泵的基本工作原理與評(píng)價(jià)

2熱泵的基本工作原理與評(píng)價(jià)

高位能與低位能

熱泵的定義熱泵的基本工作原理

熱泵的種類(lèi)與形式熱泵的評(píng)價(jià)

12.1高位能和低位能1-水壩中的水；2-供水池；3-湖水中的水；4-水輪機(jī)；5-水泵2不同取水方案比較

取水方案1由水壩直接供水。假設(shè)供水量為10噸/s，且不計(jì)機(jī)械摩擦損失和管路阻力損失。則方案1不需要外界作功，但將損失掉勢(shì)能10×100×1000=106

kg.m/s

取水方案2用水泵從湖中取水，由壩中的水驅(qū)動(dòng)水輪機(jī)，水輪機(jī)再拖動(dòng)水泵。用水壩中的水0.909噸/s,其作功值為0.909×100×1000=9.09×104

kg.m/s。拖動(dòng)水輪機(jī)，從湖中取水9.09噸,即能完成取水任務(wù)。3由此可見(jiàn)，壩中的水和湖中的水，雖然都是水，但其價(jià)值是不同的。壩中的水具有作功能力，其價(jià)值也高。能量不僅有數(shù)量多少之分，也有質(zhì)量問(wèn)題。4不同供熱方案的比較

方案1直接用電加熱，則需要10kW電能。

方案2采用熱泵供熱，即用電能拖動(dòng)熱泵機(jī)組向室內(nèi)供熱。假定供熱溫度45℃，低溫物體溫度0℃，如果熱泵按理想的逆卡諾循環(huán)工作，則所需要的電能為1.145kW熱負(fù)荷10kW5不同溫度下的能量比較室溫下的4.1868kJ的熱量100℃下的4.1868kJ的熱量相比，數(shù)量相等，但其質(zhì)量卻不同。6

綜上所述，可以說(shuō)明以下幾點(diǎn):評(píng)價(jià)能源的價(jià)值時(shí)，既要看其數(shù)量，又要看其質(zhì)量。能量按其質(zhì)量可劃分為高位能和低位能兩種。同樣，熱源也可分為高位熱源和低位熱源。

合理地使用高位能的問(wèn)題是十分重要的。因?yàn)閷?shí)際的能量利用過(guò)程有兩個(gè)特性：量的守恒性和質(zhì)的貶值性。任何用能過(guò)程實(shí)質(zhì)上也可以說(shuō)成能的量與質(zhì)的利用過(guò)程。要使熱能得到合理利用，必須合理使用高位能，必須做到按質(zhì)用能。7由燃料直接提供采暖等所需的低位能，即使在不損失熱量的條件下,室內(nèi)所得到的熱量最多為燃料發(fā)熱量的100%，也應(yīng)該說(shuō)是一種巨大的浪費(fèi)。因?yàn)?在這種情況下，儲(chǔ)藏在燃料中的化學(xué)能所具有的作功能力未加以合理利用而被貶值了。8節(jié)約能量的途徑，過(guò)去認(rèn)為不用能即節(jié)能，實(shí)際上應(yīng)該提高能量的利用率，“建筑節(jié)能”應(yīng)更準(zhǔn)確地表述為“建筑合理用能”。92.2熱泵的定義

目前,標(biāo)準(zhǔn)、論文、書(shū)籍中有關(guān)“熱泵”的定義與內(nèi)涵卻各不相同，常給人們一種模糊不清的熱泵概念。因此,有必要做個(gè)概念明確的統(tǒng)一定義，其內(nèi)涵要更全面、更準(zhǔn)確。10不同文獻(xiàn)中熱泵的定義

GB50155-99<暖通空調(diào)術(shù)語(yǔ)標(biāo)準(zhǔn)>

“熱泵”的解釋是“能實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器和冷凝器功能轉(zhuǎn)換的制冷機(jī)”。在<新國(guó)際制冷詞典>(NewInternationalDictionaryofRefrigeration)“熱泵”的定義是“以冷凝器放出的熱量來(lái)供熱的制冷系統(tǒng)”。11<熱泵>徐邦裕、馬最良等編

“熱泵”定義為“靠高位能拖動(dòng)，迫使熱量從低位熱源流向高位熱源的裝置?！稛岜玫脑砼c應(yīng)用》（郁永章編）

“熱泵”是把處于低位的熱能輸送至高位的機(jī)械”。《制冷工程技術(shù)詞典》（尉遲斌編）

熱泵解釋為“可連續(xù)將熱量從溫度較低的物體（或環(huán)境）傳遞給溫度較高物體的機(jī)械”。12熱泵定義的剖析與看法把“熱泵”理解為制冷機(jī)、制冷系統(tǒng)、裝置與機(jī)械，各不相同。顯然熱泵不是制冷機(jī)，也不是制冷系統(tǒng)，而應(yīng)該是一種裝置或稱為機(jī)械。熱泵概念的引出應(yīng)從合理的使用高位能的角度引出。制冷機(jī)可以作為熱泵的工作機(jī)。因?yàn)橹评溲h(huán)既制造了低于環(huán)境溫度的物質(zhì)，并從環(huán)境溫度下的物體中吸取熱量，又制造了高于環(huán)境溫度的熱量，而獲得供熱效果，形成了所謂的熱泵作用。把“熱泵”理解為一種裝置或機(jī)械還不夠，而應(yīng)明確是一種節(jié)能裝置或節(jié)能機(jī)械

13熱泵的定義與內(nèi)涵熱泵：

是一種利用高位能使熱量從低位熱源流向高位熱源的節(jié)能裝置。

顧名思義，熱泵也就是像泵那樣，可以把不能直接利用的低位熱能(如空氣、土壤、水中所含的熱能、太陽(yáng)能、工業(yè)廢熱等)轉(zhuǎn)換為可以利用的高位熱能，從而達(dá)到節(jié)約部分高位能（如煤、燃?xì)?、油、電能等）的目的?4熱泵定義內(nèi)涵的理解：熱泵雖然需要消耗一定量的高位能，但所供給用戶的熱量卻是消耗的高位熱能與吸取的低位熱能的總和。因此，熱泵是一種節(jié)能裝置。15低位能環(huán)境溫度高于環(huán)境溫度的熱源高位能動(dòng)力機(jī)工作機(jī)16熱泵既遵循熱力學(xué)第一定律，在熱量傳遞與轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，遵循著守恒的數(shù)量關(guān)系；又遵循著熱力學(xué)第二定律，熱量不可能自發(fā)的、不付代價(jià)的、自動(dòng)的從低溫物體轉(zhuǎn)移至高溫物體。在熱泵定義中明確指出，熱泵是靠高位能拖動(dòng)，迫使熱量由低溫物體傳遞給高溫物體。172.3熱泵的基本工作原理熱泵的工作原理與制冷的原理相同，但它們工作的溫度范圍不同。圖中TA是環(huán)境溫度，Te是低溫物體的溫度，Th是高溫物體的溫度。

按熱泵驅(qū)動(dòng)功的型式，可把常見(jiàn)的熱泵分為多種形式：18機(jī)械壓縮式熱泵

19吸收式熱泵；

20蒸汽班噴射芽式熱森泵；21帖爾帖訂熱泵（務(wù)熱電熱熱泵22吸附塘式熱至泵23熱泵的綢制熱性翼能系數(shù)富：24機(jī)械陷壓縮河式熱草泵呀（理想帝情況愉，卡害諾循漸環(huán)）25機(jī)械壓南縮式熱香泵（實(shí)際循鞋環(huán)）國(guó)外嚇研制唯的熱棒泵裝望置，靜其制米熱性似能系秤數(shù)一搬般為3—泊6之間。262.惑4熱泵的啄種類(lèi)與困形式熱泵奶可按紀(jì)多種軍特征委進(jìn)行蜜分類(lèi)按低歌位熱顫源分被：按熱泵膜與供熱申介質(zhì)的株組合方虧式分按用撥途分按供掠熱溫掃度分按熱泵旗循環(huán)的給驅(qū)動(dòng)方錘式分27按低劫位熱飲源分空氣源奧熱泵水源熱漆泵（地穿表水、喂地下水豬、生活合廢水、竹工業(yè)廢疤水）土壤索源熱血泵太陽(yáng)稿能熱借泵等28按熱序泵與咬供熱義介質(zhì)堵的組鍛合方碧式分空氣/空氣熱壓泵空氣/水熱泵水/空氣請(qǐng)熱泵水/水熱泵土壤/空氣熱販泵土壤/水熱說(shuō)泵低溫?zé)崤踉?熱媒：29按用途嚼分小型水架加熱器呢美國(guó)198伯8年已運(yùn)朱行的熱建泵熱水爭(zhēng)器達(dá)20粥0多萬(wàn)熟臺(tái)。全年運(yùn)趨行的空氣調(diào)和采偷暖熱泵同時(shí)肌供熱雀供冷莖熱泵同時(shí)融供熱負(fù)供冷球熱泵廢熱胸利用煎熱泵蒸氣壓嶺縮機(jī)及薯蒸餾裝逆置30裝置的用途用熱用冷魚(yú)類(lèi)加工廠清洗用溫水制冷肉類(lèi)加工廠清洗用溫水冷卻和制冷農(nóng)舍清洗機(jī)器和清潔用溫水牛奶冷卻、空調(diào)用冷乳品廠清洗用溫水牛奶冷卻、儲(chǔ)存室冷卻屠宰場(chǎng)清洗用溫水冷藏庫(kù)及速凍間溜冰場(chǎng)采暖、游泳池冰場(chǎng)制冷大型冷庫(kù)供熱、出售熱量冷藏間啤酒廠溫水啤酒窖及麥芽汁冷卻工業(yè)能源中心溫水和熱水冷鹽水、冰、冰水同時(shí)供梳熱供冷估熱泵31裝置用途用熱廢熱來(lái)源洗衣房熱水廢水旅館、醫(yī)院溫水廢水印染和其他紡織工業(yè)熱水、熱堿水廢水造紙和其他加工工業(yè)熱水、干燥過(guò)程排氣、廢水麥芽作坊干燥室蒸氣農(nóng)用空調(diào)裝置采暖、熱水馬棚、孵化室等香蕉催熟裝置催熟間冷藏室干燥裝置干燥空氣排氣、排出的空氣去濕廢熱驢利用地?zé)岜?2按供熱僻溫度分低溫?zé)崮帽茫┯罒釡囟蓉?zé)＜100冬℃高溫按熱泵乳，供喚熱溫繡度≥10追0℃按熱泵最循環(huán)的便驅(qū)動(dòng)方值式分電動(dòng)主機(jī)驅(qū)丸動(dòng)—電動(dòng)咐熱泵羊；熱力朽驅(qū)動(dòng)健熱泵—熱能驅(qū)騰動(dòng)，如金吸收式疊熱泵、桑蒸氣噴殲射式熱遼泵；發(fā)素動(dòng)機(jī)驅(qū)骨動(dòng)（內(nèi)宇燃機(jī)、苗氣輪機(jī)姥、燃?xì)饣螜C(jī)等）。33常見(jiàn)閉慶式蒸汽蠢壓縮循烈環(huán)熱泵圖示3435363738394041422.獄5熱泵刪的評(píng)忌價(jià)在暖通鐘空調(diào)工模程中采耍用熱泵曉節(jié)能的心經(jīng)濟(jì)評(píng)聾價(jià)問(wèn)題緞十分復(fù)剪雜，影井響因素毒很多，顏其中主愚要有負(fù)荷特穿性、系統(tǒng)倒特性國(guó)、地蘆區(qū)氣竊候特喝性、殊低位爪熱源蛋特性額、設(shè)暫備價(jià)朵格、倉(cāng)設(shè)備潔使用貍壽命檢、燃唯料價(jià)點(diǎn)格、穴電力到價(jià)格等。但總的仆原則圍憐繞著兩母方面，即節(jié)能效組果和經(jīng)濟(jì)效掃益。43幾個(gè)評(píng)掉價(jià)指標(biāo)熱泵的經(jīng)制熱性蓄能系數(shù)GB/涼T77滑25-匠199龍6標(biāo)準(zhǔn)中牧規(guī)定，息制熱性難能系數(shù)慮中消耗五的功率淚應(yīng)為有以效輸入潤(rùn)功率，堤包括壓蘿縮機(jī)功舅率和沖兄霜輸入趴功率、徒控制與忘安全裝攪置輸入