《熱泵技術(shù)》期末考試復(fù)習(xí)資料

熱泵技術(shù)期末考試復(fù)習(xí)提綱大題猜想：一個(gè)井水流量!一個(gè)空氣源熱泵的運(yùn)行特性圖和文字！一個(gè)建筑物多聯(lián)機(jī)熱泵的矛盾！一個(gè)帶有四個(gè)單向閥的圖。此為個(gè)人總結(jié)版本，有可能還有疏漏.大家有空還是多看看ppt和書(shū)考試時(shí)間：4月18日上午8：00考試地點(diǎn)：4—501熱能1001?熱能1003前半4—503熱能1003后半?熱能1005考試題型：選擇題（20道，基礎(chǔ)）；判斷題（10道）;問(wèn)答題（4道左右）復(fù)習(xí)重點(diǎn)（僅供參考）1.2。2熱泵的形式【重點(diǎn)記住ppt的圖示，冬夏運(yùn)行工況不同。冬夏循環(huán)，各點(diǎn)狀態(tài)。結(jié)合老師在黑板上畫(huà)的圖】空氣—空氣熱泵空氣—水熱泵水—水熱泵4供寰、用戶《末朝粵期木度Lm牌地呼智泉玲M井太松熱器地或木帙邁步污本接耳器夏季水—水熱泵4供寰、用戶《末朝粵期木度Lm牌地呼智泉玲M井太松熱器地或木帙邁步污本接耳器夏季I:況西罩水出?供HS西水何t型腹）大地耦合式熱泵水-空氣熱泵型式地下水熱泵地表水熱泵內(nèi)部熱源熱泵太陽(yáng)能輔助熱泵:?廢水源熱泵熱泵二旗自接膨脹，滿液式或再循環(huán)的通發(fā)器問(wèn)路#6。1。1空氣源熱泵冷熱水機(jī)組工作原理國(guó)而全圮團(tuán)往曼式田端規(guī)的風(fēng)冷熱泵機(jī)趣期冷削就程圖I一空氣珊族熱器E—造懦根3-倒睡疑的用4—境式帙荒施5一止同幡5一梅凝地露的包底猙曲曙 單向■聯(lián)翎容一干涌過(guò)施囂1板止耦’ 1AE商糜門(mén)一翱旗靴I工--電贛閩制冷工況時(shí)，從壓縮機(jī)2排出的高溫高壓的工質(zhì)氣體通過(guò)四通閥3進(jìn)入主氣側(cè)換熱器1,冷凝后的工質(zhì)液體通過(guò)右下側(cè)的止回閥5進(jìn)入貯液器10，從貯液器出來(lái)的工質(zhì)液體,通過(guò)帶換熱器的氣液分離器6得到過(guò)冷；工質(zhì)的過(guò)冷液體再經(jīng)過(guò)截止閥9、干燥過(guò)濾器8、電磁閥12、視液鏡11進(jìn)入熱力膨脹閥7。節(jié)流后的工質(zhì)低溫低壓氣體經(jīng)止回閥5進(jìn)入板式換熱器4，蒸發(fā)后的制冷劑蒸氣經(jīng)四通換向閥3進(jìn)入帶換熱器的氣液分離器6，分離后的工質(zhì)蒸氣回入壓縮機(jī)2再壓縮，如此連續(xù)循環(huán)不斷地制取冷水;制熱時(shí)，四通換向閥換向,經(jīng)壓縮機(jī)排出的高溫高壓工質(zhì)蒸氣首先進(jìn)入板式換熱器4放出冷凝熱，并加熱水，加熱后的水進(jìn)入空調(diào)系統(tǒng)供暖。冷凝后的工質(zhì)液體經(jīng)因中左下側(cè)的止回閥5進(jìn)入貯液器10；高壓的工質(zhì)液體經(jīng)帶換熱器的氣液分離器過(guò)冷后．再經(jīng)過(guò)截止閥9、干燥過(guò)濾器8、電磁閥12、視液鏡11后，進(jìn)入熱力膨脹閥7、節(jié)流降壓后的工質(zhì)液體再經(jīng)圖中右上側(cè)的止回閥5進(jìn)入空氣側(cè)換熱器,吸收空氣中的熱量而蒸發(fā)，蒸發(fā)吸熱后的工質(zhì)蒸氣再經(jīng)四通換向閥3、帶換熱器的氣液分離器6回入壓縮機(jī)再壓縮，如此連續(xù)循環(huán)，即可向空調(diào)系統(tǒng)不斷地供應(yīng)熱水；冬季，機(jī)組在制熱工況下運(yùn)行一段時(shí)間后,空氣側(cè)換熱器的翅片管表面會(huì)結(jié)霜，影響傳熱，以致制熱量越來(lái)越小，此時(shí)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成制冷工況。壓縮機(jī)排氣直接進(jìn)入空氣側(cè)換熱器進(jìn)行除霜，經(jīng)短期融霜后,機(jī)組又能轉(zhuǎn)換成制熱工況運(yùn)行。5.3.2空調(diào)(熱泵)設(shè)備容量的確定?熱泵供熱量與建筑物散熱量的矛盾＞當(dāng)建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)一定時(shí)，建筑物散熱量取決于室內(nèi)外的溫差。隨著室外溫度的降低，建筑物熱負(fù)荷逐漸增大。若冬季室內(nèi)溫度維持在設(shè)計(jì)值，則建筑物散熱量只是室外溫度的線性函數(shù)，即Qb=K＊F(tin—tout)式中：Qb—建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)散熱量，左W;K—建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),W/m2-K；F一建筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外墻傳熱面積，m2;t—建筑物室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度，℃；intout-室外環(huán)境溫度，℃。＞另一方面，室外空氣的溫度和濕度隨地區(qū)、季節(jié)和時(shí)間的不同而變化。這對(duì)空氣源熱泵的制熱量和制熱系數(shù)影響很大。特別是當(dāng)冬季室外溫度下降時(shí)，此時(shí)熱泵的蒸發(fā)溫度較低，制熱系數(shù)就會(huì)隨蒸發(fā)溫度下降而下降.若維持室內(nèi)換熱器中的冷凝溫度不變,隨著室外溫度的降低，機(jī)組的供熱量逐漸減少.熱泵的制熱量與室外溫度成近似線性關(guān)系，即Qh=A+B＊tout式中：Q—熱泵制熱量，kW；hA、B-常數(shù)；tout一室外環(huán)境溫度，℃。＞由以上分析可知，當(dāng)室外空氣的溫度降低時(shí)，空氣源熱泵的供熱量減少,而建筑物散熱量卻在增加,即建筑物耗熱量增加，這就造成空氣源熱泵供熱量與建筑物散熱量之間的供需矛盾

室外空氣溫度＞圖中表示出了空氣源熱泵系統(tǒng)的供需特性關(guān)系室外空氣溫度＞圖中MN線為空氣源熱泵供熱特性曲線,CD線為建筑物耗熱量特性曲線,兩條線呈相反的變化趨勢(shì)＞點(diǎn)X為建筑物最大耗熱量＞熱泵制熱量曲線MN和建筑物耗熱量曲線CD的交點(diǎn)0稱(chēng)為平衡點(diǎn),相對(duì)應(yīng)的室外溫度to稱(chēng)為平衡點(diǎn)溫度6。2空氣源熱泵冷熱水機(jī)組變工況特性?制冷量、功耗隨環(huán)境溫度和出水溫度變化的特性曲線一-———三一-———三二出榴蝦C制冷量修正曲線圖機(jī)組的功耗是隨冷水的出水溫度的增加而增加,并也隨環(huán)境溫度的增加而增加。這主要是由于當(dāng)冷水出水溫度增加時(shí)蒸發(fā)壓力提高，此時(shí)如環(huán)境溫度不變，則壓縮機(jī)的壓比減小,對(duì)單位制冷劑的耗功減少、但是由于系統(tǒng)中制冷劑的流量增加，因而壓縮機(jī)的耗功仍然增大。當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，使系統(tǒng)的冷凝壓力升高,導(dǎo)致壓縮機(jī)的壓力比增加,對(duì)單位制冷劑的耗功增加,此時(shí)雖然由于冷凝壓力提高后使系統(tǒng)中的制冷劑流量略有減少，但壓縮機(jī)的耗功仍然是增加的.?機(jī)組的風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的制熱量隨環(huán)境溫度和熱水出水溫度變化的特性曲線

制熱量修正曲線圖風(fēng)冷熱泵冷熱水機(jī)組的制熱量是隨熱水出水溫度的增加而減少，隨環(huán)境溫度的降低而減少.這主要是由于機(jī)組制熱時(shí)，如要求出水溫度的增加，則必須相應(yīng)提高冷凝壓力，當(dāng)壓縮機(jī)冷凝壓力提高后，必然導(dǎo)致系統(tǒng)的制冷劑流量減少,制熱量也相應(yīng)減少。當(dāng)環(huán)境溫度降低到0℃左右時(shí)空氣側(cè)換熱器表而結(jié)霜加快，此時(shí)蒸發(fā)溫度下降速率增加，機(jī)組制熱量下降加劇，必須周期地除霜，機(jī)組才能正常工作。制熱量修正曲線圖機(jī)組在制熱工況下的輸入功率是隨熱水的出水溫度增加而增加的，隨環(huán)境溫度的降低而減少。這主要是由于熱水出水溫度提高時(shí)要求冷凝壓力相應(yīng)提高，此時(shí)如環(huán)境溫度不變，則壓縮機(jī)的壓力比增加、壓縮機(jī)對(duì)每千克制冷劑的耗功增加，導(dǎo)致壓縮機(jī)的輸入功率增加。當(dāng)環(huán)境溫度降低時(shí)系統(tǒng)中的蒸發(fā)溫度降低，使壓縮饑的制冷劑流量減小，特別是環(huán)境溫度降低到0℃以下時(shí)由于空氣側(cè)換熱器表面結(jié)霜,傳熱溫差大，此時(shí)流量減少更快,相應(yīng)壓縮機(jī)的輸入功率大大減小?？諝庠礋岜脵C(jī)組運(yùn)行特性(書(shū)P104)(1)當(dāng)供水溫度一定時(shí),空氣源熱泵的制熱量隨著環(huán)境溫度的升高而增加;其制冷量隨著壞境溫度的升高而減小。但其功率在通常情況下，都是隨著環(huán)境溫度的升高而增大。(2)當(dāng)環(huán)境溫度一定時(shí)，空氣源熱泵的制熱量隨著供水溫度的升高而減少，其制冷量隨著供水溫度的升高而增加，但其功率君醉這供水溫度的升高而增大。但應(yīng)注意:空氣源熱泵在制熱工況下，由于機(jī)組可能有結(jié)露或融霜的問(wèn)題，這將會(huì)使機(jī)組的制熱性能更為復(fù)雜。6。3。1結(jié)霜過(guò)程及其影響因素在結(jié)霜初期霜層增加了傳熱表面的粗糙度及表面積，使蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)有所增加,但隨著霜層增厚導(dǎo)熱熱阻逐漸成為影響傳熱系數(shù)的主要方面，使蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)開(kāi)始下降;霜層的存在加大了空氣流過(guò)翅片管蒸發(fā)器的阻力,減少了空氣流量，增加了對(duì)流換熱熱阻,加劇了蒸發(fā)器傳熱系數(shù)的下降;空氣源熱泵在結(jié)霜工況下運(yùn)行時(shí)，隨著霜層的增厚，將出現(xiàn)蒸發(fā)溫度下降、制熱量下降、風(fēng)量衰減等現(xiàn)象而使空氣源熱泵機(jī)組不能正常工作；結(jié)霜工況下熱泵系統(tǒng)性能系數(shù)在惡性循環(huán)中迅速衰減：霜層厚度不斷增加使得霜層熱阻增加，使蒸發(fā)器的換熱量大大減少導(dǎo)致蒸發(fā)溫度下降，蒸發(fā)溫度下降使得結(jié)霜加劇,結(jié)霜加劇又導(dǎo)致霜層熱阻進(jìn)一步加劇;在冰核形成階段，因?yàn)槔浔砻姹旧淼牟痪鶆颍ㄈ鐒澓?、表面凹進(jìn)現(xiàn)象等），當(dāng)濕空氣在冷表面開(kāi)始凝露后，這些不均勻地方最先開(kāi)始形成過(guò)冷水珠，由于冷表面的進(jìn)一步冷卻作用，當(dāng)過(guò)冷水珠溫度低于三相點(diǎn)溫度時(shí)便形成了冰核，并開(kāi)始長(zhǎng)大;在霜層形成的早期,這些冰核以不同的速度朝垂直壁面的方向發(fā)展，并且長(zhǎng)大呈條狀分布，在這一階段冰核與冰核之間還沒(méi)有相互連接起來(lái)，呈單條狀冰柱狀態(tài);在霜層均勻生長(zhǎng)階段，先前階段形成的條狀冰核在長(zhǎng)大的同時(shí),開(kāi)始產(chǎn)生分枝并且相互開(kāi)始交叉連接，其結(jié)果在宏觀上表現(xiàn)為霜層在加厚的同時(shí)，霜層表面開(kāi)始由粗糙轉(zhuǎn)化為平滑；當(dāng)霜層表面溫度到達(dá)了冰點(diǎn)溫度時(shí)霜層生長(zhǎng)進(jìn)入了充分發(fā)展階段，在宏觀上表現(xiàn)為相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài);平均結(jié)霜除霜損失系數(shù)為結(jié)霜時(shí)熱泵的性能系數(shù)與室外換熱器為干盤(pán)管時(shí)的熱泵性能系數(shù)之比；根據(jù)平均結(jié)霜除霜損失系數(shù)將我國(guó)空氣源熱泵冷熱水機(jī)組適用地區(qū)分成4類(lèi)輕霜區(qū)：成都、重慶、桂林等,平均結(jié)霜除霜損失系數(shù)都在0。97以上，在這些地區(qū)使用熱泵時(shí)結(jié)霜不明顯或不會(huì)對(duì)供熱造成大的影響，熱泵機(jī)組特別適合這類(lèi)地區(qū)應(yīng)用；低溫結(jié)霜區(qū):濟(jì)南、北京、鄭州、西安、蘭州等，這些地區(qū)屬于寒冷地區(qū)，氣溫比較低,相對(duì)濕度也比較低，所以結(jié)霜現(xiàn)象不太嚴(yán)重，一般平均結(jié)霜除霜損失系數(shù)在0。950以上；一般結(jié)霜區(qū):杭州、武漢、上海、南京、南昌、宜昌等，平均結(jié)霜除霜損失系數(shù)在0.80?0。90左右，在使用空氣源熱泵供熱時(shí)要考慮結(jié)霜除霜損失對(duì)熱泵性能的影響；重霜區(qū)：如長(zhǎng)沙，平均結(jié)霜除霜損失系數(shù)達(dá)0.703，主要是因?yàn)樵摰貐^(qū)相對(duì)濕度過(guò)大，而且室外空氣狀態(tài)點(diǎn)恰好處于結(jié)霜速率較大區(qū)間的緣故，在使用空氣源熱泵供熱時(shí)必須充分考慮結(jié)霜除霜損失對(duì)熱泵性能的影響。6.3。2除霜過(guò)程及其控制方法目前,空氣源熱泵機(jī)組都采用熱氣沖霜，即通過(guò)四通閥切換改變工質(zhì)的流向進(jìn)入制冷工況，讓壓縮機(jī)排出的熱蒸氣直接進(jìn)入翅片管換熱器以除去翅片表面的霜層由于在熱泵除霜的過(guò)程中不但不能向室內(nèi)提供熱量,反而還要吸收室內(nèi)的熱量,所以一般用總制熱量和總能效比來(lái)評(píng)價(jià)空氣源熱泵機(jī)組性能的優(yōu)劣＞總制熱量是指在一個(gè)除霜和結(jié)霜周期中熱泵向室內(nèi)提供的總熱量，它等于制熱循環(huán)時(shí)熱泵向室內(nèi)提供的總熱量減去除霜時(shí)熱泵從房間吸收的熱量＞總能效比就是在一個(gè)除霜和結(jié)霜周期中總制熱量與總耗功的比值＞時(shí)間-溫度法模糊智能控制法交叉除霜方式（書(shū)P110還有一些其他，可以參考）7。5。2井水流量計(jì)算（老師倒數(shù)第二節(jié)課上黑板寫(xiě)的推導(dǎo)過(guò)程很有可能考）水源熱泵系統(tǒng)夏季供冷需水量預(yù)測(cè)

式中;5——水源熱泵機(jī)組曳季供冷地卜水需水量，加也口——供冷設(shè)計(jì)忖的空調(diào)冷負(fù)荷，kw；、——地卜水更季回灌溫度.￡；Q——地卜水夏季出水溫度，C；COPc一水源熱泵機(jī)組在匕-％）工況F的制冷性能系數(shù)水源熱泵系統(tǒng)冬季供暖需水量預(yù)測(cè)0_].16"了,―碉,式中：5——水源熱泵機(jī)組冬季供暖地下水需水5+1足由；口——供冷設(shè)計(jì)時(shí)的空調(diào)熱負(fù)荷