热泵技术应用理论基础与实践

本书是一本热泵技术应用基础的著作，系统地介绍了哈尔滨工业大学热泵空调技术研究所在近十年中有关热泵理论、系统创新、实验研究、产品开发、工程应用诸方面的创新性研究成果。其主要内容包括：空气源热泵结霜、除霜特性研究以及应用实践，地下水源热泵系统应用理论基础，同井回灌地下水源热泵、土壤蓄冷与土壤耦合热泵集成系统、新型处理后污水源热泵的应用基础研究和空调冷凝废热的回收与利用等方面的研究成果。该书可供高校相关专业的教师、学生以及工程技术人员和研究人员等参考。

第1章绪论.
1.1在我国热泵技术发展进步中应关注的几个问题
1.2改善热泵空调系统性能的途径
1.3热泵研究工作的回顾
第2章空气源热泵结霜特性研究
2.1概述
2.2国内外研究进展与分析
2.3结霜模型
2.4空气侧换热器传热模型
2.5空气源热泵结霜稳态模型求解及模拟结果分析
2.6空气源热泵结霜动态模型求解及模拟结果分析
2.7空气侧换热器结构参数对结霜特性的影响
2.8增加蒸发器面积对延缓空气源热泵结霜的实验研究
第3章空气源热泵除霜特性研究
3.1国内外研究进展与分析
3.2空气源热泵热气除霜的实验研究
3.3空气源热泵热气除霜能耗特性研究
3.4空气源热泵蓄能热气除霜的实验研究
3.5空气源热泵蓄能热气除霜能耗特性研究
3.6空气源热泵误除霜的实验研究
第4章空气源热泵的应用实践
4.1概述
4.2空气源热泵在我国应用的研究
4.3空气源热泵在低温工况下应用存在的问题与对策
4.4单、双级耦合热泵供暖系统
4.5双级耦合热泵供暖系统在我国应用前景分析
4.6单、双级耦合热泵系统中空气源热泵冷热水机组的
实验研究
4.7单、双级耦合热泵应用实例
4.8空气源热泵故障分析与诊断
第5章地下水源热泵系统应用理论基础
5.1概述
……
第11章空调冷凝废热的回收与利用
参考文献

    (2)系统软件方面，即除霜自控方面，蓄能除霜对除霜自动控制系统提出了更高层次的要求。与常规除霜系统相比，其控制策略更加复杂，不仅要判断室外换热器的结霜状况，根据相应的除霜规则，控制系统除霜工况的启动与中止，还要动态监测蓄热器的工作状态，实时控制蓄热器的蓄、放热过程。因此，系统控制器需要运用多因素、多目标、分级别的控制方法，综合调控蓄能除霜系统各部件的运行，协调好蓄热与供热、除霜与恢复供热等工况间的关系，从而实现安全、稳定、高效的除霜目的。为此，蓄能除霜自动控制策略的制定必须要处理好以下几个问题：
    1)根据室外环境气象条件、热泵系统的运行状态、供热环境热负荷的变化等因素决定蓄热器蓄热的起止时间、蓄热量。要充分考虑蓄热器的蓄热过程对系统供热性能产生的影响。
    2)根据室外换热器的结霜状况，包括结霜量、霜层的分布特性、盘管表面温度等因素决定蓄热器放热时间、放热量。
    3)蓄热器蓄放热过程中各个阀门的开启与关闭必然导致系统压力与制冷剂质量分布的变化。如何平衡蓄热器与室内换热器的压力，减少蓄、放热过程中的压力振荡，提高系统安全水平，以及保证制冷剂在各部件中的合理分布等问题都是蓄能除霜新系统自动控制设计的关键。
    从除霜能量角度看，蓄能除霜与常规除霜相比，以全新的方式优化了除霜能量来源构成，可大幅度降低压缩机做功及室内侧换热器从供热环境吸热这两部分热量占除霜总热量的比值。
    蓄能除霜新系统蓄热时采用余热蓄热或供热兼蓄热，有效地利用了室外环境空气的低位热源，在能量利用上体现了"少量高品质能源+大量低位热能"的优选用能思想。除霜主体能量取自室外低温空气，先贮存于蓄能器内，是对能量的空间转换。在热泵系统结霜工况时蓄能，除霜工况时用能，体现了能量利用的时间转换。这种基于能量时空合理利用理念的除霜新方式是一种全新的空气源热泵除霜技术，是对空气源热泵除霜技术的新发展与创新。
    综上所述，蓄能除霜新系统应具有以下特性，以保证蓄能装置与热泵系统优良的耦合性能：
    (1)具有良好的蓄热特性。可利用热泵系统的余热或正常供热蓄热，无须增加新的如电热管等供热装置，由于除霜用的热量有限，一般来说，蓄热不影响正常供热或对正常供热影响很小。
    (2)放热速度快，具有与除霜特性相匹配的放热特性。由于除霜过程要求时间越短越好，因此，此系统能够在几min内释放大量热量，为除霜提供充足的热量，这接近符合除霜特性要求。
    (3)采用适合的相变材料作为蓄能介质。单位体积贮能密度大，蓄能介质放热前后温差变化小，对热泵系统供热性能干扰作用小。
    ……