注冊(cè)暖通工程師基礎(chǔ)知識(shí)考試教材講義（14）

熱泵相關(guān)知識(shí)

1、泵與熱泵的工作原理

(1)泵的概念：所謂泵是一種把分散物質(zhì)集中并提高其位能的裝置。“熱”不是物質(zhì)，而是能，“熱”的集中和提高位能必須通過載體來(lái)實(shí)現(xiàn)，載體就是冷媒。熱泵就是利用少量高品位的電能作為驅(qū)動(dòng)能源，從低溫分散的熱源高效吸收低品位熱能并傳輸給高溫?zé)嵩?，達(dá)到“泵熱”的目的。

(2)熱泵的概念：熱泵目前應(yīng)用最普遍的是蒸汽壓縮式熱泵。這種熱泵系統(tǒng)的工作原理：冷媒在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱后蒸發(fā)，蒸發(fā)成過熱蒸汽進(jìn)入壓縮機(jī)，在壓縮機(jī)中經(jīng)絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w，經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓液體，液態(tài)冷媒經(jīng)節(jié)流為低溫低壓液體，再進(jìn)入蒸發(fā)器定壓吸熱，依次往復(fù)循環(huán)。熱泵熱水器就是把空氣中熱能搬運(yùn)到水中將水加熱。

熱泵技術(shù)是一種提高能量品位的技術(shù)，它不是能量轉(zhuǎn)換的過程，所以不受能量轉(zhuǎn)換效率極限100%的制約，而是遵守逆卡諾原理。其搬運(yùn)的能量與驅(qū)動(dòng)熱泵的電能之比稱為制熱性能系數(shù)又稱為能效比(用cop來(lái)表示)。能效比cop值越大越節(jié)能。

一臺(tái)熱泵的主要裝置由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥組成。工作過程是通過工質(zhì)不斷完成蒸發(fā)(吸取環(huán)境中的能量)→壓縮→冷凝(放出能量)→節(jié)流→再蒸發(fā)的熱力循環(huán)過程，將環(huán)境中的熱量轉(zhuǎn)移到加熱對(duì)象中。從而使加熱對(duì)象的溫度達(dá)到使用范圍。由于電不是直接參與加熱故所需的電量不要很多。電能的熱利用率可達(dá)到300%。

2、熱泵熱水器分類

目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)熱泵熱水器主要有兩種：

一種是蒸發(fā)器從空氣中吸收熱量，通過轉(zhuǎn)換將冷凝器中的水溫逐步升高來(lái)制熱水的設(shè)備，稱為空氣源熱泵熱水器;

另一種是蒸發(fā)器從水中吸收熱量，通過轉(zhuǎn)換將冷凝器中的水溫升高來(lái)制熱水的設(shè)備，稱為水源熱泵熱水器。

機(jī)組構(gòu)成運(yùn)行模式及原理

熱泵式熱水機(jī)組是由一個(gè)制冷循環(huán)組成，包括主機(jī)和冷凝器兩部分。其中主機(jī)部分包括蒸發(fā)器、風(fēng)扇、壓縮機(jī)及膨脹閥;冷凝器為內(nèi)放冷凝盤管的保溫箱。制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸收外部空氣的熱量，通過熱泵循環(huán)在冷凝盤管內(nèi)釋放熱量，加熱水箱內(nèi)的水。水箱的保溫層采用閉孔橡膠海綿或聚氨脂發(fā)泡，且具有良好的保溫性能。

熱泵機(jī)組設(shè)備內(nèi)專置一種吸收熱媒質(zhì)???冷媒，它在液化的狀態(tài)下常溫低于零下20度，故此，它與外界溫度存在著溫差，冷媒吸收了外界的溫度，在蒸發(fā)器內(nèi)部產(chǎn)生壓力并蒸發(fā)汽化，通過熱交換器(熱泵)的工作，使冷媒從汽化狀態(tài)轉(zhuǎn)化為液化狀態(tài)時(shí)，客觀存在的熱量便釋放給水罐中的儲(chǔ)用水。電只用在使熱能釋放出來(lái)，而不是用在直接加熱，故用電量很少，在夏季氣溫高時(shí)，生產(chǎn)一噸熱水約損耗5-6度電，冬季寒冷的天氣約損耗20-25度電，全年平均不超過15度電。