热泵基础知识及其应用

热泵的概念及原理
热泵的概念
热泵能量转换，是利用压缩机的作用，通过消耗 一定的辅助能量（如电能），在压缩机和换热系统内 循环的制冷剂（佛里昂）的共同作用下，由环境热源 （如水、空气）中吸取较低温热能，然后转换为较高 温热能释放至循环介质（如水、空气）中成为高温热 源输出。在此因压缩机的运转做工而消耗了电能，压 缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生 的不同的变化状态和不同的效果（即蒸发吸热和冷凝 放热），从而达到了回收低温热源制取高温热源的作 用和目的。
500
1000
1.2 10年
6000（控制系统2套）
Biblioteka Baidu
3500 2000（管件阀门外保护）
5.35 12年
季能耗）
热值/效率
*24
0.5元/度
2200元
公式：能耗* 单价*采暖期
7000+30000
附设设备
600
500
5500（水泵钢材水箱）
设备 辅助设备 初投 机房土建
资 设备安装
主管网
总投资 设备寿命
2500
1500 1500 3.55 20年
1000 2000 0.8 10年
1000 1000 0.46 10年
热泵的概念及原理
热泵机组的构成
热泵机组主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀四 大件组成，循环工质一般采用氟利昂。
热泵机组四大部件的作用及功能
压缩机 ：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温 高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏。
蒸发器 ：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流 入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制 冷的目的。
地面辐射，热量缓缓上升 热量均匀分布
回水 35～50 ℃供水
分房、分区域
地暖基本常识
空气源热泵空调
冷冻水
送风
空气源热泵热水系统
超低温空气源热泵与其他常规能源的技术特点、投 资、运行费用、经济效益、环保效益分析表
(100m2北京农村住宅建筑，每小时热负荷按60W/ m2)则每小时需热负荷：Q=100㎡×60W/㎡÷1000=6KW (1KW=860Kca)即100㎡冬季供暖每小时需要6KW的热量。（或者6KW×860kcal=5160kcal）
交
的热能输送给室内。
换
器
冷媒
热水
地暖基本常识
地暖学术名：
低温热水地面辐射供暖（low temperature hot water floor radi-ant heating） 系统原理：
以温度不高于60℃的热水为媒介，在加热管内循环流动，加热地板，通过地面以辐射 和对流的传热方式向室内供热的供暖方式。供水温度宜采用35～50 ℃。
热泵的分类与应用 热泵技术
空气源热泵
地源热泵
地下水源热泵
地表水源热泵 （包括污水/海水源）
地埋管地源热泵
空气源热泵机组
空气源热泵是消耗一定的机械能，将空气 中低温热能“泵送”到高温位来供应热量 需求的设备叫“空气源热泵”。
其内部结构主要由四个核心部件：压缩机， 冷凝器，节流阀，蒸发器组成。
空气源热泵工作流程
冷凝器： 是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连 同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走， 达到制热的目的。
膨胀阀或节流阀： 对循环工质起到节流降压作用， 并调节进入蒸发器的循环工质流量。
热泵技术发展现状
热泵技术自发明已近100年，制冷技术160余年。热泵 原意指的是利用制冷空调器换向采暖（家用式）的方式。 热泵概念来源于水泵，是与水泵相提并论的概念（原始概 念，众所周知）。
煤
5000 kcal/ kg 0.7
35.37kg 0.87/kg 3692元
2000
电
860kcal/度 0.98
147KW 0.5元/度 8820元
10000
13 m2太阳能+电（空气源 热泵）
15MJ +860kcal/度 1KW*h=3.6MJ
综合能效3.92
35KW*80+40KW*40（采暖 公式：负荷/
空气源热泵基础知识及其应用
热泵的概念及原理
热泵的原理
作为自然界的现象，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抽吸到高温。所以热泵 实质上是一种热量提升装置，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，提高温位 进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量 的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点。
热泵冷暖近十年得到了再次创新，是在国内率先发展 大型热泵技术，大量应用。自2000年国内第一个大型水源 热泵双温中央空调工程建成运行，2005年5月自主创新大 型地源热泵首次在国内通过8位院士和专家评审，2005年 建设部主持第一批自主创新水/地源热泵节能应用试点， 2005年7月第一份关于国内大型地源热泵产业化发展内参 的转发，到2006年7月国内首例地源热泵科技成果通过多 位院士和专家鉴定，从此拉开了地源热泵大发展序幕。国 家各部委已相继出台了扶持政策。
项目
超低温空气源热泵
燃气炉
燃煤炉
电地热膜
太阳能+空气源
备注
能源形式
热值 采暖季平均效率
能耗/日
能源单价 年采暖季运行费
用（120天） 主设备
电 860kcal/度
3.2
45KW 0.5元/度
2700元 30000
天然气 8000kca/m³
0.88
17.6 m³ 2.8元/ m³
5914元 5000
空气源热泵工作流程
超低温空气源热泵技术
普通型热泵热水机专用压缩机
超低温空气源热泵技术
超低温型热泵热水机专用压缩机
免费的空气能
空
气
冷
中
媒
的
热
空气源热泵采暖系统
少量电 压缩
温暖的冬季
压缩机将冷媒压缩成 高温，在热交换器中 将循环水加热。
冷
媒
在压缩过程中，冷媒
水
会吸收大量室外空气
热
中的热量，作为免费
❖ 工作流程：压缩机将回流的低压冷媒压缩后，变成高 温高压的气体排出，高温高压的冷媒气体流经缠绕在 水箱外面的铜管，热量经铜管传导到水箱内，冷却下 来的冷媒在压力的持续作用下变成液态，经膨胀阀后 进入蒸发器，由于蒸发器的压力骤然降低，因此液态 的冷媒在此迅速蒸发变成气态，并吸收大量的热量。 同时，在风扇的作用下，大量的空气流过蒸发器外表 面，空气中的能量被蒸发器吸收，空气温度迅速降低， 变成冷气排出。随后吸收了一定能量的冷媒回流到压 缩机，进入下一个循环。