太阳能热泵冷热水机组项目可行性研究报告(4)

2019-05-17 15:28

(3)压缩机的输入功率

单位理论功率: W0=h4-h3=449.35-410.70=38.65KJ/Kg 压缩机理论功率: P0=MR×W0=0.8951×38.65=34.59KW 压缩机实际运行功率:PK=P0/ηV1ηV2=34.59/(0.86×0.88)=45.7KW

(4)制热时的能效比计算:

能效比:COP=(Q0+PK)/(PK + NP)=169.7/51.7=3.28 2、太阳能工况运行模式 a、制热设计条件

(1)压缩机:采用意大利莱富康60HP—SRC-S163 一台。

(2)蒸发器、冷凝器采用大容量环流套管换热器,制冷剂采用R22。 (3)冷冻水进水温度40℃,出水温度45℃,冷却水进水温度25℃,

出水温度20℃。

(4)冷凝温度48℃,过冷度5℃,蒸发温度7℃,过热度7℃。

压缩机的指示效率ηV1=0.88,电机效率ηV2=0.94, 理论排气量qVT=175m3/h b、制热热力计算如下: (1) 冷凝温度的确定:

冷凝器为:tk =48℃, 过冷后的温度为:tkL =43℃ 蒸发器为:t0 =7℃, 吸气温度为:t0R =14℃ (2)根据工作温度绘制制冷循环压焓图:

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状态点 1 2 3 4 5 6 7 P(MPa) 6.22 6.22 6.22 18.55 18.55 18.55 18.55 t (℃) 7 7 14 72.6 48 48 43 h(kJ/kg) 253.69 407.88 413.1 440.54 417.79 260.57 253.69 v(m3/kg) --- --- 0.03942 0.01458 --- --- --- 单位质量制热量:q0=h3-h1=413.1-253.69=159.41 KJ/Kg 单位容积制热量:qv=q0/v3=159.41/0.03942=4043.9KJ/ m3 压机的理论排气量:qvs=175m3/h=0.04861 m3/S

制冷剂循环的质量流量:MR=qvs/V3=0.04861/0.03942=1.233㎏/s 压缩机的制热量: Q0= qV×qVS =4043.9×0.04861×0.9=177KW (3)压缩机的输入功率:

单位理论功率: W0=h4-h3=440.54-413.1=27.44KJ/Kg 压缩机理论功率: P0=MR×W0=1.233×27.44=33.83KW

压缩机实际运行功率:PK=P0/ηV1ηV2=33.83/(0.86×0.88)=44.7KW

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(4)制热时的能效比计算:

能效比:COP=Q0/PK=(193.15+48.83)/48.83=4.95

综上所述,某太阳能热泵冷热水机组在制冷时的能效比等同于同型号的风冷和地温机组,但它解决了高温衰减和长时间使用地下水难以回灌的难题;制热时能效比远远高于同型号的风冷机组,达到了节能的效果。而且充分利用了可再生能源-太阳能,使机组克服了普通风源、水源热泵机组的缺点,性能稳定性得到了进一步的提高,其试验数据可以参考检验报告。

所以,我们认为研制开发某太阳能热泵机组,利用太阳能等新能源和可再生能源替代常规能源,实现太阳能与建筑一体化并尽可能地以减少建筑能耗对常规能源的依赖,缓解能源危机,定能满足日益增长的国内市场的需求,并进行冲击国际市场 。

三、技术特点

我公司生产的某太阳能热泵冷热水机组自投放市场以来,受到用户的一致好评,除为公司的发展创造了良好的经济效益外,还创造了可观的社会效益。 基本特点如下: 1、某运行

机组采用独特的某运行模式克服了单一能源利用的弊端。既解决了水源热泵运行时水量不足和回灌困难的问题,又解决空调机组与太阳能系统偶合时太阳能集热系统不稳定的问题,保证系统稳定的同时大大提高了机组性能系数,降低了设备的运行费用。

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2、模块化设计

机组采用模块化设计,每个模块又可分为多个完全独立的制冷系统,这样一方面能使空调系统更紧凑,更节省空间,且易安装、调节和维护,另一方面,可使系统更节能,尤其是在部分负荷运行的工况下,模块设计使机组可单台运转,也可多台组合,阶段式变频功能可根据负荷自动确定压缩机投入台数,有效的减小对电网的冲击,最大限度的节省了电能,延长了机组寿命,同时对机组检修及维护时,并不影响机组总体使用效果。 3、机组设计采用七项专利技术

提高机组性能的重要手段是强化换热器的换热效率,在机组采用什么形式换热器上,我们经过反复比较、试验,决定机组的冷凝器、蒸发器都采用我公司独立研制的具有独立知识产权的高效翅片换热器和大容量环流式套管换热器,特别是环流式套管换热器,这在国内、国际都是首创。机组采用环流式套管换热器与采用板换及壳管换热器相比,具有诸多优点,即克服了板换易堵、易冻的缺点;又解决了壳管式换热器占地空间大、换热效率低的缺点。环流式套管换热器中的铜管为高效内螺纹铜管,盘旋成特殊的螺旋角度强化换热,具有绝对的逆流换热条件、换热系数高、兼有防堵、防冻的特点,换热器还具有自清洗的功能,有效防止结垢。整机结构紧凑,能效比高,超过国际标准的要求,达到世界先进水平。本项目还应用多项国家专利,分别为: (1) 翅片换热器,专利号:ZL02267544.2

该翅片换热器包括若干呈一定夹角固定连接在一起的翅片组件,其特征在于:有四片翅片组件呈“W”形固定连接在一起,翅

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片组件下端的翅片护板上带有通风孔,该通风孔改善了锐角夹角处的通风状况,减轻了涡流带来的影响。位于中间的翅片组件与位于两侧的两片翅片组件之间夹角为68.4°。位于两侧的两片翅片组件略微向里收缩,呈5°-20°的夹角,有利于改善两侧的通风状况,提高散热效率。

(2)大功率模块化风源热泵机组,专利号:ZL200320107592.4

一种大功率模块化风源热泵机组,包括底座和安装在底座上的压缩机和冰水器,在压缩机和冰水器的上方安装有表冷器及热力膨胀阀,与表冷器相连接的分液管呈平滑圆弧状,冰水器采用大容量套管换热器,它包括内部装有螺旋内管的上、下两个螺旋套管。分液管内介质流动时所受阻力平衡,分液效果好,减少了表冷器的换热面积,并且介质所受阻力小,可以有效防止冰堵的产生,提高制冷(热)效果。大容量套管换热器在保证制冷剂整体阻力一定的情况下,加大了换热面积,从而提高了机组的制冷(热)量。制冷剂在管壳内呈螺旋状流动,具有一定的扰动作用,使层流换热变为湍流换热。内部装有螺旋内管的落旋套管提高了抗变型和抗冻裂能力。

(3)风源热泵中央空调机组逆流分液装臵,专利号:ZL200620082651.0

在翅片换热器内侧设有进气母管,外侧设有出液母管,出液母管通过出液支管与翅片换热器连接,在进气母管的外侧垂直焊接有异径管,每一异径管分别通过翅片换热器进入管与翅片换热器连接,对应于每一异径管各有一根焊接在进气母管上的分液联接管,

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