泵的基本工作原理与评价

2热泵的基本工作原理与评价

高位能与低位能

热泵的定义热泵的基本工作原理

热泵的种类与形式热泵的评价

12.1高位能和低位能1-水坝中的水；2-供水池；3-湖水中的水；4-水轮机；5-水泵2不同取水方案比较

取水方案1由水坝直接供水。假设供水量为10吨/s，且不计机械摩擦损失和管路阻力损失。则方案1不需要外界作功，但将损失掉势能10×100×1000=106

kg.m/s

取水方案2用水泵从湖中取水，由坝中的水驱动水轮机，水轮机再拖动水泵。用水坝中的水0.909吨/s,其作功值为0.909×100×1000=9.09×104

kg.m/s。拖动水轮机，从湖中取水9.09吨,即能完成取水任务。3由此可见，坝中的水和湖中的水，虽然都是水，但其价值是不同的。坝中的水具有作功能力，其价值也高。能量不仅有数量多少之分，也有质量问题。4不同供热方案的比较

方案1直接用电加热，则需要10kW电能。

方案2采用热泵供热，即用电能拖动热泵机组向室内供热。假定供热温度45℃，低温物体温度0℃，如果热泵按理想的逆卡诺循环工作，则所需要的电能为1.145kW热负荷10kW5不同温度下的能量比较室温下的4.1868kJ的热量100℃下的4.1868kJ的热量相比，数量相等，但其质量却不同。6

综上所述，可以说明以下几点:评价能源的价值时，既要看其数量，又要看其质量。能量按其质量可划分为高位能和低位能两种。同样，热源也可分为高位热源和低位热源。

合理地使用高位能的问题是十分重要的。因为实际的能量利用过程有两个特性：量的守恒性和质的贬值性。任何用能过程实质上也可以说成能的量与质的利用过程。要使热能得到合理利用，必须合理使用高位能，必须做到按质用能。7由燃料直接提供采暖等所需的低位能，即使在不损失热量的条件下,室内所得到的热量最多为燃料发热量的100%，也应该说是一种巨大的浪费。因为,在这种情况下，储藏在燃料中的化学能所具有的作功能力未加以合理利用而被贬值了。8节约能量的途径，过去认为不用能即节能，实际上应该提高能量的利用率，“建筑节能”应更准确地表述为“建筑合理用能”。92.2热泵的定义

目前,标准、论文、书籍中有关“热泵”的定义与内涵却各不相同，常给人们一种模糊不清的热泵概念。因此,有必要做个概念明确的统一定义，其内涵要更全面、更准确。10不同文献中热泵的定义

GB50155-99<暖通空调术语标准>

“热泵”的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机”。在<新国际制冷词典>(NewInternationalDictionaryofRefrigeration)“热泵”的定义是“以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统”。11<热泵>徐邦裕、马最良等编

“热泵”定义为“靠高位能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。《热泵的原理与应用》（郁永章编）

“热泵”是把处于低位的热能输送至高位的机械”。《制冷工程技术词典》（尉迟斌编）

热泵解释为“可连续将热量从温度较低的物体（或环境）传递给温度较高物体的机械”。12热泵定义的剖析与看法把“热泵”理解为制冷机、制冷系统、装置与机械，各不相同。显然热泵不是制冷机，也不是制冷系统，而应该是一种装置或称为机械。热泵概念的引出应从合理的使用高位能的角度引出。制冷机可以作为热泵的工作机。因为制冷循环既制造了低于环境温度的物质，并从环境温度下的物体中吸取热量，又制造了高于环境温度的热量，而获得供热效果，形成了所谓的热泵作用。把“热泵”理解为一种装置或机械还不够，而应明确是一种节能装置或节能机械

13热泵的定义与内涵热泵：

是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。

顾名思义，热泵也就是像泵那样，可以把不能直接利用的低位热能(如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能（如煤、燃气、油、电能等）的目的。14热泵定义内涵的理解：热泵虽然需要消耗一定量的高位能，但所供给用户的热量却是消耗的高位热能与吸取的低位热能的总和。因此，热泵是一种节能装置。15低位能环境温度高于环境温度的热源高位能动力机工作机16热泵既遵循热力学第一定律，在热量传递与转换的过程中，遵循着守恒的数量关系；又遵循着热力学第二定律，热量不可能自发的、不付代价的、自动的从低温物体转移至高温物体。在热泵定义中明确指出，热泵是靠高位能拖动，迫使热量由低温物体传递给高温物体。172.3热泵的基本工作原理热泵的工作原理与制冷的原理相同，但它们工作的温度范围不同。图中TA是环境温度，Te是低温物体的温度，Th是高温物体的温度。

按热泵驱动功的型式，可把常见的热泵分为多种形式：18机械压缩式热泵

19吸收式热泵；

20蒸汽班喷射芽式热森泵；21帖尔帖订热泵（务热电热热泵22吸附塘式热至泵23热泵的绸制热性翼能系数富：24机械陷压缩河式热草泵呀（理想帝情况愉，卡害诺循渐环）25机械压南缩式热香泵（实际循鞋环）国外吓研制唯的热棒泵装望置，静其制米热性似能系秤数一搬般为3—泊6之间。262.惑4热泵的啄种类与困形式热泵奶可按纪多种军特征委进行蜜分类按低歌位热颤源分被：按热泵膜与供热申介质的株组合方亏式分按用拨途分按供掠热温扫度分按热泵旗循环的给驱动方锤式分27按低劫位热饮源分空气源奥热泵水源热漆泵（地穿表水、喂地下水猪、生活合废水、竹工业废疤水）土壤索源热血泵太阳稿能热借泵等28按热序泵与咬供热义介质堵的组锻合方碧式分空气/空气热压泵空气/水热泵水/空气请热泵水/水热泵土壤/空气热贩泵土壤/水热说泵低温热捧源/热媒：29按用途嚼分小型水架加热器呢美国198伯8年已运朱行的热建泵热水争器达20粥0多万熟台。全年运趋行的空气调和采偷暖热泵同时肌供热雀供冷茎热泵同时融供热负供冷球热泵废热胸利用煎热泵蒸气压岭缩机及薯蒸馏装逆置30装置的用途用热用冷鱼类加工厂清洗用温水制冷肉类加工厂清洗用温水冷却和制冷农舍清洗机器和清洁用温水牛奶冷却、空调用冷乳品厂清洗用温水牛奶冷却、储存室冷却屠宰场清洗用温水冷藏库及速冻间溜冰场采暖、游泳池冰场制冷大型冷库供热、出售热量冷藏间啤酒厂温水啤酒窖及麦芽汁冷却工业能源中心温水和热水冷盐水、冰、冰水同时供梳热供冷估热泵31装置用途用热废热来源洗衣房热水废水旅馆、医院温水废水印染和其他纺织工业热水、热碱水废水造纸和其他加工工业热水、干燥过程排气、废水麦芽作坊干燥室蒸气农用空调装置采暖、热水马棚、孵化室等香蕉催熟装置催熟间冷藏室干燥装置干燥空气排气、排出的空气去湿废热驴利用地热泵32按供热僻温度分低温热拿泵，供永热温度责＜100冬℃高温按热泵乳，供唤热温绣度≥10追0℃按热泵最循环的便驱动方值式分电动主机驱丸动—电动咐热泵羊；热力朽驱动健热泵—热能驱腾动，如金吸收式叠热泵、桑蒸气喷歼射式热辽泵；发素动机驱骨动（内宇燃机、苗气轮机姥、燃气晃机等）。33常见闭庆式蒸汽蠢压缩循烈环热泵图示3435363738394041422.狱5热泵删的评忌价在暖通钟空调工模程中采耍用热泵晓节能的心经济评聋价问题缎十分复剪杂，影井响因素毒很多，颜其中主愚要有负荷特穿性、系统倒特性国、地芦区气窃候特喝性、殊低位爪热源蛋特性额、设暂备价朵格、仓设备洁使用狸寿命检、燃唯料价点格、穴电力到价格等。但总的仆原则围怜绕着两母方面，即节能效组果和经济效扫益。43几个评掉价指标热泵的经制热性蓄能系数GB/凉T77滑25-匠199龙6标准中牧规定，息制热性难能系数虑中消耗五的功率泪应为有以效输入润功率，堤包括压萝缩机功舅率和冲兄霜输入趴功率、徒控制与忘安全装搅置输入