Principe et technologie des pompes à chaleur solaires - Nouvelles-341

La technologie de la pompe à chaleur est un type de nouvelle technologie de réfrigération et de chauffage à économie d'énergie, depuis longtemps principalement appliquée dans le domaine du chauffage et de la climatisation des bâtiments. Parce que le système de pompe à chaleur s'inscrit dans le cadre des économies d'énergie et de la protection de l'environnement, le système d'approvisionnement en eau chaude hygiénique utilise de plus en plus les équipements de pompe à chaleur comme source de chaleur [2]. En prenant l'air extérieur comme source de chaleur, la pompe à chaleur a une structure simple, n'a pas besoin d'une salle des machines spécialisée, est facile à installer et à utiliser, ce qui lui confère une supériorité irremplaçable dans le domaine de l'approvisionnement en eau chaude hygiénique. Outre les systèmes d'approvisionnement en eau chaude par pompe à chaleur à grande échelle, de nombreux petits chauffe-eau domestiques par pompe à chaleur ont été mis sur le marché. Mais un pompe à chaleur à air L'objet principal de la chaudière est la capacité de chauffage et le coefficient de performance de chauffage diminue avec la température extérieure, c'est pourquoi son utilisation reçoit la limite de la température ambiante, généralement adaptée à la température la plus basse - 10 ? au-dessus de la zone [3].
La technologie des pompes à chaleur et l'alimentation en eau chaude par l'énergie solaire ont fait l'objet de nombreuses recherches dans le pays et à l'étranger, principalement de deux manières : la première consiste à utiliser le chauffage auxiliaire du système d'énergie solaire directement par le biais de la pompe à chaleur. pompe à chaleur à air Un autre type de système utilise l'énergie solaire pour l'eau chaude comme source de chaleur à basse température ou le collecteur d'énergie solaire du système de pompe à chaleur de l'évaporateur de l'énergie solaire. La première prend le chauffage direct de l'énergie solaire principalement par la pompe à chaleur comme auxiliaire, la solution de l'énergie solaire chauffe la question continue, mais était encore incapable de se débarrasser de la température ambiante à l'influence des propriétés thermiques du système de pompe à chaleur ; La dernière prend la source de chaleur de la pompe à chaleur complètement par l'énergie solaire, a augmenté l'efficacité de l'utilisation de l'énergie solaire grandement, mais l'insuffisance des ressources d'énergie solaire de temps encore nécessaire pour augmenter d'autres sources de chaleur auxiliaires, et la capacité de chauffage de la pompe à chaleur la quantité de collecte de l'énergie solaire de la chaleur de la limite, l'échelle est tout à fait a été généralement petite.
Afin d'améliorer les performances de la pompe à chaleur dans un environnement à basse température, d'étendre son domaine d'utilisation, d'unifier les recherches nationales et étrangères sur la pompe à chaleur à énergie solaire et l'expérience avancée, nous avons développé un type de système central d'eau chaude à énergie solaire et à pompe à chaleur fonctionnant dans un environnement à basse température. Ce système utilise une nouvelle unité de pompe à chaleur auxiliaire à basse température à énergie solaire et un système de collecte d'énergie solaire, l'énergie solaire et la pompe à chaleur étant mutuellement la source de chaleur auxiliaire, l'utilisation de l'énergie solaire est limitée au maximum, la solution au temps couvert et lorsque la température ambiante en hiver est basse, les ressources en énergie solaire sont insuffisantes pour garantir le taux d'approvisionnement en eau chaude, ce qui permet de fournir de l'eau chaude tout au long de l'année et par tous les temps.

1 énergie solaire - pompe à chaleur système central de production d'eau chaude composition
1.1 Le système central de production d'eau chaude par énergie solaire et pompe à chaleur se compose essentiellement des éléments suivants
Le composant clé du système central de production d'eau chaude par énergie solaire et pompe à chaleur est le capteur d'énergie solaire et l'unité de pompe à chaleur de chauffage auxiliaire, d'autres équipements de soutien et le système central de production d'eau chaude conventionnel sont les mêmes, y compris la pompe de circulation d'énergie solaire, la pompe de liaison de chauffage de l'eau chaude, l'échangeur de chaleur, le réservoir d'eau chaude et le régulateur, etc. Comme le montre la figure 1.

1.2 pompe à chaleur pour le chauffage d'appoint de l'énergie solaire
1.2.1 principe de fonctionnement de la pompe à chaleur de chauffage d'appoint à l'énergie solaire
Afin de rendre la pompe à chaleur hautement efficace, stable et fiable dans un environnement à basse température, de nombreuses unités de recherche scientifique nationales et étrangères et des entreprises de production ont mené des activités de recherche et de développement et d'amélioration, principalement de trois manières. Premièrement, dépendre de la source de chaleur auxiliaire extérieure pour améliorer les propriétés thermiques du système de pompe à chaleur à basse température, par exemple améliorer la température de fuite d'eau chaude du système de pompe à chaleur par le chauffage électrique, utiliser l'échangeur de chaleur externe de la chambre de chauffage auxiliaire du brûleur, placer autour du compresseur change le matériau de régénération augmente sous la condition de basse température le rendement du mouvement chaud du système, etc. pompe à chaleur à airTroisièmement, l'utilisation du système de conversion de fréquence, en mode de fonctionnement à basse température, permet au compresseur de fonctionner à grande vitesse, ce qui augmente la circulation de la substance active et empêche simultanément la surchauffe de la chambre de travail du compresseur, permettant ainsi à l'unité de pompe à chaleur de fonctionner normalement.
L'unité de pompe à chaleur de chauffage auxiliaire à l'énergie solaire est produite sur la base de la première méthode ci-dessus, comme le montre la figure 2. Un échangeur de chaleur auxiliaire est installé sur l'évaporateur de l'unité. La pompe à chaleur, lorsque l'environnement à basse température du système de mouvement chaud, est plus élevé que la température ambiante, l'énergie solaire de l'eau chaude pour circuler à travers cet échangeur de chaleur auxiliaire, avec entrera dans l'air extérieur de l'évaporateur pour effectuer l'échange de chaleur pour augmenter sa température, ce qui provoque le réfrigérant à évaporer l'absorption de chaleur dans l'environnement relativement élevé, a augmenté la température de vaporisation, a amélioré les conditions de travail du compresseur.

2ème schéma de l'unité de pompe à chaleur de chauffage d'appoint de l'énergie solaire
1.2.2 caractéristiques de performance de la pompe à chaleur pour le chauffage d'appoint à l'énergie solaire [7]
Comparaison avec l'ordinaire pompe à chaleur à air L'unité de pompe à chaleur de chauffage d'appoint à l'énergie solaire se déplace en mode de fonctionnement à basse température et présente les caractéristiques évidentes suivantes :

(1) Amélioration remarquable de la COP
Sous la même température ambiante, le chauffage d'appoint à l'énergie solaire permet d'augmenter la température de vaporisation du système frigorifique, le coefficient des propriétés thermiques du système de l'unité est ordinaire. pompe à chaleur à air a connu une nette amélioration, le coefficient des propriétés thermiques du système de pompe à chaleur ainsi que la situation de changement de la température de vaporisation, comme le montre la figure 2.

(2) empêche le tartre de l'évaporateur, réduit le temps de dégivrage
Grâce à la fonction de chauffage de la source de chaleur auxiliaire, la température de l'air de l'évaporateur a augmenté, ce qui a permis de réduire le tartre, d'éviter le tartre de la surface de l'évaporateur et de maintenir une efficacité élevée du transfert de chaleur. En même temps, le nombre de fois et la durée du tartre de l'unité ont été considérablement réduits, ce qui a permis d'économiser d'importantes quantités d'énergie électrique et de garantir un fonctionnement continu et ininterrompu de l'unité de pompe à chaleur.

(3) améliore les conditions de travail du compresseur de climatisation, la durée de vie de l'unité d'extension
Lorsque la température ambiante est basse, le taux de compression du compresseur de climatisation augmente soudainement, la température de refoulement du compresseur dépasse fréquemment la zone de fonctionnement autorisée par le compresseur, ce qui entraîne des arrêts fréquents du compresseur et l'empêche de fonctionner normalement, ce qui nuit aux performances globales du compresseur et réduit la durée de vie de l'installation de climatisation. L'utilisation de la source de chaleur auxiliaire par le biais de l'énergie solaire pour augmenter la température de vaporisation du système, l'amélioration indirecte des conditions de travail du compresseur, non seulement résolvent le compresseur sous l'environnement extérieur à basse température pour ne pas être en mesure de travailler normalement, mais peuvent également rendre l'ensemble de l'unité de pompe à chaleur la durée de vie de prolonger efficacement.

1.2.3 Conception de l'échangeur de chaleur auxiliaire pour l'énergie solaire
L'échangeur de chaleur auxiliaire situé sur le flanc de l'évaporateur à compression de vapeur, en tant que partie de l'unité de pompe à chaleur et de la production de conception de synchronisation de l'unité de pompe à chaleur, utilise avec l'évaporateur des perspectives similaires de taille et la qualité du matériau de l'échangeur de chaleur à tubes à ailettes. La zone de transfert de chaleur de l'échangeur de chaleur auxiliaire, l'air à travers l'augmentation de la température et l'espacement de l'évaporateur à compression de vapeur devraient être thermiques auxiliaires qui, la température de l'eau de l'énergie solaire, la température ambiante et les paramètres de l'unité de pompe à chaleur et ainsi de suite la température de vaporisation, la quantité de vent de peloton peut fournir selon le collecteur d'énergie solaire porter sur le calcul de la conception.

1.3 les collecteurs d'énergie solaire
Actuellement, le capteur d'énergie solaire généralement utilisé dans les projets de production d'eau chaude solaire comprend principalement le capteur d'énergie solaire à plaques, le capteur à tube sous vide en verre, le capteur à tube sous vide en U, le capteur à tube sous vide de type caloduc et le capteur à tube sous vide de type à courant continu [8]. En ce qui concerne l'utilisation annuelle d'un système central de production d'eau chaude à partir de l'énergie solaire à grande échelle, le capteur d'énergie solaire demandé doit avoir une certaine capacité de pression, comparé à l'efficacité thermique de Gaoji, comparé à la petite résistance de la tuyauterie, à la capacité antigel, facile à entretenir. Dans ce type de collecteur d'énergie solaire, le collecteur à tube de verre sous vide, bien que l'efficacité thermique de la collecte de chaleur soit élevée, la part de marché est importante, mais en raison de son incapacité à supporter le mouvement de pression, il se fissure facilement en raison du gel, il ne convient pas aux utilisations dans les systèmes d'eau chaude à énergie solaire de grande surface, la majeure partie sert à la collecte de la partie chaude du chauffe-eau à énergie solaire à usage domestique. Les quatre autres types de capteurs sont des capteurs d'énergie solaire à absorbeur métallique, qui peuvent se déplacer sous l'effet de la pression des roulements et qui conviennent aux projets de production d'eau chaude à grande échelle à l'aide de l'énergie solaire.