第二章_热泵的基本工作原理与评价.

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1、12 热泵的基本工作原理与评价热泵的基本工作原理与评价 n高位能与低位能高位能与低位能 n 热泵的定义热泵的定义n热泵的基本工作原理热泵的基本工作原理 n热泵的种类与形式热泵的种类与形式n热泵的评价热泵的评价 22.1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 3不同取水方案比较n 取水方案取水方案1 1 由水坝直由水坝直接供水。接供水。n假设供水量为假设供水量为10 10 吨吨/ /s s，且不计机械摩擦损失和且不计机械摩擦损失和管路阻力损失。则方案管路阻力损失。则方案1 1不需要外界作功，但将不需要外界作功，但将损 失 掉 势 能损 失 掉 势 能 1

2、0 1 0 1001001000=101000=106 6 kg.m/s kg.m/s n 取水方案取水方案2 2 用水泵从用水泵从湖中取水，由坝中的水湖中取水，由坝中的水驱动水轮机，水轮机再驱动水轮机，水轮机再拖动水泵。拖动水泵。n用水坝中的水用水坝中的水0.909 吨吨/s, 其作功值为其作功值为0.909 1001000=9.09104 kg.m/s。拖动拖动水轮机，水轮机，从湖中取水从湖中取水9.09吨吨,即能完成取水即能完成取水任务。任务。4n由此可见，坝中的水和由此可见，坝中的水和湖中的水，虽然都是水，湖中的水，虽然都是水，但其价值是不同的。坝但其价值是不同的。坝中的水具有作功能力

3、，中的水具有作功能力，其价值也高。其价值也高。n能量不仅有数量多少之能量不仅有数量多少之分，也有质量问题。分，也有质量问题。5不同供热方案的比较n 方案方案1 直接用电加热，直接用电加热，则需要则需要10 kW电能。电能。 n方案方案2 2 采用热泵供热，采用热泵供热，即用电能拖动热泵机组即用电能拖动热泵机组向室内供热。向室内供热。n假定供热温度假定供热温度4545，低，低温物体温度温物体温度00，如果热，如果热泵按理想的逆卡诺循环泵按理想的逆卡诺循环工作，则所需要的电能工作，则所需要的电能为为1.1451.145kWkW热负荷10kW6不同温度下的能量比较n室温下的室温下的4.1868 4.

4、1868 kJkJ的热量的热量n100100下的下的4.1868 4.1868 kJkJ的热量相比，数量的热量相比，数量相等，但其质量却不同。相等，但其质量却不同。7 综上所述，可以说明以下几点 :n评价能源的价值时，既要看其数量，又要看其评价能源的价值时，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两种。同样，热源也可分为高位热源和低位热源。源。 n合理地使用高位能的问题是十分重要的。因为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：量的守恒性实际的能量利用过程有两个特性

5、：量的守恒性和质的贬值性。任何用能过程实质上也可以说和质的贬值性。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，必须做到按质用利用，必须合理使用高位能，必须做到按质用能。能。 8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。9n节约能量的途径节约能量的途径 ，过去认为不用能即节，过去认为不用能即节能，实际上应该提高能量的利用率，能，实际上应该提

6、高能量的利用率，“建筑节能建筑节能”应更准确地表述为应更准确地表述为“建筑建筑合理用能合理用能”。 102.2热泵的定义 n目前目前, ,标准、论文、书籍中有关标准、论文、书籍中有关“热泵热泵”的定义与内涵却各不相同，常给人们一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。因此种模糊不清的热泵概念。因此, ,有必要做有必要做个概念明确的统一定义，其内涵要更全个概念明确的统一定义，其内涵要更全面、更准确。面、更准确。11不同文献中热泵的定义n GB50155-99 “热泵热泵”的解释是的解释是“能实现蒸发器和冷凝器功能实现蒸发器和冷凝器功能转换的制冷机能转换的制冷机”。n在在 ( (N

7、ew International Dictionary of New International Dictionary of Refrigeration) Refrigeration) “ “热泵热泵”的定义是的定义是“以冷凝器放出的热量来供以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统热的制冷系统”。 12n 徐邦裕、徐邦裕、 马最良等编马最良等编 “热泵热泵”定义为定义为“靠高位能拖动，迫使热量从靠高位能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置。低位热源流向高位热源的装置。n热泵的原理与应用（郁永章编）热泵的原理与应用（郁永章编） “热泵热泵”是把处于低位的热能输送至高位的机是把处于低位的热能输送至

8、高位的机械械”。n制冷工程技术词典（尉迟斌编）制冷工程技术词典（尉迟斌编） 热泵解释为热泵解释为“可连续将热量从温度较低的物体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（或环境）传递给温度较高物体的机械”。13热泵定义的剖析与看法n把把“热泵热泵”理解为制冷机、制冷系统、装置与机械，各不理解为制冷机、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。位能的角度引出。n 制冷机可以作为热

9、泵的工作机。因为制冷循环既制造了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，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。所谓的热泵作用。n把把“热泵热泵”理解为一种装置或机械还不够，而应明确是一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种节能装置或节能机械 14热泵的定义与内涵n热泵：热泵： 是一种利用高位能使热量从低位热源流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。向高位热源的节能装