热泵基本知识-1

1、热烈欢迎热烈欢迎力诺瑞特空气能事业部全体人员参加空气能研讨会空气能研讨会 热泵热泵： 就是输送就是输送/ /转移转移“热量热量”的泵。的泵。 是将低温环境的热量输送到高温环境的泵。是将低温环境的热量输送到高温环境的泵。 热量从高温处至低温处是可以自发进行的。传导热量从高温处至低温处是可以自发进行的。传导 因为热量不是流体，没有体积和质量，不可能象因为热量不是流体，没有体积和质量，不可能象实体一样被输送。如何输送热量？实体一样被输送。如何输送热量？ 这必须依赖一个这必须依赖一个“载体载体”，这个载体就是，这个载体就是“制冷剂制冷剂/ /冷媒冷媒”。 热泵就是通过电能的驱动和温度提升，将热泵就是通

2、过电能的驱动和温度提升，将“制冷制冷剂剂”通过一次次的通过一次次的相变循环相变循环，实现热量的高效集热整，实现热量的高效集热整合和搬运（逆卡诺循环原理）。合和搬运（逆卡诺循环原理）。 通过让冷媒不断完成蒸发（通过让冷媒不断完成蒸发（吸取热量、低温低压液态变成低吸取热量、低温低压液态变成低温低压气态温低压气态压缩压缩( (低温低压气态低温低压气态变成高温高压气态变成高温高压气态)冷凝（放出冷凝（放出热量、高温高压气态变成高温高热量、高温高压气态变成高温高压液态）压液态）节流（高温高压液态节流（高温高压液态变成低温低压液态）变成低温低压液态）再蒸发的再蒸发的热力循环过程，从而将环境中不热力循环过程

3、，从而将环境中不可利用的低品位热量转移成可使可利用的低品位热量转移成可使用的高品位热量。用的高品位热量。节流装置压缩机电风低压侧水高压侧热量热量四大部件：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置；四大部件：蒸发器、压缩机、冷凝器和节流装置；压缩机：压缩机： 热泵的热泵的“心脏心脏” 压缩：压缩： 将气态的将气态的制冷剂由低压变制冷剂由低压变成高压，低温变成高压，低温变成高温。成高温。家用机：家用机：转子型，转子型，如松下、日立、如松下、日立、三菱。三菱。工程机：工程机：涡旋式，涡旋式，如谷轮、丹佛斯如谷轮、丹佛斯、三洋。、三洋。冷凝器：冷凝器：热量的释放装置热量的释放装置冷凝：冷凝： 将高温高压的将高

4、温高压的气态的制冷剂变气态的制冷剂变成高温高压的液成高温高压的液体。体。冷凝冷凝器器蒸发器：蒸发器：热量的吸收装置热量的吸收装置蒸发：蒸发： 将低温低压的将低温低压的液态的制冷剂变液态的制冷剂变成低温低压的气成低温低压的气态。态。蒸发器蒸发器节流装置：节流装置：状态的转化器状态的转化器节流：节流： 将高温高压的将高温高压的液态的制冷剂变液态的制冷剂变成低温低压的液成低温低压的液态。态。节流节流装置装置气液分离器：气液分离器：状态的分离装置状态的分离装置分离：分离： 将低温低压的将低温低压的液态与低温低压液态与低温低压的气态分开。的气态分开。气液分气液分离器离器贮液器：贮液器：热泵的平衡器热泵的

5、平衡器贮液：贮液： 将制冷剂储存将制冷剂储存起来，维持热泵起来，维持热泵在春、冬季制冷在春、冬季制冷剂量充足。剂量充足。贮液贮液器器四通阀：四通阀：制冷剂流向的转制冷剂流向的转换装置换装置转换：转换：制冷剂由一个通制冷剂由一个通道变成另一个通道变成另一个通道。道。四通阀四通阀 空气源热泵热水器也空气源热泵热水器也称为称为“空气能热水器空气能热水器” 运用逆卡诺循环原理，运用逆卡诺循环原理，用少量的电能，把自然用少量的电能，把自然环境环境-空气中的低温热空气中的低温热量吸收压缩增压升温后量吸收压缩增压升温后传递到水中产生热水。传递到水中产生热水。 广义上来说，空气源热泵热水器也是太阳能广义上来说

6、，空气源热泵热水器也是太阳能的间接利用装置。的间接利用装置。可以获取太阳能蕴藏于空气的那部分可以获取太阳能蕴藏于空气的那部分辐射能辐射能，可以在没有阳光的时候（如夜间）工作。，可以在没有阳光的时候（如夜间）工作。供热更加可靠、稳定、全天候。供热更加可靠、稳定、全天候。 与太阳能相比：与太阳能相比：全天候全天候 环保、清洁的热水设备环保、清洁的热水设备热泵系统从空气中获取低温热能，经系统高效热泵系统从空气中获取低温热能，经系统高效集热整合后成为高温热能，通过集热整合后成为高温热能，通过中间介质中间介质将热量转移，产生高温水；完成热交换的空气将热量转移，产生高温水；完成热交换的空气又以更低的温度重

7、新返回到大气中去。又以更低的温度重新返回到大气中去。空气经过热泵设备不会被消耗，也不会被污染空气经过热泵设备不会被消耗，也不会被污染，只是被吸收了大量热量，空气的温度被降低，只是被吸收了大量热量，空气的温度被降低，对防止温室效应起了一定作用。对防止温室效应起了一定作用。 l 空气源热泵热水器和所有其他方式的热水器空气源热泵热水器和所有其他方式的热水器根本的不同是：根本的不同是：l 燃气热水器和电热水器都是能量的转换装置燃气热水器和电热水器都是能量的转换装置，功能在于把其他形式的能量转换为热能。，功能在于把其他形式的能量转换为热能。 例如，燃气热水器就是把燃气中的化学能通过燃烧转换为热能例如，燃

8、气热水器就是把燃气中的化学能通过燃烧转换为热能；而电热水器则是将电能通过电热丝转换为热能。；而电热水器则是将电能通过电热丝转换为热能。 转换装置的效率由于转换过程中不可避免的热损失和利用不完转换装置的效率由于转换过程中不可避免的热损失和利用不完全，只能低于全，只能低于100%100%。 热泵热水器是能量的热泵热水器是能量的“搬运装置搬运装置” 热泵工作时，通过蒸发器吸收环境介质中的能量热泵工作时，通过蒸发器吸收环境介质中的能量QAQA 热泵本身做功消耗的能量，部分转化为热能热泵本身做功消耗的能量，部分转化为热能QBQB 通过工质循环在冷凝器中放热通过工质循环在冷凝器中放热QCQC 三者的关系：

9、三者的关系： QC=QA+QBQC=QA+QB 消耗少量的电能驱动压缩机运转，利用制冷消耗少量的电能驱动压缩机运转，利用制冷剂的相变循环，通过蒸发器和冷凝器与外界的剂的相变循环，通过蒸发器和冷凝器与外界的换热，实现从空气中搬运热量的目的，同时它换热，实现从空气中搬运热量的目的，同时它消耗的那一部分电能最终也通过摩擦转换为热消耗的那一部分电能最终也通过摩擦转换为热能。能。 举例：举例：10HP10HP机组，热泵系统输入功率机组，热泵系统输入功率9.0 kW9.0 kW，周围环，周围环境温度境温度2020，输出的制热功率却达到，输出的制热功率却达到39.5 kW39.5 kW，这意味着，这意味着热

10、泵工作时从周围环境吸收了大量的免费热能。热泵工作时从周围环境吸收了大量的免费热能。 这意味着，这种系统仅仅只消耗了这意味着，这种系统仅仅只消耗了9.0kW9.0kW的电能，却的电能，却等同于传统加热方式加热等同于传统加热方式加热39.5kW39.5kW的热量。的热量。空气热泵热水机组能量平衡方程式：空气热泵热水机组能量平衡方程式： Q QC C= Q= QA A+W+W(Q(QB B) )COP =COP =热泵热水机组制热量热泵热水机组制热量(Q(QC C)/)/输入能量输入能量(W)(W) = (Q= (QA A+W+W(Q(QB B) / W ) / W 上式中：上式中：Q QC C-热

11、泵热水机组制热量热泵热水机组制热量 Q QA A-热泵热水机组从空气中获得的热量热泵热水机组从空气中获得的热量 W- W-输入电量输入电量 - - 电动机效率电动机效率标准工况：环境温度标准工况：环境温度2020，入水水温，入水水温1515，出水温度，出水温度5555压缩机性能压缩机性能蒸发系统的设计蒸发系统的设计冷凝系统的设计冷凝系统的设计节流方式的选择节流方式的选择工质充注量工质充注量环境温度环境温度出水温度出水温度COP测试条件：空气温度维持在20、相对湿度为6080 水箱初始温度为15，终止温度为55，加热方式和特征分：加热方式和特征分： 静态加热式、静态加热式、 循环加热式循环加热式 直热加热式、直热加热式、 即开即热式。即开即热式。使用场所分使用场所分 大中型商业机组、大中型商业机组、 小型家用机。小型家用机。 结构上分结构上分 分体式、分体式、 整体式。整体式。热源的来源分热源的来源分 空气源热泵、空气源热泵、 水源热泵水源热泵/ /土壤源热泵