某太阳能热泵冷热水机组
项目可行性研究报告
目 录
一、 项目背景…………………………………………………………2 二、 项目介绍…………………………………………………………2 三、 技术特点 ……….……………………………………………18 四、 科技创新 ...…………………………………………………23 五、 总体性能指标与国内外同类先进技术的比较 ……………24 六、 技术成熟度 ……………………………………………………25 七、 推广应用前景 …………………………………………………25 八、 某太阳能热泵机组应用存在的问题……….……………26 九、 经济效益分析…………….……………………………………26
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一、项目背景
能源的综合利用和节能是解决能源短缺的两个关键途径，众所周知，风能和太阳能是清洁而廉价取之不尽用之不竭的能源，在目前碳氢燃料和水资源日渐枯竭的严峻形式下，综合利用风能和太阳能更显其优越性，但综合利用的最大障碍是它们受昼夜、季节、阴晴天等因素的影响，具有不稳定性，克服这一不足并且高效的利用它们是摆在各国科学家面前急迫的课题。我公司针对这一问题进行了某太阳能热泵冷热水机组的研发，通过“某” 综合性的利用了多种能源，既解决了单一能源利用的弊端，又提高了设备效率。
二、项目介绍
某太阳能热泵冷热水机组是一种新型节能中央空调，通过逆卡诺循环原理，利用循环介质把空气、水、太阳能中的能量收集起来，进行能量转换，从而达到夏季制冷、冬季供暖的要求。
由于普通的风源热泵中央空调机组是通过翅片换热器与大气换热，向大气排放或吸收能量，因而机组效率受环境温度变化影响较大，高温衰减严重，冬季制热受环境湿度影响较大，高湿环境除霜频繁，效率低，直接影响制冷、制热效果。在实际使用过程中为了克服以上缺点，需要通过加大机组负荷和加装电辅助加热的方法来解决，使得工程投资增大、运行费用也大大提高。而常规的水源热泵中央空调机组是通过换热器从地下提取或排放能量，地下温度四季基本恒定，受环境温度影响小，但它的使用常常受地下水量的影响，有时地下水长时间连续使用，会形成回灌困难，因而造成水资源的的浪费。太阳能是清洁而廉价取之不尽用之不竭的能源，但利用的最大障碍是受昼夜、阴晴天等的影响，具有不稳定性。
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针对单一能源利用的弊端，研制开发一种综合利用空气、水、太阳能等可再生能源的高效中央空调机组，通过机组智能化控制，使其具有风源热泵和水源的特点又克服了他们的缺点。该机组全年风冷工况、水源工况均可运行，其中夏季以风源工况为主时，当环境温度较高，风冷工况效率衰减严重时，机组可以选择性的转换为水源工况，利用其他的冷却源提高机组的制冷效率。以水源工况为主时，当地下水出现暂时回灌困难时可转化为风源工况运行，为地下水的回灌提供一定的缓冲时间。冬季机组制热运行时主要与太阳能集热系统进行偶合，机组以水源工况运行，利用太阳能系统的热水做为机组热源，从而提高了机组的蒸发温度，使机组的能效比大大提高。当太阳能系统无法提供足够的热源时，机组可自动转换为风源工况工作，为建筑物提供负荷，实现全天候某运行。 1、基本构造
某太阳能热泵冷热水机组是在原风源热泵机组的基础上加设了一台能量回收换热器A和工况转换电磁阀1、2（见工艺流程图），能量回收换热器A与翅片换热器并联，并且可以通过电磁阀1、2的通、断来控制使用其中之一，系统中无论是翅片换热器还是能量回收换热器A和换热器B，都可兼做蒸发器或冷凝器使用。
2、制冷、制热原理
1） 制冷时该系统包括两套冷凝器（高效翅片换热器、能量回收换热器A）、一套蒸发器（换热器B）,两个冷凝器可根据设定进行切换。机组工作时，压缩机不断地从蒸发器（换热器B）中抽出制冷剂蒸气，经过压缩机压缩，制冷
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剂由低温低压蒸气转变成高温高压蒸气。高温高压制冷剂蒸气进入冷凝器，此时的冷凝器可以是高效翅片换热器，也可以是能量回收换热器A，可根据条件选择其中之一，被冷凝器冷凝的高压液体制冷剂经膨胀阀节流、降压，转变为低温低压制冷剂液体。低温低压制冷剂在蒸发器（换热器B）内蒸发，从冷冻水中吸收大量热量，从而降低了系统水的温度，低压制冷剂蒸气再次被压缩机抽取，如此往复，从而实现制冷循环。
2） 制热时它配臵两套蒸发器（高效翅片换热器、能量回收换热器A）和一 套冷凝器（换热器B），两个蒸发器可根据设定进行切换，压缩机不断地从蒸发器中抽出制冷剂蒸气，经过压缩机压缩，制冷剂由低温低压蒸气转变成高温高压蒸气。高温高压制冷剂蒸气在冷凝器（换热器B）内冷凝，放出大量热被系统水吸收，从而达到制热的目的。被冷凝器冷凝的高压液体制冷剂经膨胀阀节流、降压，转变为低压制冷剂液体，低压制冷剂在蒸发器内蒸发，此时的蒸发器可以是高效翅片换热器，也可以是能量回收换热器A，可根据条件选择其中之一，低压制冷蒸气再次被压缩机抽取，从而形成一个制热循环。 3、某运行
从机组的工作原理可以看出，机组可以通过改变制冷剂流通路线选择利用不同形式的能源，当工况转换电磁阀1开启、电磁阀2关闭时，机组就成了一个风冷热泵机组，按风冷工况运行，当工况转换电磁阀2开启、电磁阀1关闭时，机组就成了一个水源热泵机组，按水源热泵工况运行。最为重要的是它在冬季制热运行时可以通过工况的转换有效的与太阳能集热系统进行偶合，利用太阳能系统的热源水作为机组的热源，以提高系统的效率。
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四通换向阀空调出水空调进水单向阀换热器膨胀阀电磁阀5单向阀 压缩机 单向阀干燥过滤器储液罐 太阳能热水或地下水出高效翅片换热器单向阀电磁阀1电磁阀2太阳能热水或地下水进能量回收换热器制冷时，制冷剂的流向制热时，制冷剂的流向
双工况太阳能热泵机组工艺流程图 ４