热泵技术研究.docx

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1、基知技:初步什么是技？(HeatPUmP)是一种将低温源的能移到高温源的装置，来制冷和供暖。它不同于人所熟悉的可以提高位能的机械心；通常是先从自然界的空气、水或土壤中取低品位能，力做功，然后再向人提供可被利用的局J品位能O比如在冬季，室外的空气、地面水、地下水等等就是低温源，而室内空气就是高温源。式空就是可以把室外境的量送到室内境里。通常用于装置的低温源是我周的介空气、河水、海水，城市水，地表水，地下水，中水，消防水池，或者是从工生中排出的工，些工常与周介具有相接近的温度。-来自网文章量可以自地从高温物体到低温物体中去，但不能自地沿相反方向行。的工作原理就是以逆循方式迫使量从低温物体流向高温物

2、体的机械装置，它消耗少量的逆循功，就可以得到大的供量，可以有效地把以用的低品位能利用起来达到能目的。一来自百度百科什么是技？高：大于1个大气，水的沸点会超100,言之,在高下,水蒸气会在超100的情况下冷凝成液体!在2个大气下冰的沸点是121!低：小于1个大气下,水的沸点会低于100,言之,在低下,水会在低于100情况下蒸成气体!在0.12个大气下,水的沸点是50!通机做功，使工生物理相（气一液-气），利用一往复循相程不断通低（蒸器）吸和高（冷凝器）放，由吸装置吸取免的量，交器使冷水升温,制取的水通水循系送至用。工作介工作工以前一般氟利昂（逐被替代）。保工R22、区417人、134人、。32皆

3、人体不造成害的，即使有漏出，整套仍然都是安全的。分按源种不同分：空气源，水源，地源，双源（水源和空气源合）等（冷水）机空气源国家准：GBT25127.12020低境温度空气源（冷水）机第1部分:工或商用及似用途的空气源 空气源从室外空气中采集能量，并将能量移到室内。 空气源比地源易于安装，因安装无需挖掘或孔。 冬季可能需要助供暖系。 可以构建空气-空气系和空气-水系。空气源一一空气空气系 空气-空气式空气源从室外空气中采集能量，并将能量移到室内或空内的再循空气。 可以提供不同的温度范（冬季冷，春秋两季暖）。 室外气温降至大6以下，需要除霜（通常利用逆循）o 了蒸温度覆盖低和高的室外温度，要求机

4、有的工作范。 冷凝温度几乎年不。空气源一一空气水系 空气-水式空气源从室外空气中采集能量，并将能量移到在供暖系的循水中。 冷式蒸器。 房屋内的基于水的集中供暖系。 地板供暖和/或暖气。 房温度可以独。 COP高达4.5（空气7C,水30/35。高和3.5（空气7C,水4045oC） 适用于新建筑和旧施。（水温最高可达60式，具体取决于境温度） 夏季:地板制冷。 游泳池加。空气源是目前最成熟、最、最容易的方式，自然也最利于大模普及。表1：空气源、地源、水源热泵优缺点空气源热泵水源热泵地源热泵优点1）适用范围广：冷热兼供，适用温度范围广，并且一年四季全天候使用，不受阴、雨、雪等恶劣天气和冬季夜晚的

5、影响，都可正常使用。2）运行成本低：节能效果突出；与燃气、电和电辅助加热的太阳能热水器相比，全年费用最低。3）环保型产品：无污染无燃烧外排物，不会对人体造成损害。1）便于集中管理：根据园区大小及分期建设设置一台或几台水热热泵机组，便于分期管理。2）冷热兼供：对于公共建筑需要冷热源的要求做到了一机多用。3）无废料，清洁环保：水源热泵利用了地下水的资源的能量。水源热泵要比电锅炉加热节省三分之二以上的电能，比燃料锅炉节省二分之一以上的能量，从而减少了碳排放。1）运行费用低：地源热泵利用地下温度一年四季相对稳定的特性，COP值高达4以上。2）节能环保：室内侧由冷冻水输送，减少冷媒充注量，从而减少对大气

6、的污染；室外侧换热环境由大气转变为土壤或者水体，从而减少大气热排放，减轻热岛效应。运行过程中不会产生二氧化碳等污染环境的气体，也不会因为泄漏的问题影响室内人员的健康。缺点1）热效率相对不高：由于空气能是分散能源，制热速度较慢。2）容易出现结霜问题：在极低温环境中，空气中热能少，能转换的热能有限，工作效能会大打折扣。1）水源条件受限：一些城市为了保护地下水源不被污染，禁止抽取利用；利用江河湖泊水的水源热泵，也受到季节性水位下降等诸多因素影响。水源热泵的使用条件限制较多。2）初投资比校高、系统复杂，安装难度大：地源热泵对设计、施工、施工现场管理要求都比较高，需要有专业的技术人员参与其中。地源热泵的

7、初投资比较高：一套小型的家用地源热泵系统初投资在十几万以上，大型商用的地源热泵的造价就更高.技用是一种利用能将低位源的能移到高位源的高效能装置。相于其他的方式，空气源生IKW量所需消耗的一次能源最少，炉的27.20%,燃煤炉的48.87%,燃气炉的58.56%,能效果著，在保境的同也消者来上的收益。其次，需少量力，整体系碳排放量少，在生活、工、中的用可以减少PM2.5等染物的排放，改善境量，促可持展。在各式供暖能源系中，提供相同量的前提下，供暖体排放的二氧化碳含量最少，能减排效果最佳，是推碳中和的有效手段之一。空气源是目前最先的可再生能源品之一，利用免能源空气能人的生生活提供量。它利用逆卡原理

8、，3/4的能源来自境，需消耗少量的能，就能搬运所消耗能的34倍的能量加以利用。目前欧洲常的取暖方式依靠天然气的壁挂炉。但相同端量出的情况下，水器和取暖系的运行成本分比天然气的便宜48%和65%o欧洲供暖系成熟，安装更主机即可。北欧三国采取集中供，其他国家集中供暖普及率低，独立采暖系。欧洲国家本身壁挂炉水供暖的水管已完，100平米的空内，安装大部分不需要更管道，需更主机，短期内可快速安装好。蒸汽机开启了第一次工革命，世界入到利用能源的新代，其原理是卡循，是利用能化机械能的方式,能效永小于Io开启了能源的新代.其原理是逆卡循，利用机械能将低温能高温能的方式,能效永大于1,是能源的最佳方式之一。基理

9、咔循理卡循(Carnotcycle)是只有两个源(一个高温源温度T1和一个低温源温度T2)的循。由于工作物只能与两个源交量，所以可逆的卡循由两个等温程和两个程成。川卡循是由法国工程尼古拉莱昂迪卡于1824年提出的，以分析机的工作程，卡循包括四个步：等温吸，膨,等温放,。即理想气体从状1(P1,V1,T1)等温吸到状2(P2,V2,T2),再从状2膨到状3(P3,V3,T3),此后,从状3等温放到状4(P4,V4,T4),最后从状4回到状1。种由两个等温程和两个程所构成的循称卡循。卡诺循环StePL等温膨胀气缸中的气体吸收外界热量，体积变大。Step2.绝热膨胀离开了热源，气体继续膨胀，但温度降

10、低Step4,绝热压缩於r诲fe热，IIJ?HJPJUStep3.等温压缩气体向外界放热,气体被压缩到最初状态。体积变仪T2T1a等温压缩W230x Q20绝热膨胀 W34O等温膨胀W410x QkO基理-逆卡循理首先需要知道:逆卡循是一种理想的循，上是不了的，的制冷循是基于逆卡循做出改的。了便于理解，我用的制冷循（用家用空例）描述逆卡循。其次需要知道:冷凝放、蒸吸。1-2程通机提高温度；2-3程通冷凝器将量放出（因是冷凝程所以温度不）;3-4程通膨机（用的是流）做功温度降低、力降低；4-1程通蒸器将量吸收（因是蒸程所以温度不）。我的家用空主要就是用4-1程中蒸器吸收室内的量，使室内降温，再通

11、2-3的冷凝器将量放出至室外。有人可能会，什么不直接把1点直接理到4点，再吸呢，就像冰那化成水了再成冰不就行了。因成冰也需要冷量啊，个冷量又需要制冷了，有没有能通容易得的能源制冷呢？就需要逆卡循，通机做功作力将吸后的制冷（1点）“搬运至2点（高于境温度，可以向境放），然后把量放出去，再降，它又神奇的成了4点（低于需要制冷部位的温度，可吸收其量）的状又可以吸了。即是通消耗能量来制冷。逆卡循奠定了制冷理的基，逆卡循揭示了空制冷系数（俗称EER或CoP）的极限。系的工作原理与制冷系的工作原理是一致的。要搞清楚的工作原理，首先要懂得制冷系的工作原理。制冷系（式制冷）一般由四部分成：机、冷凝器、流、蒸器

12、。其工作程：低温低的液制冷（例如氟利昂），首先在蒸器（例如空室内机）里从高温源（例如常温空气）吸并气化成低蒸气。然后制冷气体在机内成高温高的蒸气，高温高气体在冷凝器内被低温源（例如冷却水）冷却凝成高液体。再流元件（毛管、力膨、子膨等）流成低温低液制冷O如此就完成一个制冷循。的性能一般用制冷系数（Cc）P性能系数）来价。制冷系数的定由低温物体到高温物体的量与所需的力之比。通常的制冷系数34左右，也就是，能将自身所需能量的3到4倍的能从低温物体送到高温物体。所以上是一种量提升装置，工作它本身消耗很少一部分能，却能从境介（水、空气、土壤等）中提取4-7倍于能的装置，提升温度行利用，也是能的原因。欧美

13、日都在相开新型的。据新型的的制冷系数可6到8。所iB热泵.是以消耗外界的能量为代价，通过制冷剂在热泵循环中的状态变化，使热量由低温物体向高温物体进行转移的机械装置.它是一种利用高位能使热量由低位热源流向高位热源的装三L用以把自然界中很多不能直接利用的低位热源（如空一、土墟.L三热.太阳能等）轴化为可以利用的高位热源,从而达到节约部分硒能（如电箱、燃煤、然气.燃油等）的目的.热泵的工作原理与制冷机的工作原理相同。对于蒸气压缩式热泵而言，制热和制冷都通过压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等四个主要装置来完成，它与前面所学的制冷系统相比，增加了一个四通换向阀。下面以家用热泵型空调器为例加以说明，如图11

14、-1所示。(b) Im过程口)制冷过程三11-1空气源热泵的工作过程图111(a)为家用热泵型空调器的制冷过程，制冷剂在室内机蒸发器内吸收室内的热量蒸发成制冷剂蒸气而使室内冷却，制冷剂蒸气经压缩机压缩成高温高压蒸气，进入冷凝器，在室外机冷凝器中向室外空气放热，而自身冷凝为制冷剂液体，节流降压后回到蒸发器。图11-1(b)为家用热泵型空调器的制热过程，制冷剂的流动方向与制冷时相反，制冷剂在室外机蒸发器内吸收室外空气的热量蒸发成制冷剂蒸气，制冷剂蒸气经压缩机压缩成高温高压蒸气，进入室内机冷凝器，在室内机冷凝器中向室内空气放热达到采暖的目的，而自身冷凝为制冷剂液体，节流降压后回到蒸发器。4Q热量释放至室内房间热量来晨于上气空气源热泵电能冷入-1逆卡诺循环图然后东缩机对气态制冷剂进行乐缩J随着球力升高,制冷剂的温度也随之上升。所产生的热量通过换热器（冷凝器）转移到供暖系统。制冷剂通过冷凝器.将热量杼放到供暖系统。制冷剂因此而腰结（恢复液态）。制冷剂维续循环，通过膨胀阀降低不力,从而降低制冷剂的温度。当制冷剂经过来自蒸发器集热盘管的微温盐水时,整个过程又重新开始正求”不领t给的物形式春花干票统中刎幺而为乙X收乙二移.俎今使用环保的现代刷冷剂.贡如3化含智仁欢化球以为是便刖CFC询HCFCIil冷剂.冷凝莒来自外部的热量乐缩机制冷循-供暖系 画示了如何利用逆制冷循来工