铁路客车冬季热泵式空调取暖可行性分析

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1、铁路客车冬季热泵式空调取暖可行性分析2．3经济性比较房间空调器的运行经济性与室内、室外的空气状态有十分密切的关系，性能系数是通常用来定量反映运行经济性的理论指标，热泵系统的性能系数为：COPT=供热量／消耗功率=T0／(T0-T1)式中：COPT--理论性能系数，W／W；T0--室内空气温度，K；T1--室外空气温度，K。考虑到种种热力不完善因素对实际热泵系统效率的影响，实际热泵系统的性能系数可以用下式表示为：COP=ξCOPT=ξ[T0／(T0-T1)]式中：COP--实际性能系数，W／W；ξ--热力完善度。根据有关资料表明，当T1=-19℃，T0=20℃时，

2、性能系数的计算值仅为COP=1.0W/W。此计算结果的物理意义就是，如果系统的热力完善度不变，当室外气温降低至-19℃时，热泵系统的耗电量等于供热量，从运行经济性的角度而言，热泵循环与电热供热方式已经相等，随着气温进一步将降低，热泵系统的运行经济性将低于电热器。而在我国的长江流域及其以南地区，冬季气温一般都在-5℃以上（表4），即使特殊气候也不会起过-19℃。因此在这些地区采用热泵制热所消耗的电量肯定小于纯粹的电加热所需要的用电量。同理现在的客车供热如采用热泵供热，其消耗的电量小于现行的电加热所需要的用电量（上面的理论分析也证明了这点），客车运行的经济性是显而易

3、见，同时，单元式空调机组的电加热器和客车车厢两侧的电加热器也可以取消，降低了客车的制造成本。长江以南主要城市冬季空气参数表：表4　室外干球温度（℃）室外相对湿度（%）南京-673上海-475无锡-474杭州-477宁波-378南昌-374厦门673福州474长沙-381武汉-576桂林071汕头679广州570南宁575重庆282成都180贵阳-378昆明1682．4可靠性分析热泵技术的广泛应用是由于，在一定的运行条件下，与相同耗电量的电热器相比，热泵能够提供数倍的供热量，但是，热泵的运行特性受运行条件影响很大，尤其是室外气温。在室外气温较低时（比如-7℃以下）

4、，南方地区湿度较大时，热泵空调面临的主要问题是室外换热器的融霜和压缩机的运行情况。根据GB/T7725-1996《房间空气调节器》规定，热泵制热运行超低温工况是室外空气温度为干球温度-7℃，对应的湿球温度-8℃。而GB／T15765-1995《房间空气调节器用全封闭型电动机一压缩机》规定，其适用范围是蒸发温度在-15～15℃之间的房间空气调节器用全封闭型电动压缩机。虽然压缩机标准没有直接说明对应的空调器在热泵运行方式时，室外温度是多少，不过，根据目前房间空调器的实际技术配置状况，在热泵制热运行时，热泵系统的蒸发温度与室外侧空气进风温度相差5～10℃来推算，在蒸发

5、温度为-15℃时，室外空气温度约为-5～10℃之间。而在我国的长江流域（比如上海、杭州等地区）及其以南地区，冬季气温一般都在-5℃以上，一年中气温低于-7℃的时间也是很少的。从而说明在我国的长江流域（比如上海、杭州等地区）及其以南地区客车如采用热泵循环还是可靠的。3结论从理论分析可知，虽然热泵供热量随着气温的下降而减弱，但我国长江以南地区运行的铁路空调客车冬季取暖可采用热泵供热，即能保证乘客所需的新风量，也能满足冬季客车舒适、健康的要求。由经济性比较，采用热泵取暖不仅热效率高，耗电量小，降低了客车日常费用，还可以取消车厢两侧电加热器，降低客车制造成本。如果能解决

6、热泵空调冬季结霜与融霜的问题，热泵技术在空调客车上使用是完全可行，且能确保行车安全。参考