2014年暖通工程師考試專業(yè)知識復習資料3

　　源熱泵的工作原理、分類及其應用方式

　　熱泵工作原理作為自然界的現(xiàn)象，正如水由高處流向低處那樣，熱量也總是從高溫流向低溫。但人們可以創(chuàng)造機器，如同把水從低處提升到高處而采用水泵那樣，采用熱泵可以把熱量從低溫抽吸到高溫。所以熱泵實質上是一種熱量提升裝置，它本身消耗一部分能量，把環(huán)境介質中貯存的能量加以挖掘，提高溫位進行利用，而整個熱泵裝置所消耗的功僅為供熱量的三分之一或更低，這也是熱泵的節(jié)能特點。

　　熱泵與制冷的原理和系統(tǒng)設備組成及功能是一樣的，對蒸汽壓縮式熱泵(制冷)系統(tǒng)主要由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流閥組成：壓縮機起著壓縮和輸送循環(huán)工質從低溫低壓處到高溫高壓處的作用，是熱泵(制冷)系統(tǒng)的心臟;蒸發(fā)器是輸出冷量的設備，它的作用是使經(jīng)節(jié)流閥流入的制冷劑液體蒸發(fā)，以吸收被冷卻物體的熱量，達到制冷的目的;冷凝器是輸出熱量的設備，從蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機消耗功所轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走，達到制熱的目的;膨脹閥或節(jié)流閥對循環(huán)工質起到節(jié)流降壓作用，并調節(jié)進入蒸發(fā)器的循環(huán)工質流量。

　　根據(jù)熱力學第二定律，壓縮機所消耗的功(電能)起到補償作用，使循環(huán)工質不斷地從低溫環(huán)境中吸熱，并向高溫環(huán)境放熱，周而往復地進行循環(huán)。

　　熱泵分類熱泵是需要冷凝器的熱量，蒸發(fā)器則從環(huán)境中取熱，此時從環(huán)境取熱的對象稱為熱源;相反制冷是需要蒸發(fā)器的冷量，冷凝器則向環(huán)境排熱，此時向環(huán)境排熱的對象稱為冷源。

　　蒸發(fā)器冷凝器根據(jù)循環(huán)工質與環(huán)境換熱介質的不同，主要分為空氣換熱和水換熱兩種形式。這樣熱泵或制冷機根據(jù)與環(huán)境換熱介質的不同，可分為水―水式，水―空氣式，空氣―水式，和空氣―空氣式共四類。

　　利用空氣作冷熱源的熱泵，稱之為空氣源熱泵。空氣源熱泵有著悠久的歷史，而且其安裝和使用都很方便，應用較廣泛。但由于地區(qū)空氣溫度的差別，在我國典型應用范圍是長江以南地區(qū)。在華北地區(qū)，冬季平均氣溫低于零攝氏度，空氣源熱泵不僅運行條件惡劣，穩(wěn)定性差，而且因為存在結霜問題，效率低下。

　　利用水作冷熱源的熱泵，稱之為水源熱泵。水是一種優(yōu)良的熱源，其熱容量大，傳熱性能好，一般水源熱泵的制冷供熱效率或能力高于空氣源熱泵，但由于受水源的限制，水源熱泵的應用遠不及空氣源熱泵。

　　地源熱泵工作原理及分類地源熱泵則是利用水源熱泵的一種形式，它是利用水與地能(地下水、土壤或地表水)進行冷熱交換來作為水源熱泵的冷熱源，冬季把地能中的熱量“取”出來，供給室內采暖，此時地能為“熱源”;夏季把室內熱量取出來，釋放到地下水泵或地表水中，此時地能為“冷源”。

　　地源熱泵供暖空調系統(tǒng)主要分三部分：室外地能換熱系統(tǒng)、水源熱泵機組和室內采水泵銷售末端系統(tǒng)。

　　其中水源熱泵機主要有兩種形式：水―水式或水―空氣式。三個系統(tǒng)之間*水或空氣上海水泵熱介質進行熱量的傳遞，水源熱泵與地能之間換熱介質為水，與建筑物采暖空調末端換熱介質可以是水或空氣。

　　地源熱泵同空氣源熱泵相比，有許多優(yōu)點：(1)全年溫度波動小。冬季溫度比空氣溫度高，夏季比空氣溫度磁力泵此地源熱泵的制熱、制冷系數(shù)要高于空氣源熱泵，一般可高于40%，因此可節(jié)能和節(jié)省費用40%左右。(2)冬季運行不需要除霜，減少了結霜和除霜的損失。(3)地源有較隔膜泵能作用。

　　地源分類地源按照室外換熱方式不同可分為三類： 1.土壤埋盤管系統(tǒng)，2.地下水系統(tǒng)，3.地表水系統(tǒng)。

　　根據(jù)循環(huán)水是否氣動隔膜泵密閉系統(tǒng)，地源又可分為閉環(huán)和開環(huán)系統(tǒng)。

　　閉環(huán)系統(tǒng)如埋盤管方式(垂直埋管或水平埋管)，地表水安置換熱器方式。

　　開環(huán)系統(tǒng)如抽取地下水或地表水方式。

　　螺桿泵此外，還有一種“直接膨脹式”，它不象上述系統(tǒng)那樣采用中間介質水來傳遞熱量，而是直接將熱泵的一個換熱器(蒸發(fā)器)埋入地下進行換熱。

　　離心泵地源熱泵應用方式地源熱泵的應用方式從應用的建筑物對象可分為家用和商用兩大類，從輸送冷熱量方式可分為集中系統(tǒng)、分散系統(tǒng)和混合系統(tǒng)。

　　家用系油泵用戶使用自己的熱泵、地源和水路或風管輸送系統(tǒng)進行冷熱供應，多用于小型住宅，別墅等戶式空調。

　　集中系統(tǒng)熱泵布置在機房內，冷熱量排污泵過風道或水路分配系統(tǒng)送到各房間。

　　分散系統(tǒng)用中央水泵，采用水環(huán)路方式將水送到各用戶作為冷熱源，用戶單獨使用自己的熱泵機組調節(jié)空氣。一般用于辦加油泵、學校、商用建筑等，此系統(tǒng)可將用戶使用的冷熱量完全反應在用電上，便于計量，適用于目前的獨立熱計量要求。

　　混合系統(tǒng)將地源和冷卻塔或加齒輪油泵合使用作為冷熱源的系統(tǒng)，混合系統(tǒng)與分散系統(tǒng)非常類似，只是冷熱源系統(tǒng)增加了冷卻塔或鍋爐。

　　南方地區(qū)，冷負荷大，熱負荷低，夏季適合聯(lián)合使用地源和冷卻塔，冬季只使用地源。北方油桶泵熱負荷大，冷負荷低，冬季適合聯(lián)合使用地源和鍋爐，夏季只使用地源。這樣可減少地源的容量和尺寸，節(jié)省投資。

　　分散系統(tǒng)或混合系統(tǒng)實質上是一種水環(huán)路熱泵空調系統(tǒng)形式。

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