【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 PUMP 167。 23 蒸汽壓縮式熱泵的理論循環(huán) ? 說(shuō)明 ： 同壓縮式制冷循環(huán) ? 差別 ： 講解 qh、 ?h 的差別 （ 圖 28及 公式 216~220） 167。 24 布雷頓熱泵循環(huán) ? 組成 ： 由兩個(gè) 等壓過(guò)程 和兩個(gè) 等熵過(guò)程 組成。（ 圖 2 圖 211及 公式 221~27） ? 說(shuō)明 ： 最早的空氣制冷機(jī)是封閉的 布雷頓循環(huán) 。 熱 泵 HEAT PUMP 167。 25 斯特林循環(huán)（簡(jiǎn)介） ? 組成 ： 由兩個(gè) 等溫 和兩個(gè) 等容 過(guò)程組成，主要用于低溫系統(tǒng)，圖 212及公式228~232。 ? 說(shuō)明 ： 1816年由 斯特林 提出，最初用于熱機(jī)。 1861年 柯克 提出斯特林制冷循環(huán)，近年來(lái)，也在研究用斯特林循環(huán)的動(dòng)力機(jī) ，驅(qū)動(dòng)壓縮式熱泵的熱泵機(jī)組。 熱 泵 HEAT PUMP 167。 26 吸收式熱泵理論循環(huán) ? 說(shuō)明 ： 與壓縮式熱泵循環(huán)比較 ? 講解 ： Qh=Qc+Qa、 ?h 差別 （ 圖 21 1 15及 公式 233~240） 167。 27 溫差電熱泵 ? 說(shuō)明 ： 同溫差電制冷循環(huán) ? 講解 ： Qh 、 ?h的差別 （ 圖 216及公式 241~252） ? 由于成本高、效率低以及可靠性差，妨礙了溫差電熱泵的普遍應(yīng)用，只能用于功率低、體積小、噪音低的特殊場(chǎng)合。 熱 泵 HEAT PUMP 167。 28 CO2跨臨界熱泵循環(huán) 說(shuō)明 ： CO2的臨界溫度接近環(huán)境溫度，根據(jù)循環(huán)的外部條件，可實(shí)現(xiàn)三種循環(huán)。 ? 亞臨界循環(huán)（ Subcritical Cycle） ? 跨臨界循環(huán)（ Transcritical Cycle） ? 超臨界循環(huán)（ Hypercritical Cycle） ? 目前制冷、空調(diào)、熱泵熱水器等設(shè)備中采用的 CO2循環(huán)形式，基本上都是跨臨界循環(huán)方式。（ P54，圖 217） 熱 泵 HEAT PUMP 圖 21 a)熱泵裝置 (b)制冷裝置 c)同時(shí)供冷供熱聯(lián)合循環(huán)機(jī) 熱 泵 HEAT PUMP 圖 22 制冷循環(huán)與熱泵循環(huán)的 溫度區(qū)間比較 熱 泵 HEAT PUMP 圖 23 被加熱物體溫度升高時(shí)， 熱泵循環(huán)的 Ts圖 熱 泵 HEAT PUMP AhAr TT TwQε ??? 1 （ 25） 001121 12TTTεεWWQWQWεhrrhr???????????其中：，（ 26） 熱 泵 HEAT PUMP 圖 24 有傳熱溫差的熱泵循環(huán) 熱 泵 HEAT PUMP 圖 25 兩相區(qū)的逆卡諾循環(huán) 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 圖 26 勞倫茲循環(huán) mAmHmHh TTT,???（ 215） 熱 泵 HEAT PUMP 溫 度 T 熵 S 洛倫茲循環(huán)的 Ts圖 熱源溫度可變時(shí)的逆向可逆循環(huán) — 洛倫茲循環(huán) 洛倫茲循環(huán)工作在二個(gè)變溫?zé)嵩粗g。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(guò)程 熱 泵 HEAT PUMP 圖 28 蒸汽壓縮式熱泵的工作原理圖 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 圖 210 封閉的布雷頓熱泵循環(huán)流程圖 熱 泵 HEAT PUMP 圖 211 布雷頓熱泵理論循環(huán)的 pv圖與 Ts圖 熱 泵 HEAT PUMP 433122TTTTTTεh ????（ 227） 熱 泵 HEAT PUMP 圖 213 吸收式熱泵原理簡(jiǎn)圖 熱 泵 HEAT PUMP 圖 214 吸收式熱泵循環(huán)的 Ts圖 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 圖 215 有溶液熱交換器的吸收式熱泵圖式 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 圖 2l6 溫差電熱泵示意圖 熱 泵 HEAT PUMP 熱 泵 HEAT PUMP 第三章 熱泵的低位熱源和驅(qū)動(dòng)能源 167。 34 土壤源 ★ 167。 33 水 源 ★ 167。 31 概 述 ★ 167。 32 空氣源 ★ 167。 35 太陽(yáng)能 ★ 167。 37 熱泵系統(tǒng)中的蓄熱 ★ 167。 36 驅(qū)動(dòng)能源和驅(qū)動(dòng)裝置 ★ 167。 38 熱泵的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià) ★ 熱 泵 HEAT PUMP 第三章 熱泵的低位熱源和驅(qū)動(dòng)能源 167。 31 概述 一、低位熱源的種類 ? 空氣源（一般為環(huán)境空氣） ? 水源（①地表水②地下水③海水等） ? 土壤源（又稱地源） ? 太陽(yáng)能（清潔能源） ? 工業(yè)或民用余廢熱（廢水或廢氣） 熱 泵 HEAT PUMP 二、對(duì)低位熱源的要求 ? 要有足夠的數(shù)量和較高的品位 ? 沒(méi)有任何附加費(fèi)用或僅有極少的附加費(fèi)用 ? 輸送熱量的載熱（冷）劑的動(dòng)力消耗要盡 可能小 ? 載熱（冷）劑對(duì)金屬材料應(yīng)無(wú)（或盡量?。└g作用 ? 熱源溫度的時(shí)間特性和供熱的時(shí)間特性應(yīng) 盡量一致 熱 泵 HEAT PUMP ? 熱源的載熱劑應(yīng)盡量潔凈、無(wú)雜質(zhì) ? 熱源與系列化的熱泵產(chǎn)品應(yīng)匹配 三、待研究和探討的問(wèn)題 ? 熱源的 蓄熱問(wèn)題 （蓄熱裝置可減小熱泵裝置的容量，使熱泵能經(jīng)常在高效率下運(yùn)行） ? 低溫?zé)嵩磁c輔助熱源的 匹配問(wèn)題 ? 研究土壤、空氣、水、太陽(yáng)能和蓄熱等的 綜合利用問(wèn)題 熱 泵 HEAT PUMP 167。 32 空氣源熱泵 一、空氣源熱泵的優(yōu)缺點(diǎn) ? 取之不盡、用之不竭，可無(wú)償?shù)孬@取，安裝使用方便 ? 熱泵的容量和制熱性能系數(shù)受室外空 氣的狀態(tài)參數(shù)（如溫度和相對(duì)濕度） 影響大，容易造成 熱泵供熱量與建筑 物耗熱量 之間的供需矛盾。 熱 泵 HEAT PUMP ? 冬季室外溫度很低時(shí)，室外換熱器表面容易 結(jié)霜 ，導(dǎo)致熱泵制熱性能系數(shù)和可靠性降低，甚至無(wú)法正常供熱。 ? 需要較大的空氣循環(huán)量（空氣的熱容量較?。?，因此，風(fēng)機(jī)的容量也相應(yīng)增大，運(yùn)行費(fèi)用和噪音大大增加。 二、 我國(guó) 7個(gè)采暖區(qū)域的 分布圖 ? 一級(jí)區(qū)區(qū)劃指標(biāo)（ P59，表 31） ? 二級(jí)區(qū)區(qū)劃指標(biāo)（ P60，表 32） 熱 泵 HEAT PUMP 167。 33 水源熱泵 一、水源熱泵的優(yōu)缺點(diǎn) ? 水的熱容量大，傳熱性能好，換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊。 ? 水溫較穩(wěn)定，故熱泵運(yùn)行工況也較穩(wěn)定 ? 可使用 地表水 （河水、湖水、海水），地下水 （深井水、泉水、地?zé)崴龋?，生活廢水和工業(yè)用水 （工業(yè)冷卻水、生產(chǎn)工藝排放的廢溫水、污水等），來(lái)源廣闊。 熱 泵 HEAT PUMP ? 必須靠近水源，應(yīng)設(shè)有蓄水裝置 ? 對(duì)水質(zhì)有一定的要求（ 潔凈度 、 防腐蝕 等問(wèn)題） 二、地下水 地下水的優(yōu)點(diǎn) ? 說(shuō)明 ： 無(wú)論是深井水還是地?zé)崴?，都是熱泵良好的低位熱源?地下水 位于較深的地方，隨季節(jié)氣溫的波動(dòng)很小；特別是 深井水 的水溫常年基本不變，對(duì)熱泵的運(yùn)行十分有利。 熱 泵 HEAT PUMP 選用地下水作為低溫?zé)嵩磿r(shí)，應(yīng)注意 ? 我國(guó)地下水分布的不均勻性 ? 含水層的滲透性 ? 地下水的溫度 ? 地下水的水質(zhì) ? 我國(guó)地下水超采現(xiàn)象嚴(yán)重，已引起一些地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題 熱 泵 HEAT PUMP 深井回灌 ? 夏灌冬用 ： 把夏季溫度較高的江河水，或經(jīng)熱泵冷凝器使用后的冷卻水、太陽(yáng)能集熱器加熱后的水通過(guò) 深井管回灌 到地下含水層中儲(chǔ)存起來(lái)，冬季再?gòu)纳罹袑⑺槌鲎鳛闊岜玫臒嵩础? ? 冬灌夏用 ： 把冬季溫度較低的江河水，或經(jīng)熱泵蒸發(fā)器冷卻后的深井水以及蒸發(fā)冷卻的水回灌到地下含水層中儲(chǔ)存起來(lái)，到夏季再抽出作為空調(diào)的冷源。 熱 泵 HEAT PUMP 三、地表水 包括 江、河、湖、海 的水源，要求冬季不結(jié)冰。 地表水的特點(diǎn) ? 江河水流量變化大 ? 河流水溫的變化?。?圖 3圖 32） ? 河流含沙量大 ? 河流天然水質(zhì)差異明顯 熱 泵 HEAT PUMP 海水 源的特殊性 ? 近海域 海水水溫 會(huì)因地、因時(shí)而異，同 時(shí)海洋水溫也會(huì)隨著其深度的不同而異 （ P66，表 36） ? 海水含鹽量 高 ， 腐蝕性強(qiáng) ? 海洋生物 會(huì)造成取水構(gòu)筑物、管道和設(shè) 備的堵塞，并不易清除 ? 海水取水構(gòu)筑物在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分注意 到 潮汐和海浪 的影響 ? 取水口應(yīng)避開(kāi) 泥沙可能淤積 的地方，最 好設(shè)在巖石海岸、海灣或防波堤內(nèi) 熱 泵 HEAT PUMP 四、生活廢水 ? 說(shuō)明 ： 生活廢水量大面廣，作為熱泵的低位熱源，可使熱泵具有較高的制熱性能系數(shù)。 城市污水 是很好的熱源，在整個(gè)采暖季內(nèi)，溫度比較穩(wěn)定?，F(xiàn)代化城市的污水處理設(shè)施十分完善，每天排放的大量污水經(jīng)初步凈化后，是水源熱泵理想的低位熱源。 ? 存在的問(wèn)題 ： 如何貯存足夠量的水以應(yīng)付供熱負(fù)荷的波動(dòng)，以及如何保持換熱器表面的清潔和防止水的腐蝕。 熱 泵 HEAT PUMP 五、工業(yè)廢溫水 ? 說(shuō)明 ： 工業(yè)廢溫水形式很多，數(shù)量可觀，利用價(jià)值很大。有的溫度較高，可作為 高溫?zé)嵩?直接使用；而有的溫度較低，則可作為低溫?zé)嵩?使用。 熱 泵 HEAT PUMP 167。 34 土壤源熱泵 一、土壤源熱泵的優(yōu)缺點(diǎn) ? 全年 地溫波動(dòng) 小，冬季土壤溫度比空氣溫度高，熱泵的制熱性能系數(shù)較高。 ? 埋地盤管不需要除霜。 ? 在采暖季節(jié)，當(dāng)室外氣溫最低時(shí)（此時(shí)采暖需熱量最大）。土壤的溫度并不是最低，所以，熱泵的供熱能力也不會(huì)降到最低。 熱 泵 HEAT PUMP ? 埋地盤管 冬季從土壤中取出的熱量，在夏季可通過(guò)熱傳導(dǎo)由地面補(bǔ)充。因此，土壤同時(shí)也起了 蓄能 的作用。 ? 土壤的導(dǎo)熱系數(shù)小，工質(zhì)與土壤之間的熱交換強(qiáng)度小，需要 增大換熱面積 ，金屬耗量大。 ? 土壤對(duì)埋地盤管有腐蝕作用，應(yīng)進(jìn)行 防腐蝕 處理。 ? 在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中因采熱而引起地溫發(fā)生變化， 地溫變化 又造成土壤源熱泵蒸發(fā)溫度的變化，使運(yùn)行工況不穩(wěn)定。 熱 泵 HEAT PUMP 二、土壤性質(zhì)對(duì)熱泵性能的影響 土壤源的特性 ? 土壤是熱泵的一種良好的低溫?zé)嵩矗? 溫度變化不大，換熱器基本不需要除霜，并有一定的蓄能作用。 ? 土壤