热泵技术与热声技术
热泵技术介绍PPT课件

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。
热泵的知识点总结

热泵的知识点总结热泵的主要组成部分包括压缩机、膨胀阀、蒸发器和冷凝器。
压缩机负责将低温低压的蒸汽压缩成高温高压的蒸汽,蒸汽在膨胀阀处膨胀成低温低压的蒸汽,然后在蒸发器吸收外界热量,蒸汽变成低温液体,最后在冷凝器释放热量,液体再次变成低温低压的蒸汽。
通过这个过程,热泵可以将外界的低温热能转化为高温热能。
热泵的工作原理是基于蒸发冷凝原理,即利用低温蒸汽和高温蒸汽间的状态变化来实现热能转换。
热泵有多种类型,包括空气源热泵、地源热泵、水源热泵等。
不同类型的热泵适用于不同的环境和应用场景,但它们的工作原理都是一样的。
热泵的应用领域非常广泛,包括家庭暖通、工业制冷、热水供暖等。
在家庭暖通方面,热泵可以代替传统的燃气锅炉和电锅炉,实现供暖和热水的双重功能。
在工业领域,热泵可以用于制冷和空调系统,提高生产效率和产品质量。
在热水供暖方面,热泵可以利用空气、地热或水源等可再生能源,减少对传统能源的消耗,降低能源成本。
热泵技术的发展有助于提高能源利用效率,减少能源消耗和环境污染。
随着环保意识的不断提高和可再生能源的开发利用,热泵技术将在未来得到更加广泛的应用和推广。
热泵的优点包括能效高、环保、节能、安全、使用寿命长、可靠性强、节约能源资源、减少热能损耗、降低运行成本等。
所以在目前来看,热泵技术是未来的一个非常有前景的技术。
热泵技术也有一些缺点,包括:初投资较大、系统复杂、运行成本高、技术要求高、不适用于所有环境等。
但随着技术的不断进步和成本的不断降低,这些缺点将逐渐得到解决。
总之,热泵技术是一种非常有前景和发展潜力的能源技术,它可以改善能源利用效率,减少对化石燃料的依赖,降低环境污染,保护地球环境,促进可持续发展。
我们应该加大对热泵技术的研发和推广力度,推动热泵技术的广泛应用。
热泵技术介绍范文

热泵技术介绍范文热泵技术是一种高效的能源利用方式,能够将自然界中较低温度的能源转化为高温热能,被广泛应用于供暖、制冷及热水供应等领域。
本文将详细介绍热泵技术的原理、应用及优势。
热泵技术的原理是基于热力学第一定律,即热量的传递是有方向的,从高温区向低温区传递。
热泵系统由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀等组成。
通过压缩机的运转,使制冷剂在蒸发器中吸收外界低温环境的热量,然后经过压缩、冷凝的过程,将热量释放到高温区域。
通过这个过程,热泵能够将外界低温能源转化为高温热能。
热泵技术在供暖领域的应用十分广泛。
传统的供暖方式,如燃煤锅炉和电热器,能源利用效率较低且污染环境。
而热泵系统利用环境空气、地热或废热等低温能源供热,能够实现能源的再利用,大幅度提高供暖效率。
热泵供暖系统不受燃料的限制,使用环保、可再生的能源,大大减少了温室气体的排放,具有环保优势。
热泵技术在制冷领域同样有着广泛的应用。
传统的制冷设备,如冰箱和空调,通过电能将热量从低温区域移除,使室内保持低温。
而热泵制冷系统可以将外界的低温能源转化为冷量,从而实现制冷效果。
与传统设备相比,热泵制冷系统具有更高的能源利用效率和更低的能耗。
此外,热泵技术还可以应用于热水供应领域。
传统的热水锅炉需要燃料来加热水,而热泵系统则可以利用周围的低温能源,将其转化为高温热能,提供给热水设备。
热泵系统在热水供应领域具有高效、环保、节能的优势。
总之,热泵技术通过利用高效的能量转换原理,将外界低温能源转化为高温热能,广泛应用于供暖、制冷及热水供应等领域。
热泵技术具有高能效、环保、节能的优势,是一种可持续利用能源的重要方式。
随着人们对能源效率和环境保护要求的提高,热泵技术的应用前景将更加广阔。
热泵技术及应用

第8章热泵技术及应用热泵是以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统,是近三十年来迅猛发展的一种高效的节能装置。
由于热泵花费少量的驱动能源,就可以从周围环境中提取低品位热量转化为有用的热量,被广泛应用于建筑空气调节、石油化工供能、农副产品加工、化工原料处理、中草药材干燥、轻工产品生产等领域中。
热泵还可以采用各种新能源和可再生能源作为驱动能源,合理匹配利用能源,在节约能源的同时实现了社会的可持续发展。
正是因为热泵同时兼顾节约能源、环境保护和持续发展而倍受人们关注。
8.1 热泵的基本知识8.1.1 热泵的发展与现状热泵的理论最早可追溯到1824年法国物理学家卡诺(S. Carnot)发表的逆卡诺循环。
世界上第一个提出热泵装置的人是英国的著名科学家开尔文(L. Kelvin),开尔文早在1852年就描述了他的热量倍增器的设想。
如图8—1所示,该装置由两个气缸和一个储气筒组成,气缸活塞由蒸汽机驱动,储气筒起换热器的作用。
室外环境的空气被吸入气缸,膨胀降温后排至室外的储气筒,在储气筒中吸收环境热量温度回升,然后进入排出气缸被压缩至大气压力排出。
显然排出空气的温度高于环境温度,被送入需要供暖的建筑物。
遗憾的是,限于当时的工业技术水平,开尔文没有制造出他的热泵装置。
图8-1 卡尔文的“热泵”设想简图历史上,同样是制冷系统的制冷机的发展远远领先于热泵,主要的原因是人类获得冷的方式比较少,而获得热的方式有很多。
如化石燃料直接取暖、锅炉采暖、电加热取暖等。
世界上第一台热泵装置是1927年在英国安装试验的一台家用热泵,它是用氨作为工质,外界空气作为热源,用来采暖和加热水。
当时人们已经认识到在热泵装置中,通过简单的切换循环的方向来实现冬季供热、夏季供冷的可能性,以及合理匹配废热、驱动能源、供热和制冷等综合利用的问题。
随后,美国、瑞士、德国和日本等国家也开始研究和使用热泵装置。
1931年,美国洛杉矶一间办公大楼将制冷设备用于供热,供热量达1050 kW,性能系数达2.5,这是世界上最早应用的大容量热泵。
热泵常用知识

热泵常用知识在如今的能源领域,热泵作为一种高效、节能的技术,正逐渐受到人们的广泛关注和应用。
那么,究竟什么是热泵?它又是如何工作的呢?让我们一起来了解一下热泵的常用知识。
热泵,简单来说,就是一种能够将低温热能转化为高温热能的装置。
它的工作原理其实和空调有点类似,但又有所不同。
我们先从它的工作流程来看看。
热泵主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀这四个部分组成。
在工作时,低温的制冷剂通过蒸发器从外界环境中吸收热量,然后被压缩机压缩,温度和压力升高,变成高温高压的气体。
接着,这些高温高压的气体在冷凝器中释放出热量,从而实现加热的目的。
最后,经过膨胀阀降压降温,制冷剂又回到蒸发器,开始新的循环。
热泵的种类也是多种多样的。
常见的有空气源热泵、水源热泵和地源热泵。
空气源热泵是我们生活中比较常见的一种。
它利用空气中的热能来提供热水或供暖。
优点是安装方便,不受地理条件限制,缺点是在极端低温的环境下,效率可能会有所降低。
水源热泵则是通过提取地表水或地下水的热能来工作。
如果当地水资源丰富,这种热泵系统能够提供较为稳定和高效的能源供应。
地源热泵相对来说比较复杂,它通过埋在地下的管道,利用地下土壤或岩石中的恒温热能。
地源热泵的优点是节能效果显著,运行稳定,但前期的安装成本较高。
那热泵在实际生活中有哪些应用呢?首先,在家庭供暖和热水供应方面,热泵可以替代传统的锅炉,大大降低能源消耗和费用支出。
特别是在一些没有集中供暖的地区,热泵为居民提供了一个舒适又节能的选择。
在商业领域,比如酒店、医院、学校等大型建筑中,热泵系统也能发挥重要作用。
通过集中供应热水和供暖,实现能源的高效利用,降低运营成本。
此外,热泵还在工农业生产中有着广泛的应用。
例如,在温室大棚中,热泵可以调节温度和湿度,为农作物创造适宜的生长环境;在工业生产过程中,热泵可以回收废热,提高能源利用率。
不过,使用热泵也并非毫无挑战。
比如,热泵的性能会受到环境温度和湿度的影响。
热泵技术原理

热泵技术原理
热泵技术是一种利用热力学原理将低温热量转移到高温环境的能源转换技术。
其原理基于热力学中的热力对称性原理,即热量倾向于自高温物体流向低温物体,热泵技术则通过外界能源的输入将热量从低温环境转移到高温环境,以实现对低温能源的利用。
热泵系统一般由压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀等组成。
它们的工作过程如下:
1. 压缩机:热泵系统中的压缩机起到提高低温冷媒压力和温度的作用。
压缩机将低温低压的蒸发器出口冷媒进行压缩,使其温度和压力升高。
2. 蒸发器:蒸发器是热泵系统中的热源,其作用是吸收低温环境中的热量,使冷媒蒸发成气态。
在蒸发器中,低温低压的冷媒从膨胀阀流入,吸收热量后蒸发为低温低压的蒸汽。
3. 冷凝器:冷凝器是热泵系统中的放热器,其作用是将蒸发器中蒸发的冷媒的热量释放到高温环境中。
高温高压的冷媒进入冷凝器,在与高温环境接触的过程中,冷媒散发热量并冷凝为高温高压的液体。
4. 膨胀阀:膨胀阀是热泵系统中的节流装置,其作用是调节冷媒的流量和压力降。
从冷凝器出来的高温高压液体冷媒通过膨胀阀的节流作用,使其温度和压力降低。
通过以上的工作过程,热泵系统能够将低温环境中的热量吸收并通过压缩机的作用提高温度,然后释放给高温环境中。
这样,热泵技术能够实现低温热量的利用,提供高温环境所需的热量。
同时,热泵技术也具有能源高效利用的特点,能够使得系统所消耗的外界能源相对较小。
因此,热泵技术在供暖、制冷和热水等领域具有广泛的应用前景。
热泵介绍

热泵介绍热泵原理热是一种能量形式,热量的多少与同时存在的温度高低是完全无关的。
在空气、土壤和水中,以及任何形式的废水、废气中都有大量的热,不能仅因温度太低弃置不用。
热泵(Heat Pump)是一种花费少量外加的、高品位能量为代价,将低温热源升级至可以利用的能源(高温热源)的装置。
它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备——“泵”热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能,经过电力做功,然后再向人们提供可被利用的高品味热能。
热泵分类按热源种类不同分为:空气源热泵,水源热泵,地源热泵,双源热泵(水源热泵和空气源热泵结合)等热泵用途为建筑物提供持续的冷源(空调)、热源(采暖、热水),主要应用于商业、办公、学校、医院、矿山、厂矿等。
热泵优势1、热泵技术属可再生能源利用技术热泵是利用了空气、地表水、地球表面浅层地热资源作为冷热源,进行能量转换的供暖空调系统。
这些能源不受地域、资源等限制,真正是量大面广、无处不在。
这种储存于地表浅层近乎无限的可再生能源,使得地能也成为清洁的可再生能源一种形式。
2、热泵属经济有效的节能技术热泵的平均能效比较高,比电采暖、传统中央空调系统节能。
3、地源热泵环境效益显著热泵的污染物排放几乎没有,如果结合其它节能措施节能减排会更明显。
热泵的运行没有任何污染,可以建造在居民区内,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,且不用远距离输送热量。
4、地源热泵一机多用,应用范围广热泵系统可供暖、空调,还可供生活热水,一机多用,一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统;可应用于宾馆、购物商场、办公楼、学校、工厂等建筑,更适合于别墅住宅的采暖、空调。
5、节省空间没有冷却塔、锅炉房和其它设备,省去了锅炉房,冷却塔占用的宝贵面积,产生附加经济效益,并改善了环境外部形象。
水源热泵系统水源热泵系统地球表面浅层水源(一般在1000 米以内),如地下水、地表的河流、湖泊和海洋,吸收了太阳进入地球的相当的辐射能量,并且水源的温度一般都十分稳定。
热泵技术的优势与应用前景

热泵技术的优势与应用前景热泵技术是一种将低温热量转化为高温热量的能源转换技术。
它可以通过从空气、水或土壤中提取热量来为建筑供热或制冷,并且相比传统能源使用方式,更加经济环保。
本文将探讨热泵技术的优势与应用前景。
一、热泵技术的优势1. 省能环保热泵技术是一种高效、环保的能源技术,能够利用自然界中的低温热源,比如空气、水、土壤中的热能,通过转换过程,将其转化为可以用于供暖和制冷的高温热源。
相比于传统能源,热泵技术可以减少温室气体排放,降低环境负担。
2. 多功能性热泵技术不仅可以用于供暖和制冷,还可以用于制热热水、恒温恒湿、脱湿等方面。
在寒冷的冬季,热泵可以将低温的空气热量提取出来,为家庭供暖;在炎热的夏季,热泵可以将室内的热量转移到外部,实现空调降温。
3. 稳定可靠热泵具有稳定可靠的特点,采用了数字化控制技术,能够对环境温度及湿度进行精确控制,从而实现稳定的温度控制。
与传统的冷暖设备相比,热泵在使用中噪音较小、运行更加平稳。
二、热泵技术的应用前景1. 家庭供暖市场随着全国性供暖改革逐渐推进,人们对于能源转换技术的研究和应用需求逐渐提升。
过去,中央空调、壁挂炉、地暖等传统供暖方式多在北方地区使用,但由于其能源消耗、安全隐患等问题,受到越来越多的消费者质疑。
而热泵技术的应用,能够实现绿色环保、高效节能、低碳环保的目标,因此未来在家庭供暖市场有望广泛应用。
2. 商业领域在商业领域,尤其是大型商业中心、酒店等企业中,热泵技术也有着广泛的应用前景。
例如,酒店可以采用热泵技术,实现客房空调和热水供应的整合,节约能源,提高效率。
3. 工业市场热泵技术在工业市场同样具有许多应用前景。
例如,热泵设备可以将低温的工业废物热能转化为高温热源,实现能源的回收和再利用,从而节省成本并减少环境污染。
4. 农业领域在农业领域,热泵技术也有着广泛的应用前景。
例如,热泵设备可以将空气、水、土壤中的温度转化为高温热能,提供温室种植所需的热量和湿度,提高农产品的生产力和品质。
热声制冷的基本原理

热声制冷的基本原理热声制冷是一种基于热声效应实现的制冷技术。
它利用气体在周期性膨胀和压缩过程中吸收和释放热量的特性,在低频声场中实现制冷效果。
热声制冷具有无需运动部件、低噪音、高可靠性和较高制冷效率等特点,因此在一些特定领域得到广泛应用。
热声制冷的基本原理如下:1. 热声效应:当声波通过气体介质传播时,将产生周期性的压缩和膨胀效应,使气体分子发生往复运动。
根据热力学第一定律,气体分子在压缩过程中会吸收热量,而在膨胀过程中则会释放热量。
2. 声波泵浦:热声制冷中的关键设备是声波泵浦,它通过声波作用将气体从低温端推向高温端。
声波泵浦通常由压电陶瓷和金属薄膜等材料构成,通过施加交变电压使压电陶瓷产生往复振动,从而产生声波传播到气体介质中。
3. 声波层流组织:通过精心设计声波泵浦的结构和气体流道,可以使气体介质形成一种特殊的层流组织,即声波层流组织。
声波层流组织是气体分子在声波泵浦作用下形成的一种周期性波动分布,它具有具有周期性的气体密度波动和相位波动。
4. 声波热流:在声波层流组织中,气体分子受到声波周期性膨胀和压缩的作用,从而产生周期性的热流。
当气体分子经历压缩过程时,吸收周围的热量;而在经历膨胀过程时,则释放热量。
这种热流的存在是热声制冷实现制冷效果的基础。
5. 声波声管:声波声管是热声制冷中用于传导声波的介质通道。
它通常由管道和薄膜等材料构成,通过精心设计的结构和材料选择,实现声波的最佳传播和吸收效果。
6. 制冷效果:当声波传播到声波声管中,声波层流组织会形成周期性的热流。
这种热流在声管两端的气体介质中产生周期性的热吸收和热释放。
通过适当设计的热交换器,将热力转移到外界,从而实现制冷效果。
热声制冷的制冷效果与声管结构、声波频率、工作气体等因素有关。
总之,热声制冷是利用声波作用使气体在周期性膨胀和压缩过程中吸收和释放热量的技术,通过适当的声波泵浦和声管设计,实现对制冷物体的制冷效果。
热声制冷具有无需运动部件、低噪音、高可靠性和较高制冷效率等特点,在一些领域有着广泛的应用前景。
空气源热泵技术及研究进展与使用PPT课件

一、热泵技术介绍
热泵原理: 在自然界中,水总由高处流向低处,热量也总是从高温传向
低温。但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现 水的由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温传递到 高温。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,所不同的只是工作温度范围不一样。 一台压缩式热泵装置,主要有蒸发器、压缩机、冷凝器和膨 胀阀四部分组成,通过让工质不断完成蒸发(吸取环境中的 热量) →压缩→冷凝(放出热量)→节流→再蒸发的热力循 环过程,从而将环境里的热量转移到水中或空气中(如图所 示)。
我国的热泵工业相对于世界上工业发达国家的热泵的发展应 用来说有一段滞后期。早在50年代初,天津大学的一些学者 已开始从事热泵的研究。70年代后期,由于能源危机所推动 的世界性热泵发展也影响了我国学术界。中国制冷学会、中 国建筑科学研究院空调研究所、广州能源研究所等经常组织 有关热泵及低势能利用方面的学术会议。我国热泵的发展从 工业上应用开始,然后才用于空调并逐步进入家庭,这也与 日本及其他国家的热泵发展过程相似。
7、造价较高。作为空调系统的冷热源方面的设备投资,空 气源热泵冷热水机组造价较高,比水冷式机组加锅炉的方案 的系统综合造价贵20—30%,如只算冷热源设备,热泵的价 格约为水冷机+锅炉的1.5-1.7倍。 8、空气源热泵冷热水机组常年暴露在室外,运行条件比水 冷式冷水机组差,其寿命也相应要比水冷式冷水机组短。 9、热泵机组的噪音较大,对环境及相邻房间有一定影响。 热泵通常直接置于裙楼或顶层屋面,隔振隔音的效果,直接 影响到贴邻房间及周围一些房间的使用。合理的位置设置与 隔振隔音措施的到位,热泵噪音的影响可以基本消除。 10、空气源热泵的性能随室外气候变化明显。室外空气温度 高于40-45℃或低于-10~-15℃时,热泵机组不能正常工作。
热泵名词解释

热泵(Heat Pump)是一种能够将低温热能转移到高温区域的设备。
它利用热力学原理,通过外部能源驱动,从低温环境中吸收热量,经过压缩和升温后释放到高温区域。
热泵可以用于供暖、制冷和热水供应等领域。
以下是一些与热泵相关的常见名词解释:1. 压缩机(Compressor):热泵中的核心组件之一,用于将低温、低压的制冷剂气体压缩成高温、高压的气体,从而提高制冷剂的温度。
2. 蒸发器(Evaporator):热泵中的一个组件,用于在低温环境中吸收热量。
制冷剂在蒸发器中蒸发,吸收外界的热量并变成低温蒸汽。
3. 冷凝器(Condenser):热泵中的另一个组件,用于释放热量到高温区域。
高温高压的制冷剂气体在冷凝器中冷却并变成高温液体,释放出的热量被传递给高温环境。
4. 膨胀阀(Expansion Valve):热泵中的一个装置,用于控制制冷剂的流量和压力。
在膨胀阀的作用下,高温高压液体制冷剂经过节流降压后,进入蒸发器进行蒸发吸热。
5. COP(Coefficient of Performance):热泵性能系数,用于衡量热泵的能效。
COP表示单位输入能量与单位输出能量之间的比例关系,COP值越高,热泵的能效越好。
6. 制冷剂(Refrigerant):热泵中用于吸收和释放热量的工质。
制冷剂在热泵循环中不断进行相变,从而实现热量的转移。
7. 热水热泵(Heat Pump Water Heater):一种利用热泵技术供应热水的设备。
热水热泵通过吸收室外空气中的热量,将其转化为高温热水。
热泵技术具有能源高效、环保节能的特点,在取暖、空调和热水供应领域得到广泛应用。
它可以提供可靠的舒适温度,并且相对于传统的供热、制冷方式,具有更低的能耗和碳排放。
热泵技术分析报告

热泵技术分析报告热泵实质上是一种能质提升技术,以消耗一部分高品位能(电能、机械能或高温热等)为代价,通过热力循环把热能由低温物体转移到高温物体,利用逆向卡诺循环的能量转化系统。
在我国,热泵技术的发展已经较为成熟,根据热泵的高温侧(冷凝器侧)载冷剂的热输出温度,又可分为三种热泵,低温热泵(热输出温度在50℃以下)、中温热泵和高温热泵。
一般意义上来说,我们说的高温热泵包括中温热泵和高温热泵。
传统热泵主要是指低温热泵,它可以利用10℃的低温热,生产出45℃的热水。
而高温热泵的普遍定义是指在不改变设备运行环境的情况下,能够稳定运行,且COP 较高,热输出温度能够达到65℃以上的热泵系统。
高温热泵的发展有两个技术难点:一是尽可能提高热泵的热输出温度,二是在提高较大的提升温差的情况下保持较高的COP,从而保障热泵的经济效益。
按能量的补偿方式可分为两大类,以电能或机械能为补偿的,称为蒸汽压缩式或热电压缩式热泵,以热能补偿的的称吸收式或吸附式热泵。
一、压缩式热泵压缩式热泵(CCC)由于运用中介制冷剂循环,在使用上更灵活,此外CCC也不需要气态热源。
制冷剂吸收低温热源的低品位热能,在蒸发器中蒸发,然后在压缩机中压缩到较高的温度和压力,随后,高温的制冷剂进入冷凝器冷凝并将热量释放给散热器,冷凝后的制冷剂通过膨胀阀,压力降低,并再次返回蒸发器,至此完成一个循环。
当热源与散热器分离且需要将温度提升至较高水平时,闭式循环压缩式热泵(CCC)将体现它的优势。
二、吸收式热泵吸收式热泵分为两种类型:1)第一类吸收式热泵(即增热型热泵),通常简称AHP(absorption heat pump),它以蒸汽、燃料(燃气、燃油)、废热水或废蒸汽为驱动热源,把低温热源的热量提高到中、高温,从而提高了能源的品质和利用效率。
2)第二类吸收式热泵(即升温型热泵),通常简称AHT(absorption heat transformer),它利用大量中间温度的废热和低温热源的热势差,制取温度高于中间废热的热量,从而提高了废热的品质。
低温热源的高效利用技术

低温热源的高效利用技术在当今能源需求不断增长和环境问题日益严峻的背景下,寻找和开发高效的能源利用技术成为了科学界和工程界的重要任务。
低温热源,通常指温度在 100℃以下的热能,广泛存在于我们的生活和工业生产中,如废热、余热、地热等。
然而,由于其温度较低,能量品质相对较差,长期以来一直未得到充分有效的利用。
近年来,随着能源技术的不断进步,低温热源的高效利用技术逐渐引起了人们的关注,并取得了一系列重要的研究成果和应用进展。
低温热源的来源非常广泛。
在工业生产中,许多工艺过程都会产生大量的低温废热,例如钢铁、化工、电力等行业。
这些废热如果直接排放到环境中,不仅会造成能源的浪费,还会对环境产生热污染。
在日常生活中,地热能、太阳能热水器以及空调系统等也会产生一定量的低温热源。
此外,一些新型的能源技术,如燃料电池、生物质能转化等,也会伴生低温余热。
为了实现低温热源的高效利用,科学家和工程师们提出了多种技术方案。
其中,热泵技术是一种非常有效的手段。
热泵通过消耗少量的高品位能源(如电能),将低温热源中的热量“泵”到高温端,从而实现热能的提升和利用。
例如,空气源热泵可以在冬季从室外空气中吸收低温热量,为室内提供温暖的空气;水源热泵则可以利用地表水、地下水或废水等低温水源中的热量,为建筑物提供供暖和制冷服务。
另一种重要的低温热源利用技术是温差发电。
温差发电利用了塞贝克效应,即当两种不同的导体或半导体组成一个回路,并且两端存在温度差时,回路中会产生电流。
通过将低温热源与高温环境之间的温差转化为电能,可以实现低温热能的直接回收利用。
然而,由于温差发电的效率相对较低,目前主要应用于一些特殊的领域,如航天、深海探测等。
热声技术是近年来发展起来的一种新型低温热源利用技术。
热声发动机利用热声效应,将热能转化为声波能,然后通过热声制冷机或热声发电机将声波能转化为机械能或电能。
热声技术具有结构简单、可靠性高、无运动部件等优点,具有很大的发展潜力。
热泵技术与热声技术

热泵技术与热声制冷技术摘要本文主要通过介绍热泵技术与热声制冷技术的概念,原理,主要技术,研究热点及应用,热泵技术还介绍了各个技术的优缺点,应用及应用限制,目前存在的问题及对应的解决方案,并对两种技术的今后发展进行了展望。
1.热泵技术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能的设备。
现在我国主要利用三种热泵技术,分别是水源泵,地缘热泵,以及空气源热泵。
1.1热泵新技术主要为热泵系统节能新技术,热泵变频节能技术,同时供冷供热的热泵系统,高湿地区空气源热泵除霜技术,污水冷热源热泵技术应用等[1]。
1.2技术上存在方面问题风冷热泵型机组存在体型较大,噪声较高,除霜技术尚不完善等问题。
主要应用风冷热泵的地区是长江流域,由于其气候原因,要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境;吸收式溴化锂制冷机组效率偏低;房间空调器存在噪声污染、热污染(大量电机功率转化的热量排入住宅)和制冷剂污染,特别是(分体式空调机安装和使用时的泄漏)。
1.3技术发展总趋势主要发展高效率的供热、供冷热泵和超级热泵系统。
机械压缩式热泵的发展:(1)制冷剂侧的热泵控制(2)压缩机能量控制(3)压缩机设计(4)新工质技术;吸收式热泵和吸收式热变换器压缩-吸收式热泵;高温热泵[2]。
1.4水源热泵1.4.1水源热泵技术的工作原理通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
1.4.2优点高效节能、属可再生能源利用技术,节水省地,环保效益显著,水源热泵系统可供暖、制冷、还可供生活热水,一机多用,水体波动小、运行稳定可靠,装置结构简单、维护方便等。
1.4.3如果以地下水做水源热泵的缺点 1.由于地下水质的不稳定,比如含沙量过高,或沙质过细,对机组组有极大的破坏作用。
热泵技术及其应用的综述

热泵技术及其应用的综述热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点,目前在国内广泛应用。
本次收集了在全国各类报刊杂志、年会资料集及论文集有关热泵技术及应用这方面的论文共207篇。
在此作为一个专题研讨,供在座的各位教员和同学们参考.有关问题综述如下:一、空气源热泵空气源(风冷)热泵目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。
热泵空调器已占到家用空调器销量的40~50%,年产量为400余万台。
热泵冷热水机组自90年代初开始,在夏热冬冷地区得到了广泛应用,据不完全统计,该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20~30%,而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。
1、关于空气源热泵能耗评价问题为了评价和比较热泵机组与其它冷暖设备的能耗,大约有30篇论文涉及此问题。
介绍了适用于热泵机组能耗分析的理论与软件,根据空调冷负荷、室外干球温度、热泵出水温度等参数,采用温频数法,求解热泵供冷全年能耗。
在求解热泵冬季能耗时,除考虑空调热负荷、热泵出水温度、室外干球温度外,还把室外相对湿度(即温湿频数)考虑到热泵供热性能中,软件经工程实例计算,与实际耗能量有较好的吻合,为能耗评价提供了一种方法。
2、风冷热泵机组的选用目前设计选用风冷热泵冷热水机组,常根据计算得到的冷热负荷,考虑同时使用系数及冷(热)量损耗系数后,按机组铭牌标定值选择机组台数。
由于空气源热泵机组的产冷(热)量随室外参数的改变而变化,这种选择方法可能造成机组选得过大,造成浪费;或者选得过小,使供冷(热)量不足,达不到使用要求。
为此建议采用空调的逐时冷热负荷和热泵机组的供热供冷能力的逐时变化曲线对照选择,会得到比较满意的结果.3、热泵机组冬季除霜空气源热泵冬季供热运行时,最大的一个问题就是当室外气温较低时,室外侧换热器翅片表面会结霜,(需要采取除霜措施)。
根据有关文献摘录,经二年的现场跟踪测试,其结果是除霜损失约占热泵总能耗损失的10.2%,而由于除霜控制方法问题,大约27%的除霜功能是在翅片表面结霜不严重,不需要除霜的情况下进入除霜循环的。
建筑节能的热泵技术

建筑节能的热泵技术建筑节能一直是社会发展中的重要议题,高能耗不仅增加了能源压力,还对环境造成了不可忽视的影响。
在这方面,热泵技术作为一种高效、环保的节能方案,受到了广泛的关注和应用。
本文将介绍建筑节能的热泵技术,并探讨其优势和应用前景。
一、热泵技术概述热泵技术基于热力学原理,通过将低温热源中的热量转移到高温热源以实现供暖、制冷或热水供应的目的。
其工作原理可以简要概括为以下几个步骤:1. 蒸发器:工作介质在低温条件下吸收室外环境的热量,发生蒸发。
2. 压缩机:将蒸发器中蒸发的工作介质进行压缩,提高其温度和压力。
3. 冷凝器:通过冷却介质(空气、水等)来吸收压缩机中工作介质释放的热量,使其发生冷凝。
4. 膨胀阀:降低工作介质的温度和压力,使其回到蒸发器进行再次循环。
通过不断循环,热泵系统可以实现能量的转移和利用,从而达到供热、供冷和热水供应等需求。
二、热泵技术的优势1. 高效节能:相较于传统的供暖和制冷方式,热泵技术具有更高的能量利用效率。
由于其工作原理是通过转移热量来实现供热或制冷,而非直接消耗能源,因此热泵系统的能效比较高。
2. 环保节能:热泵技术不需要燃烧化石燃料,减少了对环境的污染和碳排放。
同时,热泵还可利用可再生能源(如太阳能、地热等)作为热源,进一步提升其环保性。
3. 灵活性:热泵技术适用于各种建筑类型和规模,包括住宅、商业建筑和工业厂房等。
无论是新建楼盘还是既有建筑的改造,都可以采用热泵技术来实现节能目标。
4. 多功能:热泵技术不仅可以供应热水和采暖,还可用于制冷和空调。
这种多功能的特点使热泵系统在不同季节和环境条件下都能发挥作用,提供舒适的室内环境。
5. 经济性:尽管热泵系统的初始投资较高,但由于其长期的节能效益和低维护成本,可以实现较快的投资回报并降低建筑运营成本。
三、热泵技术在建筑节能中的应用1. 供热系统:热泵技术可以取代传统的锅炉供暖系统,利用地源、水源或空气源等热源进行供热。
热声制冷技术:一种理想的制冷方案

热声制冷技术:一种理想的制冷方案一、热声研究的目的和意义八十年代以来,脉管制冷机的研究获得了突飞猛进的发展,两级脉管制冷机达到了1.7K。
但目前脉管制冷机离实用化、工程化还有一定的距离,其主要原因之一就是缺少与脉管制冷机相匹配的压缩机。
目前广泛采用的机械压缩机中仍然存在着运动部件,压缩机的性能将对脉管制冷机的性能产生直接的影响。
在这种情况下,采用热压缩机代替常规的机械压缩机来驱动脉管制冷机是一种理想的方案。
这种热声驱动脉管制冷机具有两个突出的优点:•其一是制冷系统除流动工质外没有运动部件,从根本上消除了常规机械制冷机存在的磨损与振动;•其二是采用热能驱动,可用太阳能、燃气等作为热源。
采用低品位的热能不仅有利于提高系统的热力学效率,而且对于那些缺乏电能的场合则更具有实际意义。
此外,热声制冷机一般采用N2或He作工质,属于绿色工质,对大气臭氧层没有破坏。
可见,热声压缩机是一种具有发展潜力的新型压力波发生器,在空间及输电困难但能提供热能的地方(如远海或荒漠中开采石油和天然气)有着广泛的应用前景。
热声制冷机也可用扬声器来驱动,虽然这种制冷机也存在着运动部件(扬声器振动膜),但由于其不需要动密封,故无维修使用寿命比常规的制冷机要长,且与压缩机的活塞相比振动膜的振动要小得多。
若采用气体工质,则在那些需要较大温差、较小能流密度的场合有很大的应用前景;若采用近临界液相工质(如乙烯),则单位体积制冷量可与目前的常规蒸汽压缩制冷机相当,其清洁、可靠和低成本的特点使其在家用和工业制冷场合具有极大的竞争力。
同时,研究热声压缩机还可以进一步开拓视野,丰富和完善热声理论,推动和发展回热式热机,还能让我们以一个全新角度去认识其它类型的热机,从而推动它们的发展。
以往的回热式热机循环理论基于理想的热力学可逆过程,从能量守恒和动量守恒方程出发,忽略了流体工质的流动特性对流体与固相工质间热交换的影响,与实际的工况相差甚远,定量化程度不高,更不能为我们提供对其工作机理的了解。
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热泵技术与热声制冷技术摘要本文主要通过介绍热泵技术与热声制冷技术的概念,原理,主要技术,研究热点及应用,热泵技术还介绍了各个技术的优缺点,应用及应用限制,目前存在的问题及对应的解决方案,并对两种技术的今后发展进行了展望。
1.热泵技术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能的设备。
现在我国主要利用三种热泵技术,分别是水源泵,地缘热泵,以及空气源热泵。
1.1热泵新技术主要为热泵系统节能新技术,热泵变频节能技术,同时供冷供热的热泵系统,高湿地区空气源热泵除霜技术,污水冷热源热泵技术应用等[1]。
1.2技术上存在方面问题风冷热泵型机组存在体型较大,噪声较高,除霜技术尚不完善等问题。
主要应用风冷热泵的地区是长江流域,由于其气候原因,要求热泵必须适应0℃以下低温高湿气候环境;吸收式溴化锂制冷机组效率偏低;房间空调器存在噪声污染、热污染(大量电机功率转化的热量排入住宅)和制冷剂污染,特别是(分体式空调机安装和使用时的泄漏)。
1.3技术发展总趋势主要发展高效率的供热、供冷热泵和超级热泵系统。
机械压缩式热泵的发展:(1)制冷剂侧的热泵控制(2)压缩机能量控制(3)压缩机设计(4)新工质技术;吸收式热泵和吸收式热变换器压缩-吸收式热泵;高温热泵[2]。
1.4水源热泵1.4.1水源热泵技术的工作原理通过输入少量高品位能源(如电能),实现低温位热能向高温位转移。
水体分别作为冬季热泵供暖的热源和夏季空调的冷源,即在夏季将建筑物中的热量“取”出来,释放到水体中去,由于水源温度低,所以可以高效地带走热量,以达到夏季给建筑物室内制冷的目的;而冬季,则是通过水源热泵机组,从水源中“提取”热能,送到建筑物中采暖。
1.4.2优点高效节能、属可再生能源利用技术,节水省地,环保效益显著,水源热泵系统可供暖、制冷、还可供生活热水,一机多用,水体波动小、运行稳定可靠,装置结构简单、维护方便等。
1.4.3如果以地下水做水源热泵的缺点 1.由于地下水质的不稳定,比如含沙量过高,或沙质过细,对机组组有极大的破坏作用。
2..水源热泵还要用螺杆压缩机电制冷,用电量理论上相对较低,但水源热泵还须要把地下水抽到地表,使用高扬程泵耗电,如果使用地区的地下水位过低,其用电量会更大。
3.深水泵常年泡在井下,易生锈损坏。
4.深水井须要常洗。
5.地下水位过高的地区(距大型湖泊河流近)其地下水回灌造成大量的地下水被浪费, 不环保。
1.4.4应用水源热泵技术目前除了被广泛应用于各类民用建筑,公用建筑,军事建筑等所有需要供冷供暖供应洗浴热水的中央空调,还涉及到工业领域中冷冻,冷藏,冷却的工艺系统,成为节能减排主要技术之一。
主要应用在北方冬季寒冷的地区,而在广阔的南方很少见。
主要原因:南方主要以空气源热泵为主,冬天对空调制热的依赖不如北方明显,主要用来洗澡,所以空气源热泵基本能满足,并且工程相对简单,造价成本要低。
所以这类产品有较大的局限性,所以要走产品的差异化道路,来做好产品的推广[3]。
1.4.5水源热泵的应用限制 1.可以用的水源条件受到限制。
2.受到水层地理结构的限制,对于从地下抽水回灌的使用,必须考虑到使用地的地质结构,确保在经济条件下打井找到合适的水源,同时还考虑当地的地质和土壤条件,确保利用后尾水的回灌可以实现。
3.投资的经济性。
总体来说水源热泵的运行效率较高,费用较低。
但与传统的空调制冷取暖的方式相比,在不同地区,不同需求的条件下,水源热泵的投资经济性会有所不同。
1.5地源热泵地源热泵是利用地球表面浅层水源(比如地下水、河流、湖泊等)和土壤源中吸收的太阳能和地热能,并采用热泵原理,既可以供热又可以制冷的高效节能空调系统。
1.5.1地源热泵工作原理利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为地源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量“取”出,供给室内采暖,此时地能为“热源”;夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为“冷源”。
1.5.2利用地源热泵优点环保,使用电力,没有燃烧过程;不适用冷却塔,没有外挂机,不向外界排热,没有热岛效应,没有噪音,不抽取地下水;一机三用:冬天供暖、夏季制冷、全年提供生活热水;使用寿命长,装置结构简单,全电脑控制,性能稳定等。
缺点是应用时受到不同国家、不同地区、不同能源政策、燃料价格的影响,运行费用会随着用户的不同而不同。
而采用地下水的方式,会受到当地水资源的限制[4]。
1.6空气源热泵1.6.1工作原理热泵利用逆卡诺原理,以极少的电能,吸收空气中大量的低温热能,通过压缩机的压缩变为高温热能,传输至水箱,加热热水。
1.6.2优点用空气作为低位热源,取之不尽,用之不竭;一机两用,冬季供热水,夏季供冷水,省了一套冷却水系统和锅炉;可布置在室外,不占用建筑物的有效面积;安装方便,便于运行管理;设备的保护和控制系统齐全而完善,使设备的可靠性不断提高等。
缺点是机组性能随室外空气状态参数(地区及季节差异)不同而变化,对热泵供热能力、制热性能系数影响很大;结霜问题,结霜后热泵制热性能系数下降,机组可靠性降低;室外换热器热阻增加;空气流动阻力增加;空气的热容量小,热泵比空冷冷水机组需要大得多的空气量掠过蒸发器等。
1.6.3研究热点 1.空气源热泵结霜、化霜问题的研究:结霜对热泵是极其不利的。
随着霜层的形成,蒸发器传热热阻增加,蒸发温度下降,机组的性能下降,工况恶化,制热量也将下降,同时,除霜带来的额外费用还将降低空气源热泵的经济性, 所以结霜机理、化霜方法一直是空气源热泵研究与应用中要解决的重点与难点。
解决方案,提出了不同地区、不同使用情况下的平均结霜除霜损失系数的概念,平均结霜除霜损失系数越大的地区应用空气源热泵越不经济。
为热泵设计做参考。
2.空气源热泵节能问题的研究:对系统进行火用分析可以揭示出系统中火用损失的部位、类型和数量,以便设法减少这些损失,冷凝器和蒸发器火用优化措施主要是设法降低传热温差:3.计算机模拟在空气源热泵系统中的应用①对压缩机的计算模拟②对蒸发器的计算模拟③系统仿真研究。
1.6.4存在的问题及研究方向 1.空气源热泵的性能受室外气候条件变化影响较大,随着室外环境的恶化而恶化,热泵的工作性能急剧下降,又反过来加剧了室外环境的恶劣程度。
进一步研究应考虑采取相应措施来合理改善机组的性能;2.空气源热泵另一个突出的问题就是蒸发器冬季结霜问题。
这不但导致系统供热性能的急剧下降,还将对压缩机等重要部件产生不良影响(如冰堵),,使系统不能正常运转,同时,结霜还将使机组运行费用增加;3.由于室外空气温度波动较大,这就对实现整个空气源热泵系统的自动控制提出了很大的挑战。
2.热声制冷技术热声制冷技术是一种利用声能产生制冷效应,基于热声效应的一种对环境无污染的制冷技术。
2.1工作原理热声效应通俗一点就是热能与声能的相互转换。
从声学讲就是处于声场中的固体介质与震荡流体间的相互作用,结果导致在距固体壁面一定范围内产生沿着声传播方向(或逆向)的时均热流和时均功流。
按能量转换方式不同可以分为两类:一是用热来产生声,即热驱动声震荡;二是用声驱动热量传输,即热声制冷效应[5] 。
主要应用在热声制冷机和热声发动机方面,本文主要介绍前者。
2.2优点一是制冷系统的压缩机是没有运动部件的,这样就消除了机内的磨损与振动,使得制冷机性能可靠、寿命延长;二是驱动热源为太阳能、燃气等,适用能提供热源但是缺少电能的地区;三是采用低品位的热源能提高系统的热力学效率;四是采用N2和He绿色工质,减少氟利昂对臭氧层的破坏。
2.3研究热点目前热声制冷技术的研究热点主要体现在一下五个方面:一是热声理论的研究,主要是在非线性理论方面,因为很多现象线性理论研究出现偏差:二是制冷工质的研究,氦由于其低密度,粘度和高导热系数被认为是最理想的制冷工质,其实采用氦和H2或N2等双原子气体混合物工质可以提高制冷机整体性能,氦和其他气体混合物会降低系统系能;三是回热器的研究,针对热声制冷机的核心部件回热器,采用吸附剂代替金属网格或金属片作为回热器填料效果更佳;四是热声转换效率的研究,目前大多数热声机都采用驻波工作方式,是等温或绝热的不可逆循环,需要很高的热源温度,很难利用低品位的热源,有关研究表明采用行波的工作方式是可逆循环,理论上可以提高热声转换效率,针对这个有科学家提出调节声场,在驻波型的回路上增加一直流的回路方案,减少换热器的外部不可逆循环。
2.4目前出现的新技术主要有太阳能热声制冷技术。
但是以太阳能驱动的热声制冷机难点在于热声发动机的加热器在高温下工作,可以提高发动机效率,但这样对加热器中的材料提出了更高的要求,低热阻的铜不能满足。
目前提出直接采用太阳能加热从而取消发动机部分的加热器方案,采用RVC作为回热器的材料,这是由RVC耐高温且其具有的随机分布的纤维结构,使得光不能直接穿透的特性决定。
现在太阳能热声制冷机的研究热点是利用更大的太阳能集热器来增加可供利用的太阳能,以及改进换热器的设计和绝热,在太阳能比较丰富而电能缺乏的地区有很大利用价值,也可以缓解目前紧张的能源危机。
另一主要技术是热声驱动的脉管制冷技术,利用燃烧天然气作为热源的热声发电机,来驱动脉管制冷机。
目前正在开发利用行波发动机来驱动脉管制冷机的装置。
2.5应用针对热声制冷的上述特点可以在航天技术、国防军工等高新技术领域获得应用,也可以在天然气液化的新能源的开发应用,研究利用少部分的天然气作为热动力液化大部分的天然气等,也将推动空调制冷技术,低温电子冷却技术的发展。
而热声制冷装置,即热声制冷机等也将应用在冰淇林机、饮水机、家用冰箱、空调机、空气除湿器、计算机微处理器等小型或微型装置中,所存在的巨大应用市场可以看见。
3.结束语总的来说,热泵技术和热声制冷技术的研究都取得了巨大的进展,向人们展示了极大的优越性和广泛的应用前景。
基于目前设计水平远没有达到最优化,材料的选择及制造技术都还在完善之中,理论和技术方面还有待更深入的研究,技术领域的发展很广阔。
参考资料[1].热泵技术张旭等(作者) 化学工业出版社第1版 (2007年2月1日)[2]./wiki/%E7%83%AD%E6%B3%B5%E6%8A%80E6 %9C%AF[3]./view/917691.htm[4]./view/c55f5c37ee06eff9aef8079c.html[5].杜维明、徐明仿、王丛飞热声制造的研究与发展西安交通大学制冷与低温工程系西安710049。