba de calor y los principios de la bomba de calor de vapor y la bomba de calor de compresión de vapor es básicamente la misma, solo por el eyector de vapor en lugar del compresor. Esta bomba de calor se usa principalmente para la utilización de calor integrada de la planta de energía térmica, en comparación con la bomba de calor de absorción, la bomba de calor es menos eficiente, menos usada en la actualidad. ④ La bomba de calor de absorción de la bomba de calor de absorción es una fuente de calor de bajo grado para lograr el calor desde la bomba de calor de baja temperatura hasta el sistema de ciclo de bomba de calor de alta temperatura. El par de líquidos de trabajo común es "bromuro de agua - litio (que solución de bromuro de litio como medio de trabajo con bromuro de litio como una solución concentrada absorbente"), "amoníaco - agua (como amoníaco fluido de trabajo, agua absorbente)," agua - calcio - calcio Cloruro (que calcio de aluminato de solución diluida como medio de trabajo, solución concentrada de cloruro de calcio como absorbente) ". ⑤ Bomba de calor termoeléctrica de calor termoeléctrico, también conocida como bomba de calor eléctrica de diferencia de temperatura. Es el uso de efecto más peltier, es decir, cuando DC Pasa a través de un bucle de dos conductores diferentes, hay una diferencia de temperatura entre los dos terminales del bucle [5]. Bomba de calor termoeléctrica sin partes móviles, confiable, larga vida útil, ajuste de control fácil, vibración pequeña, bajo ruido, pequeño ambiente ambiental pequeño contaminación, pero cuanto mayor sea el costo de los termopiles y menos eficientes, y por lo tanto se utiliza principalmente para algunas ocasiones especiales. ⑥ Bomba de calor solar Este colector de calor de la bomba de calor como fuente de calor. La Figura 3 muestra una de las opciones para el proceso de la bomba de calor solar. Además de la bomba de calor anterior, hay bomba de calor química y bomba de calor de adsorción, bomba de calor del tubo de vórtice y otros utilizados principalmente en algunas ocasiones especiales, bombas de calor. 3 Los principales problemas y la bomba de calor de compresión de vapor de estado de aplicación es actualmente la bomba de calor comercial más utilizada. Principalmente aire, agua o tierra como una fuente de calor a baja temperatura. 3.1 Bomba de calor de fuente de aire (bomba de calor de fuente de aire) Aire, ya que la bomba de calor se llama bomba de calor de fuente de aire o bomba de calor de fuente de aire (ASHP). Por lo general, se convierte en un sistema de circulación de doble propósito capaz de enfriar y calentar. ASHP debe diseñarse para una condición climática dada, asegurando su capacidad y eficiencia en una amplia gama de temperaturas ambientales. Como resultado, es necesario abordar tal contradicción en términos de rendimiento minimizando la temperatura de la fuente de aire cuando se necesita el suministro máximo y, al mismo tiempo, la capacidad y la eficiencia de la unidad también se minimizan. Además, la unidad ASHP debe considerar completamente la selección de parámetros del mecanismo del acelerador y la coincidencia razonable entre los dos intercambiadores de calor en interiores y al aire libre en diferentes condiciones de ciclismo. Con el objetivo de minimizar el costo total sobre la vida útil de la unidad, el autor recomienda un método de manejo del aire como un principio de partido entre dos intercambiadores de calor dentro y fuera del sistema ASHP [6]. Al determinar la capacidad de la unidad, para el área general, porque la carga de aire acondicionado es mayor que la carga de calefacción, por lo tanto, de acuerdo con la carga de enfriamiento de aire acondicionado se puede determinar. Para los usuarios en áreas frías, en un cierto período de tiempo, la carga de aire acondicionado ya no es mayor que la carga de calefacción. En estas condiciones, se pueden tomar dos tipos de métodos de tratamiento de acuerdo con la situación: uno es determinar la capacidad de la unidad en función de la carga de calentamiento extrema y sus condiciones ambientales correspondientes y las condiciones de funcionamiento de la unidad; El otro es determinar la capacidad de la unidad con la carga de enfriamiento del aire acondicionado; El calentamiento no puede cumplir con las condiciones de calefacción, para tomar medidas de calentamiento complementarias. La condición recomendada de iniciar el calentamiento auxiliar en [7] es que "la eficiencia operativa del sistema de la bomba de calor es de aproximadamente 1.5 a 2.0". Otro problema que debe considerarse en las áreas cálidas y húmedas en invierno y calor en verano es el glaseado en el intercambiador de calor del lado al aire libre de la unidad ASHP y una serie de problemas causados por ella. Generalmente creía que la temperatura ambiente en el rango de -5 ~ 5 ℃, área propensa a las heladas [7] [8], necesita atención especial. 3.2 Bomba de calor de fuente de agua Una bomba de calor con agua como fuente de calor se llama bomba de calor de fuente de agua (WSHP). El agua de mar, el agua del río, el agua del lago y el agua de pozo generalmente se usan como fuentes de calor a baja temperatura. Debido a los pequeños cambios de temperatura del agua, el rendimiento de la bomba de calor de la fuente de agua suele ser mejor y más estable que el de ASHP. En la actualidad, el sistema de bomba de calor que utiliza el agua del estanque de aguas residuales como fuente de calor a baja temperatura se ha utilizado en proyectos prácticos y el rendimiento económico es bueno. Al agua de mar, el agua del río o el lago como una bomba de calor de baja temperatura, por un lado, sujeta a condiciones naturales, por otro lado, la necesidad de un sistema de bomba de calor, tratamiento de agua y medidas anticorrosiones tomadas. En la actualidad, el sistema de bomba de calor que usa agua de pozo como fuente de calor a baja temperatura es un punto caliente en la investigación y aplicación de unidades y sistemas de bomba de calor de fuente de agua. El agua del pozo, especialmente el agua de pozo profundo, la temperatura anual es básicamente estable y una buena calidad del agua, el sistema de bomba de calor es una fuente de calor ideal a baja temperatura, que se usa más en el proyecto. Sin embargo, tales sistemas pueden tener problemas ambientales, como dificultades de remanso, contaminación del retroceso y la destrucción de los recursos ecológicos del agua subterránea. Desde un punto de vista de desarrollo sostenible, esta es una forma de no ser adoptada. En realidad, en muchos países y regiones, las leyes correspondientes prohíben el uso de recursos de agua subterránea como una fuente de calor de baja temperatura para los sistemas de bombas de calor. 3.3 Bomba de calor del suelo Bomba de calor del suelo Bomba de calor del suelo (SHP) utiliza la tierra como su fuente de calor a baja temperatura. Por lo general, la placa de enfriamiento en la gestión subterránea, la bobina y el intercambio de calor del suelo, el sistema de bomba de calor desde su propio sistema cerrado. De acuerdo con las diferentes formas de tubería enterrada, este sistema se divide en enterrado horizontal y vertical (también conocido como enterrado) de dos maneras. SHP tiene las siguientes deficiencias: ① Condiciones de construcción costosas y duras; ② puede filtrarse para causar la contaminación de la tierra; ③ Puede causar una gran área de ?? agrietamiento de la tierra. En ingeniería, uno puede aprender de la tubería mide aproximadamente 100 metros de largo, aproximadamente 15 centímetros de diámetro como grupo de tubos, enterrados bajo tierra. Y a través de un pequeño conjunto de tubos internos para enviar agua al fondo de un tubo grande. 3.4 Bomba solar de calor de calor La bomba de calor solar utiliza colectores solares como la baja temperatura del sistema de bomba de calor. La Figura 3 es un esquema del diagrama de flujo del sistema de bomba de calor solar. Este es un sistema que extrae eficientemente el calor de un entorno de temperatura más baja. Cuando el sistema ejecuta una bomba de calor, el agua en el tanque actúa como un calor de baja temperatura del sistema