泵的基本工作原理與評價

2熱泵的基本工作原理與評價

高位能與低位能

熱泵的定義熱泵的基本工作原理

熱泵的種類與形式熱泵的評價

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)動水輪機(jī)，水輪機(jī)再拖動水泵。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，壩中的水和湖中的水，雖然都是水，但其價值是不同的。壩中的水具有作功能力，其價值也高。能量不僅有數(shù)量多少之分，也有質(zhì)量問題。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，可以說明以下幾點:評價能源的價值時，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題是十分重要的。因為實際的能量利用過程有兩個特性：量的守恒性和質(zhì)的貶值性。任何用能過程實質(zhì)上也可以說成能的量與質(zhì)的利用過程。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)該說是一種巨大的浪費。因為,在這種情況下，儲藏在燃料中的化學(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，過去認(rèn)為不用能即節(jié)能，實際上應(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)語標(biāo)準(zhǔn)>

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

“熱泵”定義為“靠高位能拖動，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”?！吨评涔こ碳夹g(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)。因為制冷循環(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)狻⒂?、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、不付代價的、自動的從低溫物體轉(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，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)動功的型式，可把常見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（實際循鞋環(huán)）國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熱泵的啄種類與困形式熱泵奶可按紀(jì)多種軍特征委進(jìn)行蜜分類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/空氣請熱泵水/水熱泵土壤/空氣熱販泵土壤/水熱說泵低溫?zé)崤踉?熱媒：29按用途嚼分小型水架加熱器呢美國198伯8年已運(yùn)朱行的熱建泵熱水爭器達(dá)20粥0多萬熟臺。全年運(yùn)趨行的空氣調(diào)和采偷暖熱泵同時肌供熱雀供冷莖熱泵同時融供熱負(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類加工廠清洗用溫水制冷肉類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、儲存室冷卻屠宰場清洗用溫水冷藏庫及速凍間溜冰場采暖、游泳池冰場制冷大型冷庫供熱、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、冰水同時供梳熱供冷估熱泵31裝置用途用熱廢熱來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?，供永熱溫度?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)動方值式分電動主機(jī)驅(qū)丸動—電動咐熱泵羊；熱力朽驅(qū)動健熱泵—熱能驅(qū)騰動，如金吸收式疊熱泵、桑蒸氣噴殲射式熱遼泵；發(fā)素動機(jī)驅(qū)骨動（內(nèi)宇燃機(jī)、苗氣輪機(jī)姥、燃?xì)饣螜C(jī)等）。33常見閉慶式蒸汽蠢壓縮循烈環(huán)熱泵圖示3435363738394041422.獄5熱泵刪的評忌價在暖通鐘空調(diào)工模程中采耍用熱泵曉節(jié)能的心經(jīng)濟(jì)評聾價問題緞十分復(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、地蘆區(qū)氣竊候特喝性、殊低位爪熱源蛋特性額、設(shè)暫備價朵格、倉設(shè)備潔使用貍壽命檢、燃唯料價點格、穴電力到價格等。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幾個評掉價指標(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