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1、利用冷却循环水提高热泵效能的方法分析 摘 要 热泵技术现已经被广泛运用，但受使用环境和设备制造工艺等因素影响。一方面很多设备都需要使用冷却循环水来带走设备上产生的热量，另一方面又要加热水来提供生产、生活所需。要是能廉价的把设备上的热量转移到所需加热的地方将是个较好的选择。多数工厂使用冷却循环水来降低设备上的温度，冷却循环水吸收设备上多余的热量使自身温度升高，再使用水源热泵把冷却循环水中的热量转移到清洁水中，这样2部分的效率都可以提高。本文简述使用冷却循环水来提高热泵的能效比的一种方法。 关键词 热量转移；空气热泵；水源热泵 中图分类号TH3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013
2、）95-0069-02 现代工业要求企业不断改进方式方法来提高能源效率和减少对环境的影响，这是企业发展的方向。在不同行业中的设备和运行模式都不相同，只有结合自身企业的实际情况对设备做出调整、改进和协调才能达到较好的效果。 以铝电解行业为例，一方面需要大量的冷却水来铸造铝锭，再通过冷却塔把热量散发到空气中。另一方面又要通过加热生产生活用水（如洗澡水等）。如果能够将冷却循环水中的热高效的转移到洗澡水中将会提高能源利用率。 1热泵 热泵是一种通过压缩冷媒来释放热量，再通过蒸发冷媒来吸热的装置。现今主要用电能来驱动，其他类型驱动热能的较少见。热泵有着较高的效率，用能效比（COP）来衡量。现今大多热泵能
3、效比在3-4之间（相当于使用1KW的电功率能得到3-4KW的热功率），新型热泵COP可高达6-8。热泵受使用环境限制，不同的热泵只能在特定的温度区域工作。为使热泵工作在较高的能效比下，需提供一个较高且稳定的热源。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，通过传热工质循环系统提高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中的一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能源。
4、 热泵的分类与特点 热泵根据吸收热源的类型主要分成三大类：空气源热泵、地源热泵和水源热泵。不管何种类型的热泵的能效比（cop）都受到热源温度的限制，为热泵找到较高温度且稳定的热源将是提高热泵能效的一个重要手段。 2冷却循环水 冷却循环水是用来冷却某些设备的常见设备，它通过使用温度较低的来来带走设备上的多余热量，并且通过冷却塔将热量散发到空气中。一般都需要一组水泵来驱动水流，并使用冷却塔电机汽化水来把热量从水中散发到空气中去。 以某铝电解厂为例，如每天需铸造超过1000T的铝锭，铝锭从约720要冷却到60。铝的比热容为0.88103J/kg，从铝转移到水中的热量约为70%。每天转移到冷却水中的热
5、量超过4.061011J。每天再通过冷却塔使水汽化的方式把这些热量散发到空气中，蒸发的水超过（以20 水汽化热2453.4KJ/kg计算）165.7T。 3空气热泵 空气热泵是一种通过吸收空气中的热量来加热水的装置，通过空气热泵从空气中转移热量加热洗澡水。空气热泵的效能受气温影响很大。图1 某空气热泵的COP值 以加热300M3水为例，使用空气热泵加热洗澡水。夏天时（环境20，热泵能效以4.4 出口水温60计算）平均洗澡水温在25-30，加热300M3水需要转移1.26109j，冬天时（环境温度5，热泵能效以2.0，出口水温60计算）平均洗澡水温在3540，加热300M3水需要转移热量超过3.
6、21010j。 4水源热泵 水源热泵是热泵的一种，运行原理与空气热泵相同。不同之处在于热源的类型并不相同，水源热泵使用自然界中的水所含的热量来工作，由于水的比热容较高、地下水或湖泊中的水温度变化不大（根据地理位置和环境而定）。水源热泵有着相对较稳定的能效比。 5 水源热泵使用冷却循环水 如果使用水源热泵来转移冷却循环水中的热量将是一个较好的选择，由于循环水的温度常年都处于一个较高的数值上，所以热泵的能效比也会处于较高的范围内。水源热泵带走的热量也可以使冷却循环水的温度降低，这样就可以停用或少用冷却塔电机。使用热泵系统来隔离开循环水系统和清洁水系统，使不同水源之间转移热量，并不混用水源。 6节能
7、效果 使用水源热泵来转移循环水中的热量，不受气温影响。由于循环水都处于一个较高的温度下，所以热泵效率都会在较高的之中。表1以某品牌的空气热泵的理论计算得来的结果，根据计算所知。使用水源热泵在较高温的循环水中有显著的节能效果。冷却循环水由于被转移了部分热量所以蒸发量也会有所减少。 7 结论 空气热泵和水源热泵都是热泵类型，只要为热泵找到合适的热源就可以提高能效，降低资源损耗。在结合其他设备的情况下效果将会更好。热泵技术还受很多因素影响，如主机效率、冷媒类型、机械损耗等因素影响，提高其他方面也可以提高效率。热泵技术只是很多技能技术的一种，需要不断学习运用新技术才能更好的改善生产生活条件及能源利用率。 参考文献 1陈东.热泵技术手册. 化学工业，2012. 2陈晓. 地表水源热泵理论及应用.中国建筑工业出版社，2011.第 5 页 共 5 页
利用冷却循环水提高热泵效能的方法分析
