熱泵原理及分類

1、熱泵原理及分類secret熱泵原理及分類在自然界中，水總由高處流向低處，熱量也總是從高溫傳向低溫。但人們可以用水泵把水從低處提升到高處，從而實現(xiàn)水的由低處向高處流動，熱泵同樣可以把熱量從低溫傳遞到高溫。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對象（溫度較高的物體），其工作原理與制冷機相同，都是按照逆卡諾循環(huán)工作的，所不同的只是工作溫度范圍不一樣。一臺壓縮式熱泵裝置，主要有蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥四部分組成,通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量）一壓縮一冷凝（放出熱量）一節(jié)流一再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。熱泵在工作

2、時，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量QA在蒸發(fā)器中加以吸收；它本身消耗一部分能量，即壓縮機耗電QB；通過工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)在冷凝器中進行放熱QC,QOQA+QB,由此可以看出，熱泵輸出的能量為壓縮機做的功QB和熱泵從環(huán)境中吸收的熱量QA；因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量的電能。熱泵發(fā)展趨勢：從科學(xué)利用熱能的角度來說，使用電力、燃氣、燃油等高品位的能源，來加熱僅四五十度溫升的生活用熱水是極不合算的，這樣的加熱過程即使是達到100%的效率，表面看是沒有熱能的損失，但實際上已經(jīng)伴隨著巨大的燧增損失，是一種極大的能源浪費。從熱力學(xué)第二定律的意義上講，傳熱的溫差越大，能量的損失就越大，即熱能除了有“熱量”方面度量以外，還

3、有“品位”方面的度量，人們應(yīng)該盡可能使用較低品位的熱能，這才是科學(xué)的和合理的?，F(xiàn)有的熱水器實質(zhì)上都是能量轉(zhuǎn)換裝置，它把電能、燃料的化學(xué)能或太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，其系統(tǒng)“效率”不可能超過100%,例如燃氣熱水器，因為有高溫廢氣的排放、不完全燃燒、強制排煙及換熱效率方面的損失，實際的制熱系數(shù)僅在0.50.7之間。在很久以前，科學(xué)家就提出了熱泵的工作原理，為人類科學(xué)的使用低溫?zé)崮苤赋隽朔较?，目前熱泵技術(shù)在世界上也已經(jīng)有了許多方面的應(yīng)用，國內(nèi)的應(yīng)用主要在冷熱雙效空調(diào)產(chǎn)品中，即以室外空氣為熱源對室內(nèi)空氣進行加熱，以達到節(jié)能的目的，其系統(tǒng)致熱系數(shù)已經(jīng)能高達4倍。熱泵的名稱很形象的比喻它的原理：即熱泵不是熱能的

4、轉(zhuǎn)換設(shè)備而是熱量的搬運設(shè)備，它是一臺“泵”，這個泵所搬運的介質(zhì)不是水、氣或油，而是“熱”。也因為這樣，它的“效率”不受能量轉(zhuǎn)換效率（100%為其極限）的制約。熱泵制熱的效率，受到逆向卡諾循環(huán)效率的制約，其理論上的最高效率為：（工作溫度+273.15）/高、低溫差，從這里可以看出，只要有效的降低工作溫差,就可以提高制熱效率。例如高低工作溫差在20度時，系統(tǒng)的理論制熱系數(shù)就可以達到15倍以上。制熱四個過程原理（1）壓縮過程蒸發(fā)后的運行一匚質(zhì)被吸入壓縮機，通過壓縮機的壓縮功能，將工質(zhì)壓縮成高壓高溫氣體，使其對于較低溫度的自來水易于放熱、液化。（2）冷凝過程3 / 7熱泵原理及分類secret從壓縮機

5、排出的高壓高溫工質(zhì)被常溫的自來水吸收熱量而變成的液態(tài)工質(zhì)。（3）節(jié)流過程把液化后的工質(zhì)送入熱泵主機蒸發(fā)器之前，利用毛細管的壓力差，使工質(zhì)在保溫水箱的冷凝器內(nèi)冷凝降壓，將它變成即使在低溫下也易于蒸發(fā)的狀態(tài)。（4）蒸發(fā)過程液態(tài)工質(zhì)從周圍空氣中吸收熱量而不斷蒸發(fā)汽化，被吸收熱量后的空氣變?yōu)椤袄錃狻薄岜弥茻嵩頍岜脽崴魇强照{(diào)器的演變產(chǎn)品，在制冷系統(tǒng)中裝上電磁四通閥（乂稱換向閥），通過四通閥的切換方向，改變制冷劑的流動方向，空調(diào)器就能制熱。壓縮機排出的高溫高壓蒸汽狀的制冷劑流向保溫水箱里的冷凝器，將熱量傳給通過水箱的自來水，然后通過毛細管節(jié)流降壓，在室外熱泵主組的蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱，用工質(zhì)吸收室外空氣

6、中的熱量。熱泵熱水器就是這樣吸收室外空氣中的熱量，向保溫水箱內(nèi)自來水傳遞，它比單純用電加熱器制熱更能省電、快速、安全，且室外熱能潛力無限大。熱泵制熱時，如果熱泵主機換熱器的溫度太低，則冷凝水會在熱泵主機換熱器上結(jié)霜，影響制熱效果，此時必須進入化霜工況運行，熱泵主機換熱器放熱化霜，等結(jié)霜化去后重新開始制熱。熱泵的主要分類根據(jù)熱泵所利用能源的不同，熱泵可作如下分類：一、空氣源熱泵以空氣作為“源體”，空氣源熱泵，通過冷媒作用，進行能量轉(zhuǎn)移。目前的產(chǎn)品主要是家用熱泵空調(diào)器、商用單元式熱泵空調(diào)機組和熱泵冷熱水機組。熱泵空調(diào)器已占到家用空調(diào)器銷量的4050%,年產(chǎn)量為400余萬臺。熱泵冷熱水機組自90年代

7、初開始，在夏熱冬冷地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計，該地區(qū)部分城市中央空調(diào)冷熱源采用熱泵冷熱水機組的已占到20-30%,而且應(yīng)用范圍繼續(xù)擴大并有向此移動的趨勢。二、水源熱泵以地下水作為冷熱源體，在冬季利用熱泵吸收其熱量向建筑物供暖，在夏季熱泵將吸收到的熱量向其排放、實現(xiàn)對建筑物供冷。雖然目前空氣能熱泵機組在我國有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，但它存在著熱泵供熱量隨著室外氣溫的降低而減少和結(jié)霜問題，而水源熱泵克服了以上不足，而且運行可靠性乂高，近年來國內(nèi)應(yīng)用有逐漸擴大的趨勢。三、地源熱泵地源熱泵是以大地為熱源對建筑進行空調(diào)的技術(shù)，冬季通過熱泵將大地中的低位熱能提高對建筑供暖，同時蓄存冷量，以備夏用；夏季通過

8、熱泵將建筑物內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移到地下對建筑進行降溫，同時蓄存熱量，以備冬用。由于其節(jié)能、環(huán)保、熱穩(wěn)定等特點，引起了世界各國的重視。歐美等發(fā)達國家地源熱泵的利用已有幾十年的歷史，特別是供熱方面已積累了大量設(shè)計、施工和運行方面的資料和數(shù)據(jù)。四、復(fù)合熱泵為了彌補單一熱源熱泵存在的局限性和充分利用低位能量，運用了各種復(fù)合熱泵。如空氣-空氣熱泵機組、空氣-水熱泵機組、水-水熱泵機組、水-空氣熱泵機組、太陽-空氣源熱泵系統(tǒng)、空氣回?zé)釤岜?、太?水源熱泵系統(tǒng)、熱電水三聯(lián)復(fù)合熱泵、土壤-水源熱泵系統(tǒng)等。1、太陽-空氣熱源熱泵系統(tǒng)太陽-空氣熱源熱泵系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的空氣熱源熱泵系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，利用太陽能熱源而新開發(fā)的系統(tǒng)。

9、它可以制冷、供熱、供生活熱水，是一種利用自然能源、無污染、適用性廣、效率高的新型冷熱源系統(tǒng)。2、土壤-水熱泵系統(tǒng)土壤-水熱泵（下稱土壤熱泵）可利用低品位的土壤熱能提供熱水或向建筑物供暖。美國、德國及瑞典等北歐國家，已有上萬臺此類熱泵裝置在運行，土壤熱泵技術(shù)已趨成熟，并迅速地加以推廣使用。目前正在制訂土壤熱泵用于供暖的技術(shù)規(guī)范。3、太陽能-水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)太陽能水源熱泵系統(tǒng)由三部分組成，即太陽能集熱系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)和熱水供應(yīng)系統(tǒng)。其系統(tǒng)是將建筑物的消防水池作為蓄水供應(yīng)系統(tǒng)。以解決太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性。當(dāng)環(huán)路水溫高于35c時，水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)同消防水池斷開，冷卻塔投入運行，當(dāng)環(huán)路水溫在1535之間時，太陽能作為冷卻塔停止運行，3 / 7熱泵原理及分類se