熱泵工作原理及評(píng)價(jià)

1、.第二章 熱泵工作原理及經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià).第一節(jié) 熱泵的工作原理熱泵的作用是從周?chē)h(huán)境中吸取熱量，并把它傳遞給被加熱的對(duì)象。與制冷機(jī)相比相同點(diǎn)：都是按熱機(jī)逆循環(huán)工作不同點(diǎn)：工作溫度范圍不同.原理TA為環(huán)境溫度，T0為低溫物體溫度，Th為高溫物體溫度。.原理根據(jù)熱力學(xué)第二定律，當(dāng)以高位能作補(bǔ)償條件時(shí)，熱量是可以從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體的。因而熱泵循環(huán)中，為了向被加熱的對(duì)象供熱，就必須消耗高位能（功或高位熱能）。.一、蒸氣壓縮式熱泵的工作原理.蒸氣壓縮式的理論循環(huán)蒸氣壓縮式熱泵的理論循環(huán)是在兩相區(qū)的逆卡諾循環(huán)基礎(chǔ)上改造而成。.二、布雷頓（Bragton）熱泵循環(huán)1844年美國(guó)人高里（J.Gorrie）制

2、造了利用空氣作工質(zhì)的氣體壓縮式制冷機(jī)。最早的空氣制冷機(jī)是封閉的布雷頓循環(huán)。.布雷頓循環(huán)封閉的布雷頓熱泵循環(huán)流程圖布雷頓熱泵理論循環(huán)的P-V圖與T-S圖.布雷頓熱泵循環(huán)布雷頓熱泵理論循環(huán)應(yīng)具有如下條件：氣體在壓縮機(jī)與膨脹機(jī)中的壓縮和膨脹過(guò)程都是等熵過(guò)程；氣體與被冷卻物和加熱物體之間必須在無(wú)溫差情況下相互傳熱；不計(jì)氣體在高壓熱交換器與低壓熱交換器中流動(dòng)阻力損失。.三、吸收式熱泵理論循環(huán)與蒸汽壓縮式熱泵不同的是，壓縮式熱泵靠消耗機(jī)械功，而吸收式以消耗熱能來(lái)完成。.吸收式熱泵系統(tǒng)原理圖吸收式熱泵系統(tǒng)原理圖.吸收式制冷系統(tǒng)的組成吸收式制冷系統(tǒng)的組成組成設(shè)備：組成設(shè)備： 吸收器：吸收制冷劑蒸氣；吸收器：吸

3、收制冷劑蒸氣； 發(fā)生器：發(fā)生器：加熱加熱、釋放制冷劑蒸氣；、釋放制冷劑蒸氣； 溶液泵：加壓作用；溶液泵：加壓作用； 節(jié)流閥：節(jié)流降壓；節(jié)流閥：節(jié)流降壓； 溶液熱交換器：內(nèi)部能量利用，溶液熱交換器：內(nèi)部能量利用，提高效率。提高效率。 . 2. 2. 循環(huán)循環(huán) ： 制冷劑循環(huán)制冷劑循環(huán) 溶液循環(huán)：相當(dāng)于壓縮機(jī)的作用溶液循環(huán)：相當(dāng)于壓縮機(jī)的作用 壓縮機(jī)消耗機(jī)械能壓縮機(jī)消耗機(jī)械能 溶液循環(huán)消耗熱能（少量泵功）溶液循環(huán)消耗熱能（少量泵功） .3 3、工質(zhì)對(duì)、工質(zhì)對(duì)1. 1. 工質(zhì)對(duì)（二元溶液）：工質(zhì)對(duì)（二元溶液）： 兩種可以相互吸收的物質(zhì)形成的溶液。兩種可以相互吸收的物質(zhì)形成的溶液。2. 2. 吸收式熱

4、泵常用工質(zhì)對(duì)：吸收式熱泵常用工質(zhì)對(duì)： 溴化鋰水溶液；氨水溶液溴化鋰水溶液；氨水溶液3. 3. 工質(zhì)對(duì)的要求：兩種物質(zhì)互溶性好，且具有工質(zhì)對(duì)的要求：兩種物質(zhì)互溶性好，且具有不同的沸點(diǎn)不同的沸點(diǎn) 低沸點(diǎn)組分：制冷劑低沸點(diǎn)組分：制冷劑水（水（100100）、氨（）、氨（-33.4)-33.4) 高沸點(diǎn)組分：吸收劑高沸點(diǎn)組分：吸收劑 溴化鋰溴化鋰(1265)(1265)、水、水(100)(100).吸收式熱泵理論循環(huán)有溶液熱交換器的吸收式熱泵圖示.吸收式熱泵理論循環(huán)有無(wú)溶液熱交換器的吸收式熱泵工作熱力性能的比較.單效溴化鋰吸收式熱泵的工作流程單效溴化鋰吸收式熱泵的工作流程 低溫水源低溫水源熱媒水進(jìn)熱媒

5、水進(jìn)P熱媒水出熱媒水出高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?吸收式熱泵與蒸氣壓縮式熱泵相比：（1 1）可以利用各種熱能驅(qū)動(dòng)。）可以利用各種熱能驅(qū)動(dòng)。（2 2）節(jié)約用電，平衡熱電站的熱電負(fù)荷。）節(jié)約用電，平衡熱電站的熱電負(fù)荷。（3 3）吸收式熱泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行時(shí)無(wú)振動(dòng)和噪聲。）吸收式熱泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行時(shí)無(wú)振動(dòng)和噪聲。（4 4）常用制冷劑為水或氨，對(duì)環(huán)境和臭氧層無(wú)害。）常用制冷劑為水或氨，對(duì)環(huán)境和臭氧層無(wú)害。（5 5）吸收式熱泵供熱性能系數(shù)低于蒸氣壓縮式熱泵。）吸收式熱泵供熱性能系數(shù)低于蒸氣壓縮式熱泵。.冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)（BCHPBCHP）原理圖）原理圖.蒸汽噴射式熱泵理論循環(huán)蒸氣噴射式熱泵同吸收式熱泵

6、一樣，是靠消耗熱能來(lái)提取低位熱源中的熱量進(jìn)行供熱的設(shè)備。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件，價(jià)格低廉，操作方便，經(jīng)久耐用等優(yōu)點(diǎn)，因此，盡管?chē)娚涫綗岜脽嵝实?，仍引起了人們的興趣。.蒸汽噴射式熱泵工作原理蒸汽噴射式熱泵系統(tǒng)組成.蒸汽噴射式熱泵工作原理用噴射器代替壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作。噴射器由噴嘴、混合室、擴(kuò)壓管等部分組成。推動(dòng)工質(zhì)循環(huán)的動(dòng)力是高壓蒸汽，加入的有用能為熱能。.溫差電熱泵溫差電熱泵（又稱(chēng)熱電熱泵、帕爾帖熱泵）是建立在帕爾帖效應(yīng)的原理上的。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體（電子型）和一塊型導(dǎo)體（空穴型）聯(lián)結(jié)成電偶，在這個(gè)電路中接上一個(gè)直流電源，并流過(guò)電流時(shí)，就發(fā)生能量的轉(zhuǎn)移，在一個(gè)接頭上放出熱量，而在另一個(gè)接頭上吸收熱量。這種現(xiàn)象叫做帕爾帖效應(yīng)。.溫差電熱泵熱電式熱泵示意圖電流改變方向，吸、排熱端也相應(yīng)易位。.化學(xué)熱泵化學(xué)熱泵是一種新型熱泵。所謂化學(xué)熱泵，廣義來(lái)說(shuō)是指利用化學(xué)現(xiàn)象的熱泵。狹義來(lái)說(shuō)則是指利用熱化學(xué)反應(yīng)的熱泵。實(shí)際的化學(xué)熱泵一般有三種型式。蓄熱型增熱型升溫型.化學(xué)熱泵蓄熱