熱泵知識完整版本

熱泵知識介紹目錄“熱泵”是什么；熱泵的用途；熱泵的種類及特點(diǎn)；熱泵的工作原理；工程上怎樣選擇熱泵；ACY5P型怎樣為用戶做熱泵與其它熱能產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益分析；熱泵產(chǎn)品的價格。熱泵知識介紹一、“熱泵”是什么熱泵的概念“熱泵”是一種從自然界（空氣、水或土壤）中獲取低位熱，經(jīng)過電力做功轉(zhuǎn)換，使低位熱源流向高位熱源的節(jié)能型加熱裝置。

“熱泵”是一種利用氟利昂介質(zhì)的物理特性，通過輸入電能將其壓縮、釋放，利用其狀態(tài)改變時，特有的低溫物理特性吸收周邊的低位熱量的一種加熱設(shè)備。（按照取熱來源不同一般分為水源熱泵、空氣源熱泵和地源熱泵三種）

二、“熱泵”的用途制熱：為生活、采暖提供熱水；制冷：為工藝、空調(diào)提供冷水；通風(fēng)：為工藝、空調(diào)提供通風(fēng)；三、熱泵的種類及特點(diǎn)；

一、空氣源熱泵：分體式；整體式；二、水源熱泵（分體式）：開式系統(tǒng)；閉式系統(tǒng)；三、地源熱泵（分體式）：

1、地埋管地?zé)嵩聪到y(tǒng)：水平式地埋管系統(tǒng)；垂直式地埋管系統(tǒng)；螺旋式地埋管系統(tǒng)；

2、地下水地?zé)嵩聪到y(tǒng)：開式系統(tǒng)；閉式系統(tǒng)；四、水環(huán)熱泵（分體式）

：熱泵的種類：各種機(jī)型圖片空氣源熱泵整體機(jī)空氣源熱泵分體機(jī)水源熱泵機(jī)組地源熱泵機(jī)組水環(huán)熱泵（分體式）空氣源熱泵特點(diǎn)：

1、節(jié)能，有利于能源的綜合利用；

2、有利于環(huán)境保護(hù)；3、冷、熱及通風(fēng)三項(xiàng)功能結(jié)合，設(shè)備應(yīng)用率高，節(jié)省投資；4、采用電驅(qū)動，調(diào)控方便，可實(shí)現(xiàn)無人堅(jiān)守運(yùn)行；5、設(shè)備占用場地面積小，無條件限制。水源熱泵特點(diǎn)：1、高效節(jié)能

水源熱泵機(jī)組利用的水體溫度（冬季為10℃以上），比環(huán)境空氣溫度高，夏季水體溫度（為30℃以下），水體溫度比環(huán)境空氣溫度低，所以制冷的冷凝溫度降低，使得機(jī)組能效比提高。使用水源熱泵，可以節(jié)約30%的供熱制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。

2、運(yùn)行穩(wěn)定可靠：水源熱泵供、回水的溫度一年四季相對穩(wěn)定，其波動的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣的變動。夏季水體作為空調(diào)的冷源，冬季作為空調(diào)的熱源，水體溫度較恒定的特性，使得熱泵機(jī)組運(yùn)行更可靠、穩(wěn)定，也保證了系統(tǒng)的高效性和經(jīng)濟(jì)性。3、一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣：

水源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，一機(jī)多用，一套系統(tǒng)可以替換原來的鍋爐加空調(diào)的兩套裝置或系統(tǒng)。特別是對于同時有供熱和供冷要求的建筑物，水源熱泵有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。有的建筑物內(nèi)，特別在過渡季節(jié)，部分區(qū)域需要供冷，部分區(qū)域需要供熱，水源熱泵可以同時供冷和供熱，可以實(shí)現(xiàn)建筑內(nèi)冷熱量的轉(zhuǎn)移和平衡，不僅節(jié)省了大量能源，而且用一套設(shè)備可以同時滿足供熱和供冷的要求，減少了設(shè)備的初投資。

地源熱泵特點(diǎn)

1、地源熱泵技術(shù)屬可再生能源利用技術(shù)地源熱泵是利用了地球表面淺層地下熱資源作為冷熱源，進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換。地表淺層是一個巨大的太陽能集熱器，收集了47％的太陽能量，比人類每年利用能量的500倍還多。地?zé)崮芤殉蔀榍鍧嵉目稍偕茉吹囊环N形式。

2、地源熱泵屬經(jīng)濟(jì)有效的節(jié)能技術(shù)地能或地表淺層地?zé)豳Y源的溫度一年四季相對穩(wěn)定，冬季比環(huán)境空氣溫度高，夏季比環(huán)境空氣溫度低，是很好的熱泵熱源和空調(diào)冷源。

3、地源熱泵環(huán)境效益顯著，閉式地源熱泵系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)零污染物排放。

4、地源熱泵一機(jī)多用，應(yīng)用范圍廣，地源熱泵系統(tǒng)可供暖、空調(diào)，還可供生活熱水，可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。水環(huán)熱泵主要特點(diǎn)1、節(jié)約投資：

水源熱泵系統(tǒng)不需設(shè)置機(jī)房，不設(shè)大的通風(fēng)管道，并且沒有冷凍水系統(tǒng)，安裝和投資費(fèi)用大大減少。水源熱泵的空調(diào)系統(tǒng)，夏季管內(nèi)冷卻水供回水設(shè)計(jì)溫度30℃一35℃，冬季供熱水溫度僅為16℃一21℃，因此，水管路系統(tǒng)可以不保溫，管路系統(tǒng)的初投資與維護(hù)費(fèi)用降低。2、可獨(dú)立控制，便于計(jì)量和收費(fèi)：

可實(shí)現(xiàn)分戶用電獨(dú)立控制，供熱空調(diào)耗能用電負(fù)荷在用戶位置計(jì)量與收費(fèi)。對于用戶合理使用空調(diào)系統(tǒng)，節(jié)約空調(diào)系統(tǒng)的能耗，很有利于公平、公正、公開地攤派空調(diào)運(yùn)行管理費(fèi)用。

釋放熱量100KW消耗電能23KW釋放冷量21KW四、熱泵工作原理圖空氣源熱泵工作原理圖1、空氣源熱泵裝置的組成主要設(shè)備：

壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器及節(jié)流裝置四部分組成。熱量產(chǎn)生的過程：通過讓工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)（吸取環(huán)境中的熱量）壓縮冷凝（放出熱量）節(jié)流再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，從而將環(huán)境里的熱量轉(zhuǎn)移到水中。

2、空氣源熱泵工作原理空氣源熱泵運(yùn)行工作原理是按照逆卡諾循環(huán)原理，從起初的低溫冷媒（氟利昂R22）通過節(jié)流裝置減壓汽化成-30℃的低壓低溫氣體，在蒸發(fā)器中吸收周圍空氣的熱量（低溫位能）轉(zhuǎn)化成常溫冷媒，在進(jìn)入壓縮機(jī)壓縮升溫成為95℃以上的高溫氣體冷媒（即為高溫位能），然后進(jìn)入冷凝器，在冷凝器內(nèi)冷媒冷凝放熱，加熱冷水，放熱后的冷媒進(jìn)入儲液罐，經(jīng)節(jié)流裝置，經(jīng)過節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪籂顟B(tài)，再次進(jìn)入蒸發(fā)器。就這樣冷媒在蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置四大部件之間不斷的循環(huán)運(yùn)行，從而不斷的將從空氣中吸取的熱量傳遞給需要加熱的冷水，直至水箱中的冷水達(dá)到設(shè)定溫度。地源熱泵工作原理圖地源熱泵工藝系統(tǒng)圖水平式埋管垂直式埋管地源熱泵工藝系統(tǒng)圖地源熱量地源熱量地源熱量地源熱量垂直式埋管地源熱泵系統(tǒng)水源熱泵工作原理圖1、各種熱泵性能對比對比項(xiàng)目空氣源熱泵水源熱泵地源熱泵產(chǎn)品單機(jī)輸出功率

制熱：6-240KW；同時制冷：2-40KW；制熱：6-3700KW；制冷：2-4000KW；制熱：6-2000KW；制冷：2-1600KW；設(shè)備能效比COP值綜合為4.0綜合為5.5綜合為4.5設(shè)備機(jī)房要求無機(jī)房要求，防護(hù)等級滿足露天設(shè)置要求100KW以下的不需要機(jī)房，100KW以上的需要機(jī)房100KW以下的不需要機(jī)房，100KW以上的需要機(jī)房每小時加熱1噸水能力的主機(jī)平均占地面積1.72㎡100KW以下的：1.8㎡100KW以上的：3.0㎡100KW以下的：1.8㎡100KW以上的：3.0㎡設(shè)備投資額／輸出功率100KW10.0萬元30.0萬元（其中30％為水源引水工程）50.0萬元（其中地下、地上工程各占一半）自動化運(yùn)行程度全自動控制，無需值守全自動控制，無需值守全自動控制，無需值守每100KW能量的運(yùn)行成本

11元13元15元五、工程上怎樣選擇熱泵2、選擇熱泵的主要思路生活熱水工程及小型的1萬平方米以下的供熱采暖工程項(xiàng)目，加熱設(shè)備可采用空氣源熱泵；在水源500米范圍的建筑采暖、空調(diào)工程項(xiàng)目，加熱供冷設(shè)備可采用水源熱泵；酒店、寫字樓、學(xué)校、醫(yī)院（無蒸汽要求的工程項(xiàng)目），加熱供冷設(shè)備可采用熱泵；建筑物附近具有廢舊井下水資源的建筑采暖、空調(diào)工程項(xiàng)目，加熱供冷設(shè)備可采用水源熱泵；地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、巖石層熱物理性質(zhì)直接影響地源熱泵應(yīng)用效果。為此，京國土熱〔2008〕531號規(guī)定：“規(guī)模為10000平方米以上（含）的項(xiàng)目，需提交地源熱泵項(xiàng)目淺層地溫地質(zhì)條件勘查評價報告，并取得專家論證的意見”。

3、設(shè)備選擇的要點(diǎn)1、生產(chǎn)企業(yè)具有與專業(yè)高等院校聯(lián)合研發(fā)的合作關(guān)系；2、生產(chǎn)企業(yè)具有完善的產(chǎn)品試驗(yàn)、檢測手段；3、主要的產(chǎn)品設(shè)備部件有一定量的儲備量；4、有一定數(shù)量的產(chǎn)品銷售業(yè)績（重點(diǎn)是使用三年以上，同類產(chǎn)品的業(yè)績）；5、企業(yè)有強(qiáng)大的技術(shù)力量和隸屬企業(yè)自己的安裝施工隊(duì)伍；6、機(jī)組主要部件應(yīng)選擇進(jìn)口或同類產(chǎn)品最好的合資企業(yè)的產(chǎn)品（尤其是四大主要部件和電氣控制系統(tǒng)）；7、有較強(qiáng)水平的售后技術(shù)服務(wù)能力。8、具備系統(tǒng)智能化控制，根據(jù)設(shè)定工質(zhì)的溫度自動啟停循環(huán)水泵，降低機(jī)組耗電。9、具備數(shù)碼精準(zhǔn)控制節(jié)流技術(shù)，取代熱力膨脹閥及數(shù)碼控制蓄能化霜，有效保證機(jī)組高效運(yùn)行（尤其是北方地區(qū)）。1、空氣源熱泵吸熱量計(jì)算公式:

Q3=Q1+Q2式中：

Q3----冷凝器中釋放的熱量；（高溫高壓的氣態(tài)冷媒與水進(jìn)行熱交換，高壓的冷媒在常溫下被冷卻、冷凝為液態(tài)。這過程中，冷媒放出熱量用來加熱水，使水升溫變成熱水。水吸收的熱為Q3）。

Q1----環(huán)境介質(zhì)中儲存的能量；

（低溫低壓的液態(tài)冷媒經(jīng)過蒸發(fā)器（空氣熱交換器）吸收空氣中的熱量自身蒸發(fā)，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。冷媒從空氣中吸收的熱為Q1）。

Q2----壓縮機(jī)耗電量；（低溫低壓氣態(tài)的冷媒經(jīng)過壓縮機(jī)成為高壓高溫氣態(tài)。壓縮機(jī)的壓縮功能轉(zhuǎn)化的熱量為Q2）。

六、怎樣為用戶做熱泵與其它熱能產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益分析（1.）熱泵作為高效集熱并轉(zhuǎn)移熱量的加系統(tǒng)裝置，可以把壓縮機(jī)所消耗的電力變?yōu)?.5倍甚至4倍以上的熱能（即：Q1+Q2=Q3）。

（2.）對于空調(diào)：Q1=Q3-Q2；Q1為冷媒從空氣中吸收的熱量（即制冷量），這樣不斷地從房間內(nèi)吸收熱量，把房間的間諜降低，據(jù)國標(biāo)的規(guī)定，在標(biāo)準(zhǔn)工況下，制冷的效能比COP值（制冷量與功率之比，即Q1/Q2）不能低于2.4，一般空調(diào)制冷的COP值大于2.6。

（3.）對于熱泵：Q2+Q1=Q3；Q3為水從冷媒中吸收的熱量，它要大于冷媒從空氣中吸收的熱量，差值為Q2，即壓縮機(jī)壓縮冷媒產(chǎn)生的熱量。所以同等工況下熱泵熱水器的COP值（制冷量與功率之比，即Q3/Q2），要比空調(diào)的COP值大。（4.）據(jù)測試，在標(biāo)準(zhǔn)工況下，空氣源熱泵機(jī)組的全年綜合熱效率的COP值為4.0以上。分析式中：Q——每噸冷水加熱至55℃所需要熱量，kJ；

c——水的比熱，按4.186kJ/(kg.℃)計(jì)算；

ρ——水的密度，按1000kg/m3計(jì)算；

V——水的體積，1m3；△T——熱水、冷水的溫度差，℃。冷水加熱所需要熱量的計(jì)算公式：

2、加熱熱水效益分析數(shù)據(jù)計(jì)算每噸冷水加熱至55℃所需要的熱量

季節(jié)

時段

天數(shù)冷水平均溫度（℃）加熱所需熱量

(kJ)夏季7月～10月12020146510.0過度季節(jié)3月～6月、110冬季12月、1月、2月

955209300.0各種熱源實(shí)際可利用熱值:（即單位量能源產(chǎn)熱量的實(shí)際可利用值）名稱

熱值熱效率實(shí)際可利用熱值

電熱水器3600kJ/度95%3240kJ/度燃柴油鍋爐43000kJ/㎏80%

34400kJ/㎏燃?xì)忮仩t35580kJ/M390%

32000kJ/M3太陽能熱水器（加電輔）綜合補(bǔ)充系數(shù)為1.41熱泵機(jī)組夏季3600kJ/度420%15120kJ/度過度季3600kJ/度370%13320kJ/度冬季3600kJ/度250%9000kJ/度不同設(shè)備制取每噸熱水成本名稱

能耗量

能源單價熱水成本平均成本電加熱水夏季146510kJ÷3240kJ/度=45.22度

0.5元/度22.61(元)27.79元

／噸水過度季188370kJ÷3240kJ/度=58.14度

29.07(元)冬季209300kJ÷3240kJ/度=64.60度

32.30(元)燃油加熱水夏季146510kJ÷34400kJ/㎏=4.26㎏6.00元/㎏25.56(元)31.39元

／噸水過度季188370kJ÷34400kJ/㎏=5.47㎏32.82(元)冬季209300kJ÷34400kJ/㎏=6.08㎏36.48(元)燃?xì)饧訜崴募?46510kJ÷32000kJ/M3=4.58M32.05/M39.39(元)11.54元

／噸水過度季188370kJ÷32000kJ/M3=5.89M312.07(元)冬季209300kJ÷32000kJ/M3=6.54M313.41(元)太陽能熱水器