热泵技术与应用 (1)
地源热泵技术及其设计(1)
2 土壤热交换器的传热分析
2.1 土壤热交换器传热分析模型 对于地源热泵系统设计而言，土壤热交换器的传热分析主要是保证在地源热泵整个生命周期
中循环介质的温度都在设定的范围之内，设计者根据这一目标选择土壤热交换器的布置形式并确 定埋管的总长度。土壤热交换器传热分析的另一个目的，是在给定土壤热交换器布置形式和长度 以及负荷的情况下，计算循环液温度随时间的变化，并进而确定系统的性能系数和能耗，以便对 系统进行能耗分析。土壤热交换器设计是否合理，决定着地源热泵系统的经济性和运行的可靠性， 建立较为准确的地下传热模型是合理地设计土壤热交换器的前提。设置在不同场合的土壤热交换 器将涉及不同的地质结构，包括各地层的材质、含水量和地下水的运动等，这些当然都会影响到 换热器的传热性能。此外，土壤热交换器负荷的间歇性及全年吸放热负荷的不平衡等因素，也对 其传热性能有重要影响。由于地下传热的复杂性，土壤热交换器热量传递过程的研究一直是地源 热泵空调系统的技术难点，同时也是该项研究的核心和应用的基础。
垂直式土壤热交换器的结构有多种，根据在垂直钻井中布置的埋管形式的不同，垂直土壤热 交换器又可分为 U 型土壤热交换器与套管式土壤热交换器，如图 5 所示。套管式土壤热交换器在 造价和施工难度方面都有一些弱点，在实际工程中较少采用。垂直 U 型埋管的换热器采用在钻井 中插入 U 型管的方法，一个钻井中可设置一组或两组 U 型管。然后用回填材料把钻井填实，以尽 量减小钻井中的热阻，同时防止地下水受到污染。钻井的深度一般为 30～180m[13]，对于一个独 立的民居，可能钻一个钻井就足够承担供热制冷负荷了，但对于住宅楼和公共建筑，则需要有若 干个钻井组成的一群地埋管。钻井之间的配置应考虑可利用的土地面积，两个钻井之间的距离可 在 4～6m 之间，管间距离过小会影响换热器的效能。考虑到我国人多地少的实际情况，在大多数 情况下垂直埋管方式是惟一的选择。
暖通工程地源热泵技术应用初探
暖通工程地源热泵技术应用初探摘要：文章就暖通工程中地源热泵技术的应用进行研究和分析，基于地源热泵技术工作原理以及特征的阐述，就其技术在暖通工程中的具体应用进行详细地阐述，望通过本文内容的阐述，可加深人们对地源热泵技术的认识，继而推动该技术的应用。
关键词：暖通工程；地源热泵；技术；研究；应用近年来，随着信息技术与社会经济及人民生活水平的提高，我国建筑事业也取得了突飞猛进的发展。
在建筑工程项目的建设过程中，不管是建设人员，还是社会公众对于节能方面的需求也越来越关注，对建筑工程项目节能要求也在日益提高。
在建筑工程项目中，能耗最为严重的两个部分为空调系统与供热系统，如何使这两个部分实现节能也成为了当前建筑行业所面临的一个重大挑战。
鉴于此，下面文章就暖通工程中地源热泵技术的应用进行详细地论述。
一、地源热泵技术简述（一）技术特点第一，环保长效。
该技术未利用其他相关资源，同时也无燃烧，不会因排放废弃物污染环境。
此外，该技术可全年循环利用，在冬季时，可从地下获取热能，在夏季时，又可向地下进行能量的释放，以此循环，使地下温度始终保持在一个平衡的状态下，可实现长期且有效的应用。
第二，可再生能源利用。
由于该技术所应用的资源为地热资源，而这种地热资源其实就是指地能，简而言之，就是变相利用太阳能。
由于太阳能为一种用之不竭且取之不尽的再生资源，对此，在此基础上也可将地源热泵技术看作为可再生能源利用技术。
第三，节能减排。
该技术主要利用地下浅层中的地热资源，因此不需消耗过多能源就可确保地源热泵系统始终处于一种稳定工作的状态。
在制冷过程中，这种地源热泵空调系统相对于传统的空调系统而言，其自身运行的效率可提升至大约35%—55%左右，而在供暖的时候，相对于传统燃油燃气这种供热系统或者热力管网集中供热系统而言，能源的消耗可减少大约23%—62%左右。
该技术利用清洁能源来代替以往燃煤的供热方式，在其系统内没有燃烧设备，不会出现一氧化碳等一系列有毒气体，同时在建筑物内将水来作为其循环介质，不会存在氟利昂泄露破坏大气臭氧层问题。
地水源热泵系统介绍1(1)
2.2 水源热泵系统工作原理
• 水源热泵系统是一种可同时实现采暖和制冷的高效节能空 调系统，它主要是以地下水中的热能，作为热泵夏季制冷 的冷却源、冬季采暖供热的低温热源；即在冬季，热泵把 水中的热量“取”出来，供给建筑物室内采暖；夏季，把 建筑物室内的热量取出来，释放到地下水中去，达到建筑 物制冷目的。
• 地埋管地源热泵系统能效比高一般都在4.0以上， 通常热泵机组消耗1单位的能量，再加上土壤中储 存的3单位的能量，用户可以得到4单位以上的热 量或冷量，节能效果明显。
地源热泵系统原理示意图
地源热泵系统原理示意图
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• 3. 地源热泵系统发展背景
• 2005年，国家发展改革委“可再生能源和新能源 高技术产业化专项”重点支持了一批风力发电、 太阳能光伏发电、太阳能供热和地源热泵供热 （制冷）、氢能等方面的产业化项目。在太阳能 供热和地源热泵供热（制冷）方面，开展新型太 阳能热水器和地源热泵系统产业化。包括高可靠 性新型真空管集热器、大面积中高温太阳能热水 系统、全天候太阳能热水系统、高效地源热泵及 其配套系统。
一、 地埋管地源热泵系统介绍
• (3) 节水省地 • 1）以土壤为冷热源，向其放出热量或吸收热量，不消耗
水资源，不会对其造成污染。 • 2）省去了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施，
机房面积大大小于常规空调系统，节省建筑空间，也有利 于建筑的美观 • (4) 环境效益显著 该装置的运行没有任何污染，可以建造在居民区内，在供 热时，没有燃烧，没有排烟，也没有废弃物，不需要堆放 燃料废物的场地，不会产生城市热岛效应，对环境非常友 好，是理想的绿色环保产品。 • (5) 运行安全稳定，可靠性高 • 地源热泵系统在运行中无燃烧设备，因此不可能产生二氧 化碳、一氧化碳之类的废气，也不存在丙烷气体，因而也 不会有发生爆炸的危险，使用安全。燃油、燃气锅炉供暖， 其燃烧产物对居住环境污染极
公用设备工程师-专业知识(暖通空调)-制冷与热泵技术-强化练习题一
公用设备工程师-专业知识（暖通空调）-制冷与热泵技术-强化练习题一[单选题]1.冰蓄冷系统中乙烯乙二醇管路中阀门及附件的设置符合要求者，应是何项？()A.设置安全阀、电子膨胀阀和自动排气阀B（江南博哥）.设置安全阀、电子膨胀阀和动态流量平衡阀（多个蓄冷槽并联，管路异程布置时）C.设置安全阀、电子膨胀阀，管路系统最低点设置排液管和阀门D.设置安全阀、自动排气阀，管路系统最低点设置排液管和阀门正确答案：D[单选题]2.关于制冷机房的设计原则，下列哪一项是错误的？()A.R22、R134a等压缩式制冷装置，可布置在地下室B.R717压缩式制冷装置不得布置地下室C.单独修建的制冷机房宜布置在服务区域主导风向的上风侧D.氨压缩式制冷机房的高度不应低于4.8m正确答案：C参考解析：由“2.制冷机房设计及设备布置的原则”（1）可知，选项AB正确；由（3）可知，选项C错误，应为主导风向的下风侧，选项D正确。
[单选题]3.现行国家标准关于工业或商业用蒸汽压缩式冷水机组的名义工况，所规定的水冷式冷水机组冷却水进口水温，下列何项是正确的？()A.28℃B.30℃C.32℃D.35℃正确答案：B[单选题]4.空气调节系统采用制冷剂直接膨胀式空气冷却器时，不应采用下列哪种冷媒？()A.R22B.R134aC.R717D.R744正确答案：C参考解析：空调系统不得采用氨作制冷剂的直接膨胀式空气冷却器。
[单选题]5.下面有关绿色工业建筑评价的说法错误的是哪一项？()A.我国绿色工业建筑分为三个等级：一星、二星、三星级B.我国绿色工业建筑的特征可概括为“四节二保一加强”C.《绿色工业建筑评价标准》适用于工业建筑群中的主要厂房和生活服务建筑D.绿色工业建筑评价未纳入施工阶段评价内容正确答案：C参考解析：第5.4.1节中有关《绿色工业建筑评价标准》的内容。
“评价等级”中第2段，选项A正确；选项B正确，注意区分其特征与绿色民用建筑评价不同；工业建筑群中的主要厂房可采用《绿色工业建筑评价标准》，但是由第3段“工业企业建筑群中生活服务建筑”不在本标准评价范围内，执行其他相关标准，故选项C错误；选项D正确。
热力系统火用分析在压缩式热泵中的应用(一)
热力系统火用分析在压缩式热泵中的应用(一)引言“（火用）”，作为一种评价能量价值参数，从“量”和“质”两个方面规定了能量“价值”，解决了热力学中长期以来没有一个参数可以单独评价能量价值问题，改变了人们对能性质、能损失和能转换效率等问题传统看法，提供了热工分析科学基础。
同时，它还深刻揭示了能量转换过程中变质退化本质，为合理用能指明了方向。
热泵作用是从周围环境中吸取热量，并把它传递给加热对象（温度较高物体）。
目前国外热泵技术已到了广泛应用，仍不断发展。
国家对节能和环境保护工作重视，我国热泵研制和推广工作也到了迅速发展。
我们暖通空调领域，热泵尤其是压缩式热泵有着非常广泛应用前景。
本文从“（火用）”这个角度出发，对压缩式热泵采暖系统中应用进行了（火用）分析。
1（火用）与能量以前很长一段时间，人们习惯于从能量数量来量度能价值，却所消耗是什么样能量。
众所周知，各种不同形态能量，其动力利用价值并不相同。
是同一形态能量，不同条件下也具有不同作功能力。
“焓”与“内能”虽具有“能”含义和量纲，但它们并不能反映出能质量。
而“熵”与能“质”有密切关系，但却不能反映能“量”，也没有直接规定能“质”。
合理用能，就需要采用一个既能反映数量又能反映各种能量之间“质”差异同一尺度。
“（火用）”正是这样一个可以科学评价能量价值热力学物理量。
1.1（火用）和（火无）概念各种形态能量，转换为“高级能量”能力并不相同。
以这种转换能力为尺度，就能评价出各种形态能量优劣。
转换能力大小与环境条件有关，还与转换过程不可逆程度有关。
，实际上采用给定环境条件下，理论上最大可能转换能力作为量度能量品味高低尺度，这种尺度称之为（火用）（Exergy）。
它定义如下：当系统由一任意状态可逆变化到与给定环境相平衡状态时，理论上可以无限转换为任何其他能量形式那部分能量，称之为（火用）1]。
可逆过程才有可能进行最完全转换，可以认为（火用）是给定环境条件下，可逆过程中，理论上所能作出最大有用功或消耗最小有用功。
试析地源热泵技术的运用
试析地源热泵技术的运用前言暖通空调是一项相对成熟且被各国广泛使用的技术，它优点在于为人们营造了温暖舒适的室内环境。
但同时存在许多问题。
最突出的是能耗问题，西方发达国家暖通空调的能耗至少占系统整体能耗总量的50%，造成极大程度的能源浪费和管理成本的提升。
另外，暖通空调系统供热时产生的燃烧废气、有害气体等不可避免地与空气中CO2、氮的氧化物发生反应，形成温室效应、酸雨、臭氧层空洞等环境问题。
为了解决这一难题，将新型能源引进暖通空调的应用中是一条十分适宜的捷径，最好的选择之一就是地热能。
相比于潮汐能、风能、太阳能等能源，地热能可以更好的研发利用，地源热泵技术就是地热能最集中的体现之一。
一、地源热泵系统的基本特点分析首先，地源热泵系统有着极好的清洁性：地源热泵技术的工作原理不是传统意义上的燃烧技术，它是以电力为能量输出来源，同时辅以高科技信息技术和探测技术，最大程度减轻了系统运行过程对自然环境的影响。
另外，地源热泵技术不使用冷却塔和相应的外挂机装备，也降低了供热、供冷过程中的排放过程对环境的污染。
其次，地源热泵系统有着极高的经济性：地源热泵系统冷却系统冷凝温度较低，从而使得冷却效果高于一般意义上的风冷式制冷系统以及冷却塔式制冷系统，这在很大程度上使得机组运行效率得到了稳定的提升。
实践数据证实：地源热泵系统下供热、制冷空调的运行费用能够降低30%-40%左右。
更为关键的一点在于：同常规意义上的锅炉、电能或者是燃料供热系统相比，地源热泵系统对于电能资源的节约是极为显著的。
与之相对应的经济性优势同样极为突出。
再次，地源热泵系统有着良好的能效性：在现阶段的技术条件作用之下，地源热泵系统运行机组对于土壤以及水体的应用，在冬季气候状态下的温度指标基本能够维持在12℃-22℃范围之内。
该温度数值明显高于常规状态下的环境空气温度数值。
在此过程当中，可显著提高热泵循环状态下的蒸发温度，而这对于提高地源热泵系统的能效比而言是至关重要的。
5吸收式制冷机-1-吸收式制冷机与热泵
热能，产生少量的高温有用热能。
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第一类吸收式热泵
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第二类吸收式热泵
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热力系数
制冷热力系数：
COPl
Q0 Qg
第一类热泵：
❖吸收制冷剂蒸气的方式不同
利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。
蒸气压缩式用压缩机吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收
器内吸取制冷剂蒸气。
❖将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同
蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则
是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。
COPh1
Qc Qa Qg
第二类热泵：
COPh2
Qa Q0 Qg
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溴化锂吸收式制冷的
有关热力计算
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溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-T）图
❖温度越低，溴化锂水溶液的饱和浓度也越低。因此， 溴化锂水溶液的浓度过高或温度过低时均易于形成结 晶，这是溴化锂吸收式制冷机设计和运行中必须注意 的问题。
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基本原理
发生器 generator 吸收式制冷机中，通 过加热析出制冷剂的 设备。
吸收器 absorber 吸收式制冷机中，通 过浓溶液吸收剂在其 中喷雾以吸收来自蒸 发器的制冷剂蒸气的 设备。
麦克维尔风冷冷水热泵机组使用及安装手册
MAC030~070C/CR目录1产品介绍 (1)1.1特性 (1)1.2命名 (3)2技术参数 (4)2.1规格参数 (4)2.2机组运行范围 (7)2.3性能参数变化图 (8)2.4系统原理图 (10)2.5外形尺寸 (12)3机组安装 (14)3.1机组安装 (14)3.2水系统安装 (18)3.3电气连接及参数 (20)4水质管理 (24)4.1水质要求 (24)4.2 水处理方法 (24)5维修和保养 (27)5.1维修和保养 (27)5.2机组结构 (29)6用户须知 (30)7售后服务及保修 (31)执行标准：GB/T 18430.2-20081产品介绍1.1特性概述麦克维尔MAC 系列风冷冷水(热泵)机组设计满足用户对产品可靠性、安全性、灵活性上的最高要求。
机组搭配灵活，可以配接不同规格的风机盘管或空气处理机组，其数量取决于机组的制冷、制热量和风机盘管或空气处理机组总的处理能力。
机组以其高效、低噪声、结构小巧、操作简便、运行安全、安装维护方便等优点，广泛适用于工厂、车站、宾馆、酒店、别墅、写字楼等场所。
性能优异MAC 系列产品运用世界领先技术，选用世界知名品牌配件，并进行严格测试以确保其合理匹配。
压缩机能效比高、噪音低；高效的换热器保证了机器能力的充分发挥；性能优越的空调专用风机、电机、水泵等部件运行平稳，振动和噪声极低。
操作简便机组采用微电脑控制，所有温度设定、水流量设定均已在工厂完成。
机组自动检测水温并自动调节。
用户只需启动开关按钮，一切操作均由机组自动进行。
室内机的控制可以根据用户要求，选用遥控或线控，均可与本机兼容。
安装简单易行机组设计最大限度考虑用户的安装。
制冷系统已在工厂制作成封闭系统，采用先进的充注机充注制冷剂，确保精确的充注量。
用户无需进行任何铜管连接和制冷剂充注。
水系统预留进出水接口与末端设备连接，用户在确保水质的基础上可以直接注入水后运行。
机组左右两侧均可连接进出水管；前后两侧均可连接机组电源线和检修电器部件。
空气源热泵热水器使用说明书标准版1
1）、P2-P8调整方法：在关机状态下，按住“FUNC”键超过10秒，则进入参数设置；按“MODE”键可选择需调整的参数。按上，下键则进行调整。
2）、水温调整方法：在关机状态下，按住“水温设定”键超过10秒，则进入P1参数设置；按上、下键则进行调整
代号
功能
单位设定范围ຫໍສະໝຸດ 默认值P1水温设定
℃
5、故障显示及代码
控制器自动判断系统在运行中出现的各类故障，并根据这些故障的类型，进行相应的保护处理。
故障代码表
序号
故障代码
故障名称
1
00
水流开关故障
2
02
压缩机1排气温度大于110℃
3
03
压缩机2排气温度大于110℃
4
04
缺相逆相保护
5
05
环境温度传感器缺少
6
06
水温传感器故障
7
07
压缩机1排气温度探头故障
6、故障保护及代码显示
控制器自动判断系统在运行中出现的各类故障，并根据这些故障的类型，进行相应的保护处理。
故障代码表
序号
故障代码
故障名称
1
11
高压开关开关故障
2
12
低压开关断路
3
5
环境温度传感器短路或开路
4
6
水温温度传感器短路或开路
5
14
化霜温度传感器短路或开路
6
7
压缩机排气温度传感器短路或开路
8
31
01
4、温度查询
在开机状态下，按“上、下”键可查询d1、d2、d3、d4参数，d1、d2、d3、d4、依次代表：水箱温度、、环境温度、压缩机排气温度、盘管温度。
海尔 TK48 200-KD1(U1) 200升太阳能热泵热水器 使用说明书
热水器使用说明书型号TK48/200-KD1(U1)• 本说明书为通用手册• 本公司保留说明书解释权• 产品外观请以实物为准• 阅后请与发票一并妥善保存• 如遇产品技术或软件升级，恕不另行通知• 本产品只适合在中国大陆销售和使用1. 产品介绍1 1.1. 产品部件1 1.1.1. 各部分构件名称1 1.1.2. 产品安装尺寸1 1.1.3. 系统原理图3 1.1.4. 热水器接线图3 1.2. 技术数据31.2.1. 技术数据32. Wi-Fi 连接5 2.1. APP下载登录5 2.1.1. APP下载登录5 2.2. 智能控制设备52.2.1. 智能控制设备53. 使用说明6 3.1. 安全注意事项6 3.1.1. 标志解释6 3.2. 安装说明6 3.2.1. 安装准备事项6 3.2.2. 安装场所的选择7 3.2.3. 装箱单7 3.2.4. 安装及固定7 3.2.5. 管路安装8 3.2.6. 线路安装15 3.3. 使用功能16 3.3.1. 试运转16 3.3.2. 线控器显示屏16 3.3.3. 按键功能163.3.4. 控制功能184. 售后服务19 4.1. 用户须知19 4.1.1. 用户须知19 4.2. 疑难解答19 4.2.1. 疑难解答19 4.3. 清洗保养20 4.3.1. 水箱清洗与保养20 4.3.2. 常见现象20 4.4. 保修说明21 4.4.1. 保修说明211. 产品介绍1.1. 产品部件1.1.1. 各部分构件名称水箱图示仅作参考，以实物为准1.1.2. 产品安装尺寸尺寸偏差范围为±10%1.1.3. 系统原理图1.1.4. 热水器接线图接线图如下：若有变更，恕不另行通知。
1.2. 技术数据1.2.1. 技术数据A(mm)B(mm)20501520产品型号TK48/200-KD1(U1)电源220V~，50Hz性能参数额定容量200L 内胆材质热轧酸洗钢板注：本公司注重科技更新，参数更改后，恕不另行通知。
潜孔锤在钟祥市体育馆地源热泵工程中的应用(1)
气动潜孔锤钻进技术在钟祥市体育馆地源热泵工程中的应用（武汉地质工程勘察院）摘要：以钟祥市体育馆地源热泵工程项目为例，简单介绍气动潜孔锤钻机的工作原理、钻进工艺及性能参数，探讨了气动潜孔锤钻机在复杂地层（土层、卵砾石层、岩层、破碎带、有水钻进）钻进及气动潜孔锤钻机拔管的方法和注意事项。
关键词：地源热泵潜孔锤复杂地层钻进拔管Abstract：Taking the city of Zhongxiang stadium ground source heat pump project as an example, introduces a pneumatic DTH hammer drilling works, drilling technology and performance parameters, discussed the pneumatic down-the-hole hammer drilling in complicated formation ( soil, gravel, rock, fracture zone, drilling with water ) drilling and pneumatic DTH hammer drilling rig extubation method and matters needing attention.Key words:ground-source heat pump， submerged hole hammer ，drilling in complicated stratum， extubation一、工程概况钟祥市体育馆广场工程位于钟祥市莫愁湖畔，南临北湖路、西临校场路，总建筑面积13733㎡，建筑占地面积12616㎡，建筑高度20.55m。
项目中央空调系统夏季设计冷负荷770KW，冬季空调设计热负荷600KW，采用地埋管地源热泵系统。
地源测布置换热孔169个，钻孔直径150mm，钻孔深度100m，垂直换热管为De25的PE100双U管，水平管采用同程式布置，分两个回路。
热泵技术与应用 (1)
1.4.2 热泵的驱动装置
1．电动机 2．燃料发动机 3．燃烧器
1.5 热泵的分类
1.按热泵机组换热器所接触的载热介质分类 空气/空气热泵
空气/水热泵
水/空气热泵
水/水热泵
土壤/水热泵
土壤/空气热泵
1.按低位热源分类 空气源热泵系统
水源热泵系统
土壤源热泵系统
太阳能热泵系统（直膨式）
太阳能热泵系统（非直膨式）
1.6 热泵发展的历史与现状
1.热泵的理论研究起源于法国科学家卡诺在1824 年发表的关于卡诺循环论文。
2.1852年英国教授汤姆逊(W.Thomson)首先提出一 种热泵设想（热量倍增器）。
3.20世纪20～30年代热泵的应用研究不断拓宽。
4.20世纪40年代到60年代热泵技术进入了快速发 展期。
下图表示了采用空气热源热泵供暖的系统 特性。
空气热源热泵供暖的系统特性
３．空气具有一定的湿度，空气流经蒸发器被 冷却时，在蒸发器表面会凝露甚至结霜。
蒸发器表面微量凝露时，可增强传热50％60％，但阻力有所增加．当蒸发器表面结霜时， 不仅流动阻力增大，而且随霜层的增加而热阻 提高。热泵除霜过程中,不仅不供热,还会产生 除霜损失。
思考题
1.高品位能和低品位能各指什么及二者区别？ 2.什么是热泵？热泵与制冷机组区别何在？ 3.描述热泵的常用经济性指标有哪几个？ 4.热泵系统的热源有哪些种类？ 5.综述一下热泵的分类方法。 6.分别谈谈空气、水、土壤、太阳能作为热泵 的低位热源各自的优点与缺点。
地下盘管换热器在土壤中埋得较深，土壤中 埋设管道成本较高，运行中发生故障不易检修； 用盐水或乙二醇水溶液作中间载热介质时，增大 了热泵工质与土壤之间的传热温差和管内介质的 流动阻力，影响热泵循环的经济性。
AquaKool_AquaKool Mini直流变频风冷冷水(热泵)机组技术手册-CGHR-PRC002A-ZH-20181111
新能源车热管理：电子水泵和电子油泵(1)
新能源车热管理：电子水泵和电子油泵电子水泵全面替代机械水泵1三种冷却方式冷却方式依据其介质不同，可分为风冷、水冷、油冷。
新能源汽车目前主要采用水冷和油冷。
水冷是最广泛的冷却方式。
水冷系统一般由水冷机壳、水泵、散热器、管道等部件组成，其工作原理是，在水泵的推动下，水流通过冷却物体表面，在吸收了热量后，再回到散热器将热量散发到大气中。
水冷系统散热效率较高，技术难度较低，已实现大规模产业化。
新能源车电机功率密度要求提高，油冷技术将成为趋势。
①水冷属于间接冷却：随着电机功率密度提升，水冷不足以达到良好的散热效果，需要提供直接冷却热源来提升冷却效率，而油本身不导电不导磁，对电机磁路无影响，可作为电机直接冷却热源。
②油作为冷却介质的优势：油的沸点高、凝点低、高温不易沸腾、低温不易凝结，适用范围更广阔，且不易相变；③有利于电机与变速箱的集成，提高轴承的润滑冷却效果、环境温度较低时加热变速箱油提高润滑搅拌效率。
2机械水泵的工作原理及构成汽车动力系统的水冷系统为强制循环水冷系统。
发动机水冷系统利用水泵提高冷却液的压力，强制冷却液在发动机中循环流动。
随发动机负荷和水温的大小，节温器改变冷却液的流量和循环路线，从而保证发动机在适宜的温度下工作减少燃料消耗和机件的磨损。
主要组成部分为：①散热器：散热器即水箱，分为纵流式和横流式两种。
大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。
②膨胀水箱：水箱的上部用一个较细的软管与水箱的加水管相连，底部通过水管与水泵的进水侧相连接，通常位置略高于散热器把冷却系变成永久性封闭系统，避免空气进入，使冷却系中水、汽分离，保持系统内压力稳定，提高了水泵的泵水量。
③水泵：对冷却液加压，保证其在冷却系统中循环流动。
④风扇：当风扇旋转时吸进空气使其通过散热器，以增强散热器的散热能力，加快冷却液的冷却速度。
⑤节温器：随发动机负荷和水温的大小而自动改变冷却液的流量和循环路线，保证发动机在适宜的温度下工作，减少燃料消耗和机件的磨损。
2.热泵精馏技术应用于异丁烷精馏的节能比较(1)
热泵精馏技术应用于异丁烷精馏的节能比较叶阳1（1中国石油大学（北京）化学工程学院，北京102249）摘要：常规精馏分离正丁烷-异丁烷小温差体系的能耗较高，为此本文将两种机械蒸汽再压缩（MVR）热泵精馏工艺，即塔顶蒸汽压缩式热泵工艺和塔底液相闪蒸式热泵工艺应用于正丁烷-异丁烷的分离研究。
利用Aspen Plus化工流程模拟软件中的严格精馏模块Rad Frac.和压缩机模块Compr.等，选用PENG-ROB方程计算物性数据，在与常规精馏相同的操作条件下得到常规精馏和热泵精馏的工艺以及设备参数。
结果表明：与常规精馏工艺相比，以上两种MVR热泵精馏工艺节能分别为83.76%和83.66%，节能明显且效果不相上下。
以上两种工艺是分离该体系较为合适的方法。
关键词：正丁烷-异丁烷；热泵精馏；模拟；节能中图分类号：TQ028Energy-saving comparison of isobutane distillation by usingheat-pump technologiesYE Yang1(1College of Chemical Engineering, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249)Abstract：Because high energy consumption for separation of small temperaturedifference system like n-butane and isobutane through conventional rectification, thispaper investigated two kinds of mechanical vapor recompression (MVR) heat-pumpdistillation processes, tower top vapor recompressed heat-pump distillation and towerbottom liquid flash recompressed heat-pump distillation. Based on the minimum energyconsumption for separating n-butane and isobutane. The simulations for the two schemeswere performed by Aspen Plus with the Radfrac. module Compr. module and PENG-ROB equation. The suitable operating parameters and device parameters were obtainedunder the same operating conditions with conventional rectification. The researchshowed that the two MVR heat-pump distillation processes can save energy by 83.76%and 83.66% respectively compared with the conventional distillation process. Energy-saving effect is obvious and comparable, indicating both of the two Heat-pumpTechnologies would be suitable for the system.Key words：n-butane and isobutane; heat-pump distillation; simulation; energy-saving正丁烷异构为异丁烷，是生产异丁烷的主要工艺之一，该工艺主要包括原料脱水、丁烷异构和产品分离3部分。
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1．热泵的性能系数
制热系数COPh： 蒸气压缩式
COPh
Qh P
吸收式
Qh
Qg
2．季节制热性能系数
供热季节总的供热量 HSPF 供热季节热泵消耗的总 能量 供热季节辅助加热的耗 能量
3．热泵的 效率
ex
1
TL TH
P
Qh
1
TL TH
热泵： 一种以消耗部分能量作为补偿条件使热量从
低温物体转移到高温物体的能量利用装置。 与制冷机比较：
相同：热力学原理 不同：使用的目的；工作温度范围。
冷却与制冷
1.1.2 热泵的节能效益
热泵空调技术是一种有效的节能手段，可以 大大降低一次能源的消耗。
研究表明，电动热泵的制热系数只要大于3， 则从能源利用观点来看，热泵就会比热效率为 80％的区域锅炉房用能更节省。
节能效益有多大？
例如：若向室内供热10kw，采用两种用供热方案 （1）采用电阻式加热器，直接加热室内空气，则需 要供给的电能为10kw （2）用电能拖动热泵供热。假设供热温度为45℃低 温热源温度为0 ℃，（热泵采用逆卡诺循环）则
εh=T2/（T2-T1）=7来自07W=Q/εh=1.414 kW
1.1.3 热泵的环境效益
大量使用深井水导致地面下沉，且逐步造成 水源枯竭。因此，如以深井为热源可采用“深井 回灌”的方法，并采用“夏灌冬用”和“冬灌夏 用”的措施。
3.生活废水
生活废水是指洗衣房、浴池、旅馆等的废水， 温度较高，是可利用的低位热源。
存在问题:如何贮存足够的水量以应付热负 荷的波动，以及如何保持换热器表面的清洁和防 止水对设备的腐蚀。
第1章 概论
1.1 热泵的节能与环境效益 1.2 热泵循环的热力学原理 1.3 热泵的低位热源 1.4 热泵的驱动能源和驱动装置 1.5 热泵的分类 1.6 热泵发展的历史与现状
1.1 热泵的节能与环境效益
1.1.1 热泵定义 1.1.2 热泵的节能效益 1.1.3 热泵的环境效益
1.1.1 热泵定义
1.3.2 水
可供热泵作为低位热源用的水有地表水(河 川水、湖水、海水等)和地下水(深井水、泉水、 地下热水等)。
优点：水的比热容大。传热性能好，所以使换热 设备较为紧凑。水温一般也较稳定，从而可使热 泵运行性能良好。
缺点：必须靠近水源，或设有一定的蓄水装置。 对水质有一定的要求，输送管路和换热器的选择 必先经过水质分析。防止可能出现的腐蚀。
理想热泵循环
理想的热泵循环 1.恒温热源间:逆卡诺循环 2.变温热源间:洛伦兹循环
在同样热源条件下理想的热泵循环具有最 大的制热系数，因此它是同样热源条件下的实 际循环的比较标准。
1.2.1 逆卡诺(Carnot)循环
逆卡诺循环的特点
特点: 热源温度恒定. 过程: 两个等熵过程和两个等温过程. 制热系数:
1.2.2 洛伦兹(Lorenz)循环
洛伦兹循环的特点
特点:热源的温度是变化的. 过程:两个等熵过程和两个工质与热源之间无温差
的传热过程所组成. 制热系数:
1.2.3 热泵的热力经济性指标
常用的热泵系统热力经济性指标： 性能系数COP(Coefficient of Performance) 季节性能系数HSPF(Heating Seasonal Performance Factor) 热泵的 效率
空气参数的变化规律对于空气热源热泵的 设计与运行有重要影响，主要表现在：
1．随着空气温度的降低，蒸发温度下降， 热泵温差增大，热泵的效率降低。
单级蒸气压缩式热泵虽然在空气温度低到 -15至-20℃时仍可运行，但此时制热系数将有 很大的降低，其供热量可能仅为正常运行时的 50％以下。
2．随着环境空气温度的变化，热泵的供热量 往往与建筑物的供热负荷相矛盾，即大多数时 间内均存在供需的不平衡现象。
热泵技术就是一种有效节省能源、减少CO2排放 和大气污染的环保技术。
把热泵作为空调系统的冷热源，可以把自然界 中的低温废热转变为暖通空调系统可利用的再生热 能，节约了矿物燃料，进而减少温室气体排放。
1.2 热泵循环的热力学原理
1.2.1 逆卡诺(Carnot)循环 1.2.2 洛伦兹(Lorenz)循环 1.2.3 热泵的热力经济性指标
下图表示了采用空气热源热泵供暖的系统 特性。
空气热源热泵供暖的系统特性
３．空气具有一定的湿度，空气流经蒸发器被 冷却时，在蒸发器表面会凝露甚至结霜。
蒸发器表面微量凝露时，可增强传热50％60％，但阻力有所增加．当蒸发器表面结霜时， 不仅流动阻力增大，而且随霜层的增加而热阻 提高。热泵除霜过程中,不仅不供热,还会产生 除霜损失。
4.工业废水
工业废水形式颇多，数量大、温度高，有的 可直接再利用。
1.3.3 土壤
地表浅层土壤相当于一个巨大的集热器，土 壤热源是人类可利用的可再生能源，是热泵的一 种良好的低位热源。 优点：温度稳定，不需通过采用风机或水泵采热， 无噪声、也无除霜要求。
1.3.3 土壤
缺点：热导率小，地下盘管换热器的传热系数小， 需要较大的传热面积，因此地下盘管换热器比较 大导致占地面积大；
Qh P
1
TL TH
COPh
1.3 热泵的低位热源
1.3.1 空气 1.3.2 水 1.3.3 土壤 1.3.4 太阳能
各种热泵的温度 范围和热泵作用
1.3.1 空气
特点：空气随时随地可以利用，其装置和使用比 较方便，对换热设备无害。
缺点：空气参数(温、湿度)随地域和季节、昼夜 均有很大变化． 空气的比热容小，为获得足够的热量以及 满足热泵温差的限制，其室外侧蒸发器所需的 风量较大，使热泵的体积增大，也造成一定的 噪声
1.地表水
用地表水作为热泵热源的两种方式:
用泵将水抽送至热泵机组的蒸发器换热之后 返回水源。
在地表水水体中设置换热盘管，用管道与热泵 机组的蒸发器连接成回路，换热盘管中的媒介水 在水泵的驱动下循环经过蒸发器。
2.地下水
地下水位于较深的地层中，因隔热和蓄热作 用，其水温随季节气温的变化较小，特别是深井 水的水温常年基本不变，对热泵运行十分有利。
地下盘管换热器在土壤中埋得较深，土壤中 埋设管道成本较高，运行中发生故障不易检修； 用盐水或乙二醇水溶液作中间载热介质时，增大 了热泵工质与土壤之间的传热温差和管内介质的 流动阻力，影响热泵循环的经济性。