暖通空調(diào)熱泵技術課件第二章

暖通空調(diào)

熱泵技術HEATPUMP

王浩主講TEL二章

熱泵的理論循環(huán)§2-4布雷頓熱泵循環(huán)

★

§2-3蒸汽壓縮式熱泵的理論循環(huán)

★

§2-1逆卡諾循環(huán)

★

§2-2勞倫茲循環(huán)

★

§2-5斯特林循環(huán)

★§2-6吸收式熱泵理論循環(huán)

★

§2-8CO2跨臨界熱泵循環(huán)

★

§2-7溫差電熱泵

★

熱泵種類按驅動能源形式蒸汽壓縮式熱泵吸收式熱泵溫差電熱泵蒸汽噴射式熱泵第二章熱泵的理論循環(huán)

(a)熱泵裝置(b)制冷裝置(c)同時供冷供熱聯(lián)合循環(huán)機熱泵系統(tǒng)的性能主要用制熱性能系數(shù)

來表示圖2-2制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)的溫度區(qū)間比較（2-5）（2-6）

同時兼有制冷機和熱泵功能的熱力機稱為聯(lián)合循環(huán)機，這類機器可同時制冷和制熱，即冷卻一個物體的同時又加熱另一個物體。圖2-3被加熱物體溫度升高時，熱泵循環(huán)的T-s圖高溫熱源溫度提高至TH'時，循環(huán)耗功增加ΔW（面積25632），熱泵的制熱量也增加了ΔW。圖2-4有傳熱溫差的熱泵循環(huán)有溫差的傳熱是不可逆過程，由兩個等熵過程和兩個等溫過程組成的循環(huán)1'-2'-3'-4'-1'是具有外部不可逆的逆卡諾循環(huán)，其制熱性能系數(shù)為：由于TH'>TH,TA'<TA,TH'-TA'>TH-TA，因此與無溫差的逆卡諾循環(huán)相比，εh'<εh。當兩個循環(huán)具有相同制熱量時，Q2相同時，多耗功為：圖2-5兩相區(qū)的逆卡諾循環(huán)當高溫熱源的溫度低于工質的臨界溫度時，工質可以在兩相區(qū)內(nèi)實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)。這時，等溫壓縮過程和等溫膨脹過程可以用兩個等壓下的相變過程來代替。過程2-3是冷凝器內(nèi)等壓等溫凝結過程，放出凝結熱QC，即為熱泵的供熱量Qh，冷凝過程中的壓力稱為冷凝壓力，與之對應的飽和溫度稱為冷凝溫度。過程4-1是蒸發(fā)器內(nèi)的等壓等溫汽化過程，從環(huán)境介質中吸取熱量，蒸發(fā)器吸熱Qe即為循環(huán)制冷量。蒸發(fā)器中的汽化壓力即為蒸發(fā)壓力pe，過程1-2，3-4分別是絕熱壓縮和絕熱膨脹過程§2-2勞倫茲循環(huán)1894年，蘇黎士工程師H.勞倫茲提出一側以冷凍鹽水，另一側以冷卻水為熱源的變溫熱源制冷機的理想循環(huán)，他當時稱為多變循環(huán)。該循環(huán)由兩個絕熱過程和兩個多變過程組成，其多變過程要保證過程的溫度變化與外界熱源的溫度變化一致。勞侖茲循環(huán)的制熱性能系數(shù)大于具有溫差的逆卡諾循環(huán)的制熱性能系數(shù)。變溫熱源時的逆向可逆循環(huán)—勞倫茲循環(huán)組成：由兩個和熱源之間無溫差的熱交換過程和兩個等熵過程所組成的逆向可逆循環(huán)。它是消耗功最小、性能系數(shù)最高的熱泵循環(huán)。高溫熱源與低溫熱源均為理想的可變

若采用逆卡諾循環(huán)，為從變溫的低溫熱源中吸熱，以及盡可能地得到較大的制熱性能系數(shù)，工質等溫吸熱的溫度應等于TD,工質等溫放熱的溫度應為TB。即循環(huán)A'-B-C'-D'-A'圖2-6勞倫茲循環(huán)在此循環(huán)中工質的放熱過程B－C與高溫熱源的吸熱過程C－B重合，方向相反。工質的吸熱過程D－A與低溫熱源的A－D過程重合，方向相反。溫

度

T熵S洛倫茲循環(huán)的T-s圖

熱源信溫度某可變小時的符逆向曠可逆?zhèn)パh(huán)—勞疊倫茲循亡環(huán)勞倫茲循環(huán)工作在二個變溫熱源之間。與逆卡循環(huán)不同之處主要是：蒸發(fā)吸熱和冷卻放熱均為變溫過程（2-革15）若TH,m和TA,m

分別為高溫熱源與低溫熱源的平均溫度，則效率如下式定義：等于一個以放熱平均溫度Th，m和吸熱平均溫度TA，m為高、低溫熱源溫度的等效逆卡諾循環(huán)的性能系數(shù)?！?傍-3勇蒸汽慶壓縮石式熱希泵的塌理論絡循環(huán)說明：同壓散縮式商制冷腹循環(huán)

圖2-聯(lián)9蒸氣跳壓縮腳式熱持泵的奸理論督循環(huán)（a）在T-s圖上劈燕的表惰示；看（b）在lgp-h圖上偏的表濾示§2嗽-4追布雷銷頓熱器泵循浩環(huán)組成：由兩辯個等壓烤過程和兩住個等熵押過程組成宣。（圖2-山10、圖2-串11及公式2-厘21咸~2捕7）說明：最早把的空泰氣制名冷機痰是封伸閉的布雷秀頓循皆環(huán)。圖2-幸11布雷峰頓熱鐮泵理蘭論循勞環(huán)的p-摔v圖與T-嚇s圖（2-鄭27）§2套-5擱斯特歉林循吃環(huán)（步簡介阻）組成：由兩濁個等溫和兩桂個等容過程距組成問，主換要用伙于低亡溫系移統(tǒng)，北圖2裹-1摘2及把公式昌2-艇28廳~2柿-3料2。說明：18族16年由斯特暖林提出導，最酸初用領于熱撇機。18句61年柯克提出悟斯特畏林制株冷循定環(huán)。近年柿來，稅也在寇研究罪用斯妹特林毯循環(huán)衛(wèi)的動力井機，驅憤動壓晴縮式醋熱泵頃的熱程泵機劣組。由兩涌個等賊溫和扭兩個粒等容禿過程廉組成§2爐-6盤吸收叢式熱均泵理賤論循興環(huán)說明：與壓未縮式陳熱泵勇循環(huán)我比較Qh=Qc+Qa、h差別（a）蒸裂氣壓袍縮式企熱泵（b）吸齒收式雄熱泵圖2-疤13吸收起式熱付泵與姻壓縮厭式熱彎泵簡絡圖A-謀吸收懷器；C-冷凝槐器；E-蒸發(fā)濟器；F-節(jié)流灑閥；G-發(fā)生要器；H-溶液兄熱交乞換器膝；M-壓縮煙機；P-溶液智泵兩個播循環(huán)鳳：一個刷是制岡冷劑柱循環(huán)雁：從云發(fā)生份器出胸來的好高溫暖高壓痛制冷告劑蒸尼汽，旺進入展到冷餐凝器養(yǎng)當中趣，被喘冷凝需，熱范量被鏟帶走巴，用害來供飾熱（秘QC）；望而后洗經(jīng)節(jié)盾流機獄構節(jié)暮流，努溫度甚和壓談力進鞭一步顯降低撞，進薄入到確蒸發(fā)跨器當競中，荒吸取戴冷水掛的熱妥量（從Qe），舍汽化精成蒸景汽。另一項個是旨溶液酸循環(huán)起：即鐘發(fā)生菊器的居濃溶厭液（甚制冷蠟劑含反量少翼的溶英液）眨經(jīng)節(jié)盾流進縣入吸嫩收器線，在賺低壓瘦的情字況下崖，吸冤收蒸騙發(fā)器床來的主低壓酬蒸汽魔，在布吸收姿的過數(shù)程中選，放斤出熱跑量（Qa），跪所形呈成的依稀溶掙液由熔溶液史泵（后消耗汁功WP）提妥高壓塞力送屑回發(fā)羽生器琴。在擱發(fā)生知器當什中，農(nóng)加入鳳熱量夕Qg爸，以賤產(chǎn)生贈出制維冷劑蠅蒸汽臉。由能回量守靜恒得忽略浪WP制熱民系數(shù)叉得制冷嶄系數(shù)跨得1-吼2電外加袖熱量陵加給秤發(fā)生傳器中頸的稀配溶液2-刺3-煌4過濟程為緩制冷數(shù)劑冷沒凝放已熱4-葬5面節(jié)流5-劫6旋吸收貫低溫蠢熱源座熱量6-很7-騙8為屠制冷朋劑蒸稱汽被普吸收壁器吸餅收，熄進一棵步放號熱8-款1菜為稀狹溶液塔經(jīng)深泄液熱戰(zhàn)交換腎器升儲溫圖2-劈燕15有溶批液熱厚交換撿器的央吸收芝式熱刷泵圖上式§2庭-7院溫差狀電熱喜泵說明：同溫晶差電權制冷者循環(huán)講解：Qh、h的差宜別由于趁成本起高、關效率恥低以像及可懼靠性膛差，窩妨礙窯了溫斥差電向熱泵握的普茅遍應倉用，梁只能呼用于椒功率增低、蹈體積倍小、龜噪音脫低的跑特殊膀場合挪。圖2-蝕l6溫差罵電熱尖泵示朋意圖§2腐-8CO2跨臨牽界熱亞泵循醋環(huán)說明：CO2的臨旋界溫趙度接隔近環(huán)仙境溫匪度，績根據(jù)晝循環(huán)肅的外細部條聾件，舅可實循現(xiàn)三拼種循訂環(huán)。亞臨焦界循蟲環(huán)（杜Su牲bc堂ri側ti劉ca通l崖Cy廟cl熟e）跨臨環(huán)界循云環(huán)（鈴Tr竟an肝sc獵ri外ti旋ca