热泵展了解到,除了太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、海洋能等。我们熟知的能源形式外,空气热能得到越来越多地关注。
不难理解,有30%左右的太阳辐射能量被地表的大气层吸收,蕴含在空气中。
空气热能来源于太阳能,因此被认定为可再生能源。
2009年,欧盟便将空气热能认定为可再生能源。在国内,北京、福建、山东、广西、河北等地区也将其列入。
能量守恒定律告诉我们:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。
可是,空气热能通过一种关键设备,仅耗费1倍的能量,可以将蕴藏在空气中的3倍能量加以运用。
而这种设备便是:热泵。
认识热泵
(1)热泵的工作原理
热泵展了解到,在自然界中,水总是由高处流向低处,热量也总是从高温传向低温。
但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温传递到高温。
其实热泵并没有违背能量守恒定律,热泵实际上就是一种热量的搬运和提升装置。
用少量电能驱动热泵机组,从周围环境中吸取热量,通过压缩机的压缩变为高温热能,并把它传递给被加热的对象。
其工作原理与制冷机相同,都是按照逆卡诺循环原理。
利用热泵装置,可以将热源中不可直接利用的热能转化为能够直接利用的热能。
这个过程好比使用打气筒一样压缩空气,使空气温度升高,然后通过一种低温就会沸腾的液体传导热量到室内的储水箱内,再将热量释放传导到水中。
正因为其中大部分的热量来自于空气,因此使用热泵的热效率高达300%以上。
(2)热泵的分类
热泵展了解到,热泵的应用非常广泛,存在着多种类型。
热泵的能量传导方向是由低到高,自然界的低温物体有很多,空气、水、土壤等。与之相对应的,有空气源热泵、水源热泵、地源热泵。
其中,空气源热泵占主体,2021年我国空气源热泵占比约91%。
按照应用领域来看,主要分为采暖、热水及烘干三个方面,采暖及热水销售占比较高。2021年我国热泵采暖/热水/烘干销售额占比分别为44.2%/44.3%/11.5%。
按照功能不同:分为单功能、二联供、三联供,其中二联供功能较为丰富、综合稳定性较好,成为国内外空气源热泵主流发展趋势。
(3)热泵的优势
热泵相较于空调、热水器等优势显着:体现在供暖更为节能、适用范围更广、运行费用较低。
以空气热泵为例,平均COP(热效率)超过3.3、传统燃气壁挂炉COP约为1、燃煤锅炉约为0.5,热泵接近传统燃气壁挂炉3倍、电采暖6.6倍。
由于热泵制热的效率远远高于其他制热方式,热量来自于自然界的空气,成本具备明显优势。全年平均热泵总耗能比常规太阳能辅助系统比更低,其它采暖方式由天然气、煤、纯电等方式制热、运行费用较高。
(4)热泵的局限性
热泵局限性亦较为明显,主要体现在前期投入成本较高、低温下制热效率低、设备体积大。
从成本角度来看,虽然后期运行费用能够节省较多成本,但热泵前期购买安装价格将会数倍于锅炉、空调、热水器等产品,是限制消费者选择热泵的较主要原因。
热泵主要能量来自于空气,因此,环境温度决定其供热能力,在我国北方和欧盟地区使用明显受限。
不过,随着低温喷气增焓技术和新型制冷剂等在热泵的应用,热泵较低使用温度降至-25℃,逐渐在欧盟等北方地区普及。
另外就是热泵机组外形相对较大,对使用场景有着较高的需求。安装过程中涉及水泵等零部件,通常需要专业的工人。
以上就是
热泵展跟大家分享的关于热泵的相关内容,希望通过以上内容,能让大家对热泵有更进一步地认识和了解。
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