热泵技术介绍PPT课件
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水源热泵
水源热泵机 组原理图
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水源热泵
• 水源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成：1.压缩机，2.膨胀阀，3.冷凝器，4.蒸发器， 5～6.循环水泵。
在制冷/制热工况下，制冷剂经膨胀阀时节流， 其压力降低，进入蒸发器；低压的制冷剂吸收了蒸发 器热量而汽化。制冷剂汽体被压缩机吸入，经压缩后 排到冷凝器，这时制冷剂的压力和温度都升高了。压 力和温度较高的制冷剂蒸汽，在冷凝器中进行热交换， 汽化的制冷剂被冷凝为液态。这样，制冷剂便在系统 内作了一个由液体变汽体，又由汽体变液体的循环。 蒸发器处周围介质的热量不断被吸走，温度逐渐下降， 这就是利用制冷剂的物态变化实现制冷/制热的基本原 理。蒸发器与制冷目标区进行热交换为制冷方式；反 之，冷凝器与制热目标区进行热交换为供热方式。
％的速度稳步增长。
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热泵技术发展史
• 在欧美发达国家，如澳大利亚、英国、法国、 德国、北欧和南欧的一些国家，热泵产品已经进入 了大多数家庭。 我国的热泵事业近几年已开始起步，而且发 展势头看好。目前，我国利用较多的是水源热泵， 而用空气源热泵制取生活用热水在国内近两年刚刚 起步。从2001年春天开始，澳大利亚康特姆公司 在中国已建成数十个地源和空气源热泵示范工程， 收到了很好的效果。
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空气源热泵
的高温水供暖致使居室装修的木地板因烘烤而翘曲 变形的问题，且经济性好；夏季，该装置通过换向阀， 低压侧的热交换器吸收房间空气中的热量，使房间降 温，解决了传统工质的空调机组在气温较高的情况下 难以适应的缺陷。 同时集空调、抽湿及供热水于一体， 起到了目前普通空调机组实现不了的作用。具有热感 舒适、室温稳定、节能、安全、方便管理等特点，是 一种节能、环保和安全的冷热功能合一的装置，也成 为高档住宅的身份象征。
1971年的8.2万套/年猛增至1976年的30万套/年，
1977年再次跃升为50万套/年，而此时日本后来居上，
年产量已超过50万套。但热泵在世界范围内的大规模
商业应用是最近20年的事，如美国，截止1985年全国
共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45，000
台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以10
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水源热泵
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水源热泵
地表闭式水 源热泵系统
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土壤源热泵
•概 述
•
地能是清洁可再生的自然能源，它具有常年温
度稳定的特点，是热泵理想的热源形式。土壤源热
泵具有许多优点，它对节能和减少环境污染等方面
都有积极的意义。土壤源热泵用全年温度相对稳定
的地表浅层土壤做热源和冷源。我国幅原辽阔，各
地地表浅层土壤温度有所不同。据资料介绍，5m以
下的土壤平均温度基本上不随季节变化而改变，且
约等于该地区的年空气平均温度。因而，需制热的
冬季，地表浅层土壤的温度比室外空气温度高；需
制冷的夏季，其温度则比室外空气温度低。这样，
热泵工质与土壤的温差在冬、夏两季都保持在较高
的水平上，可提高制冷系数或制热系数，也使得土
冷凝器，5～6.循环泵，7.风机盘管，8埋地换热器
冬季供热工况时，机组埋地换热器与蒸发器相 接，室内供暖水管与冷凝器相接，通过制冷剂循环， 从地下土壤中吸取热量为室内供热；
夏季制冷工况时，地源热泵切换到逆向循环， 蒸发器转变为冷凝器，冷凝器转变为蒸发器，从而 埋地换热器与热泵机组冷凝器相接，室内冷冻水管 与蒸发器相接，通过制冷剂循环，不断的将室内热 量释放到地下土壤中。
泵有了较快的发展。特别是二战以后，工业经济的
长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺，
促进了大型供热及工业用热泵的发展。热泵工业在
20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，到1943
年大型热泵的数量已相当可观。
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热泵技术发展史
•
1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家
用热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。 由于热
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热泵的种类
•
根据热源和冷源的不同，热泵大致可以分为三种，
分别为：空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵。
三种热泵的根本区别在于，空气源热泵是以空气 作为“源体”，通过冷媒作用，进行能量转移；水源热 泵以地表或地下浅层水作为冷热“源体”，在冬季利用 热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的 热量向其排放、实现对建筑物供冷；土壤源热泵是以大 地为热源对建筑进行供暖和制冷，冬季通过热泵将大地 中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏 用 ； 夏 季 通 过 热 泵 将第建7页筑/共2物8页内 的 热 量 转 移 到 地 下 对 建 筑
壤源热泵在夏季可获得较低的冷凝温度，在冬季可
获得较高的蒸发温度，全年在较高的COP下运行。
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土壤源热泵
土壤源热泵 机组原理图
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土壤源热泵
• 土壤源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成： 1.压缩机，2.蒸发器，3.节流装置，4.
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空气源热泵
空气源热泵机 组工作原理图
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空气源热泵
• 空气源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部分 组成：压缩机，冷凝器，储液罐，干燥过滤器，膨胀 阀，吸热装置。
空气源热泵中央空调系统，是一种极为理想的 供暖/制冷方式，在寒冷地区室外最低适用温度可达15℃，可提供40℃--45℃的热水；在炎热地区室外最 高适用温度可达43℃，制冷室温可达24℃。该系统以 空气作为热源，在冬季，以低温热水为热媒，通过埋 设在房间中央的拼装地板和（或）风机盘管等散热器， 均匀地向室内以平面方式、对流方式散热，可迅速提 高室温，提供舒适的生活环境，克服了常规热源供暖 方式对大气的污染，减少了安全隐患。同时也避免了 由常规燃气炉产生
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前言
•
热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境
介质中贮存的能量加以挖掘，通过制冷剂循环系统提
高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输
出功中一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量
高品位能源。
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热泵技术发展史
•
热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，
他在1824年发表关于卡诺循环的论文，这个理论经
种。
作为自然现象，正如水由高处流向低处那样， 热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器， 如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热 泵可以把热量从低温区抽吸到高温区。所以热泵实质 上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中 吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的 物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺 循环工作的。同时热泵不是把电能转变成热能，少量 电能只是用于提升热的品位，所以热泵不是永动机。
用率，是合理用能的典范。正因为热泵的节能效益，才使热泵在20世纪70
年代后，在空调领域中获得广泛地应用与发展。有关文献将这一时期称为
热泵发展的第一兴旺期。并预言，由于全空调能源效率再次变得最重要，
这不是由于经济问题，而是出于环境原因，我们暧通空调工作者将会经历
过30年后，在1850年初开尔文（L.Kelvin）提出：
冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师
对热泵进行了大量研究，这种研究持续了80年之久。
1912年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低
位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这
就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵
系统。
上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，热
热泵发展的第二次兴旺期。为此，暖通空调工作者应做好思想准备，加强
有关热泵空调方面的研究工作，积极推广应用热泵空调。
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第27页/共28页
感谢您的观看！
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空气源热泵
•概 述
空气源热泵是一种利用空气来进行热冷交换 做为热（冷）源的即可供热又可制冷的高效节能空 调系统 。它量大面广、无处不在。这种储存于地表 浅层水中近乎无限的能源，使得水中蕴含的能量成 为清洁的，可再生能源的一种形式。水源热泵通过 输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热 能向高温位转移。水分别在冬季作为热泵供暖的热 源和夏季空调的冷源，即在冬季，水源热泵把空气 中的热量提取出来，供给室内采暖；夏季，把室内 的热量提取出来，释放到地下。通常空气源热泵消 耗1kW的能量，用户可以得到3kW以上的热量或冷量。
目录
• 前言 • 热泵技术发展史 • 热泵的种类 • 空气源热泵 • 水源热泵 • 土壤源热泵 • 结束语
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前言
•
热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取
低品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热的设
备。它是一种节能清洁的采暖空调一体化设备，按照
取热来源不同一般分为空气源、水源和土壤源热泵三
泵可以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力
充足而电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚
低。因此，用户对热泵产生兴趣，使热泵进入早期发
展阶段。
20 世纪70年代初期，
由于“能源危机”的出现，热泵又以其回收低温废热，
节约能源的特点，在产品经改进后，重新登上历史舞
台，受到了人们的青睐。例如美国，热泵的产量从
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土壤源热泵
土壤源热泵 空调系统
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土壤源热泵
平铺管土壤 源热泵系统
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土壤源热泵
U型管土壤 源热泵系统
第24页/共28页
土壤源热泵
采用土壤源 热泵系统供 暖的别墅建
筑
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结束语
•
节能始终是空调领域中的重要研究课题之一。热泵技术能提高能源利
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空气源热泵
空气源热泵 空调系统
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空气源热泵
空气源热泵中 央空调系统工
作原理图
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水源热泵
•概 述
水源热泵是一种利用水来进行热冷交换做为热（冷） 源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。它量大面广、 无处不在。这种储存于水中近乎无限的能源，使得水能成 为清洁的，可再生能源的一种形式。水源热泵通过输入少 量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转 移。水分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源， 即在冬季，水源热泵把水中的热量提取出来，供给室内采 暖；夏季，把室内的热量提取出来，释放到地下。通常水 源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到3～6kW以上的热 量或冷量。
水源热泵
水源热泵机 组原理图
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水源热泵
• 水源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成：1.压缩机，2.膨胀阀，3.冷凝器，4.蒸发器， 5～6.循环水泵。
在制冷/制热工况下，制冷剂经膨胀阀时节流， 其压力降低，进入蒸发器；低压的制冷剂吸收了蒸发 器热量而汽化。制冷剂汽体被压缩机吸入，经压缩后 排到冷凝器，这时制冷剂的压力和温度都升高了。压 力和温度较高的制冷剂蒸汽，在冷凝器中进行热交换， 汽化的制冷剂被冷凝为液态。这样，制冷剂便在系统 内作了一个由液体变汽体，又由汽体变液体的循环。 蒸发器处周围介质的热量不断被吸走，温度逐渐下降， 这就是利用制冷剂的物态变化实现制冷/制热的基本原 理。蒸发器与制冷目标区进行热交换为制冷方式；反 之，冷凝器与制热目标区进行热交换为供热方式。
％的速度稳步增长。
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热泵技术发展史
• 在欧美发达国家，如澳大利亚、英国、法国、 德国、北欧和南欧的一些国家，热泵产品已经进入 了大多数家庭。 我国的热泵事业近几年已开始起步，而且发 展势头看好。目前，我国利用较多的是水源热泵， 而用空气源热泵制取生活用热水在国内近两年刚刚 起步。从2001年春天开始，澳大利亚康特姆公司 在中国已建成数十个地源和空气源热泵示范工程， 收到了很好的效果。
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空气源热泵
的高温水供暖致使居室装修的木地板因烘烤而翘曲 变形的问题，且经济性好；夏季，该装置通过换向阀， 低压侧的热交换器吸收房间空气中的热量，使房间降 温，解决了传统工质的空调机组在气温较高的情况下 难以适应的缺陷。 同时集空调、抽湿及供热水于一体， 起到了目前普通空调机组实现不了的作用。具有热感 舒适、室温稳定、节能、安全、方便管理等特点，是 一种节能、环保和安全的冷热功能合一的装置，也成 为高档住宅的身份象征。
1971年的8.2万套/年猛增至1976年的30万套/年，
1977年再次跃升为50万套/年，而此时日本后来居上，
年产量已超过50万套。但热泵在世界范围内的大规模
商业应用是最近20年的事，如美国，截止1985年全国
共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45，000
台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以10
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水源热泵
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水源热泵
地表闭式水 源热泵系统
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土壤源热泵
•概 述
•
地能是清洁可再生的自然能源，它具有常年温
度稳定的特点，是热泵理想的热源形式。土壤源热
泵具有许多优点，它对节能和减少环境污染等方面
都有积极的意义。土壤源热泵用全年温度相对稳定
的地表浅层土壤做热源和冷源。我国幅原辽阔，各
地地表浅层土壤温度有所不同。据资料介绍，5m以
下的土壤平均温度基本上不随季节变化而改变，且
约等于该地区的年空气平均温度。因而，需制热的
冬季，地表浅层土壤的温度比室外空气温度高；需
制冷的夏季，其温度则比室外空气温度低。这样，
热泵工质与土壤的温差在冬、夏两季都保持在较高
的水平上，可提高制冷系数或制热系数，也使得土
冷凝器，5～6.循环泵，7.风机盘管，8埋地换热器
冬季供热工况时，机组埋地换热器与蒸发器相 接，室内供暖水管与冷凝器相接，通过制冷剂循环， 从地下土壤中吸取热量为室内供热；
夏季制冷工况时，地源热泵切换到逆向循环， 蒸发器转变为冷凝器，冷凝器转变为蒸发器，从而 埋地换热器与热泵机组冷凝器相接，室内冷冻水管 与蒸发器相接，通过制冷剂循环，不断的将室内热 量释放到地下土壤中。
泵有了较快的发展。特别是二战以后，工业经济的
长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺，
促进了大型供热及工业用热泵的发展。热泵工业在
20世纪40年代到50年代早期得到迅速发展，到1943
年大型热泵的数量已相当可观。
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热泵技术发展史
•
1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家
用热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。 由于热
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热泵的种类
•
根据热源和冷源的不同，热泵大致可以分为三种，
分别为：空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵。
三种热泵的根本区别在于，空气源热泵是以空气 作为“源体”，通过冷媒作用，进行能量转移；水源热 泵以地表或地下浅层水作为冷热“源体”，在冬季利用 热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的 热量向其排放、实现对建筑物供冷；土壤源热泵是以大 地为热源对建筑进行供暖和制冷，冬季通过热泵将大地 中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏 用 ； 夏 季 通 过 热 泵 将第建7页筑/共2物8页内 的 热 量 转 移 到 地 下 对 建 筑
壤源热泵在夏季可获得较低的冷凝温度，在冬季可
获得较高的蒸发温度，全年在较高的COP下运行。
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土壤源热泵
土壤源热泵 机组原理图
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土壤源热泵
• 土壤源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部 分组成： 1.压缩机，2.蒸发器，3.节流装置，4.
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空气源热泵
空气源热泵机 组工作原理图
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空气源热泵
• 空气源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部分 组成：压缩机，冷凝器，储液罐，干燥过滤器，膨胀 阀，吸热装置。
空气源热泵中央空调系统，是一种极为理想的 供暖/制冷方式，在寒冷地区室外最低适用温度可达15℃，可提供40℃--45℃的热水；在炎热地区室外最 高适用温度可达43℃，制冷室温可达24℃。该系统以 空气作为热源，在冬季，以低温热水为热媒，通过埋 设在房间中央的拼装地板和（或）风机盘管等散热器， 均匀地向室内以平面方式、对流方式散热，可迅速提 高室温，提供舒适的生活环境，克服了常规热源供暖 方式对大气的污染，减少了安全隐患。同时也避免了 由常规燃气炉产生
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前言
•
热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境
介质中贮存的能量加以挖掘，通过制冷剂循环系统提
高温度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输
出功中一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量
高品位能源。
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热泵技术发展史
•
热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，
他在1824年发表关于卡诺循环的论文，这个理论经
种。
作为自然现象，正如水由高处流向低处那样， 热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器， 如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热 泵可以把热量从低温区抽吸到高温区。所以热泵实质 上是一种热量提升装置，热泵的作用是从周围环境中 吸取热量，并把它传递给被加热的对象（温度较高的 物体），其工作原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺 循环工作的。同时热泵不是把电能转变成热能，少量 电能只是用于提升热的品位，所以热泵不是永动机。
用率，是合理用能的典范。正因为热泵的节能效益，才使热泵在20世纪70
年代后，在空调领域中获得广泛地应用与发展。有关文献将这一时期称为
热泵发展的第一兴旺期。并预言，由于全空调能源效率再次变得最重要，
这不是由于经济问题，而是出于环境原因，我们暧通空调工作者将会经历
过30年后，在1850年初开尔文（L.Kelvin）提出：
冷冻装置可以用于加热，之后许多科学家和工程师
对热泵进行了大量研究，这种研究持续了80年之久。
1912年瑞士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低
位热源的热泵设备用于供暖，并以此申报专利，这
就是早期的水源热泵系统，也是世界上第一套热泵
系统。
上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，热
热泵发展的第二次兴旺期。为此，暖通空调工作者应做好思想准备，加强
有关热泵空调方面的研究工作，积极推广应用热泵空调。
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空气源热泵
•概 述
空气源热泵是一种利用空气来进行热冷交换 做为热（冷）源的即可供热又可制冷的高效节能空 调系统 。它量大面广、无处不在。这种储存于地表 浅层水中近乎无限的能源，使得水中蕴含的能量成 为清洁的，可再生能源的一种形式。水源热泵通过 输入少量的高品位能源（如电能），实现低温位热 能向高温位转移。水分别在冬季作为热泵供暖的热 源和夏季空调的冷源，即在冬季，水源热泵把空气 中的热量提取出来，供给室内采暖；夏季，把室内 的热量提取出来，释放到地下。通常空气源热泵消 耗1kW的能量，用户可以得到3kW以上的热量或冷量。
目录
• 前言 • 热泵技术发展史 • 热泵的种类 • 空气源热泵 • 水源热泵 • 土壤源热泵 • 结束语
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前言
•
热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取
低品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热的设
备。它是一种节能清洁的采暖空调一体化设备，按照
取热来源不同一般分为空气源、水源和土壤源热泵三
泵可以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力
充足而电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚
低。因此，用户对热泵产生兴趣，使热泵进入早期发
展阶段。
20 世纪70年代初期，
由于“能源危机”的出现，热泵又以其回收低温废热，
节约能源的特点，在产品经改进后，重新登上历史舞
台，受到了人们的青睐。例如美国，热泵的产量从
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土壤源热泵
土壤源热泵 空调系统
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土壤源热泵
平铺管土壤 源热泵系统
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土壤源热泵
U型管土壤 源热泵系统
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土壤源热泵
采用土壤源 热泵系统供 暖的别墅建
筑
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结束语
•
节能始终是空调领域中的重要研究课题之一。热泵技术能提高能源利
第11页/共28页
空气源热泵
空气源热泵 空调系统
第12页/共28页
空气源热泵
空气源热泵中 央空调系统工
作原理图
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水源热泵
•概 述
水源热泵是一种利用水来进行热冷交换做为热（冷） 源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。它量大面广、 无处不在。这种储存于水中近乎无限的能源，使得水能成 为清洁的，可再生能源的一种形式。水源热泵通过输入少 量的高品位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转 移。水分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源， 即在冬季，水源热泵把水中的热量提取出来，供给室内采 暖；夏季，把室内的热量提取出来，释放到地下。通常水 源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到3～6kW以上的热 量或冷量。