蒸汽压缩式热泵系统工作原理(录像正式稿)讲解
合集下载
蒸气压缩式制冷循环原理概要
冷凝器和蒸发器的传热温差分别△Tk和△T0时
T
Tk
Tk 3
2
Tk'
3'
2'
T0'
4'
T0
T0 4
b
1' 1
a
S
c
'
T0 Tk T0
(Tk
T0 ' T0 ' T0 ') (Tk
T0 )
c
表明具有传热温差的不可逆循环的制冷 系数，总小于相同冷热源温度时的逆卡 诺循环制冷系数，而且随传热温差△T0和 △Tk的增大而降低。
T
Pk
（Tk － T3）称为过冷度；
Tk
增加制冷量△q03，其随T3
的降低而增加；
T0
压缩机耗功量不变；
3'
3
w
0 4 4' q0
q03
2' P0
1'
制冷系数增加。
cb
a
S
二、吸气过热对制冷循环的影响
T
Pk 2' 2 T2
Tk
3'
w
w
P0
T0
0 4' q0
1' 1 T1
q04
b
ad
S
T1称为吸气过热温度； （T1－T0）称为过热度；
图1.5 变温热源逆向循环
单一物质制冷剂无法实现变温逆向循环， 非共沸混合制冷剂可以实现。
三、热泵的应用
逆向循环可以用来制冷，也可以用来供 热，或者冷、热同时使用。
用来制冷的逆向循环装置，称为制冷装 置；用来供热时则称为热泵装置。
供热系数：
c
蒸气压缩式热泵工作原理
臭氧层破坏及《蒙特利尔议定书》
产生背景
臭氧层破坏
《蒙特利尔议定书》要点
第2章 蒸气压缩式热泵的工作原理
产生背景
1974年，马里奥. J . 莫利纳（Mario J. Molina）与F. S. 罗兰 (Frank Sherwood Rowland)合作发表论文《由于含氯 氟甲烷引起同温层下沉，氯原子催化分解臭氧》，首次 提出氯氟烃即氟利昂气体对臭氧层的破坏。（即：CFC问题） 1987年，马里奥. J . 莫利纳与其他科学家共同努力， 促成36个国家、10个组织在加拿大签署了《关于消耗臭 氧层物质的蒙特利尔协议》。正式规定了逐步削减CFC 生产与消费的日程表。中国，1991年 1995年，马里奥. J . 莫利纳与F. S. 罗兰因上述成就而获 得诺贝尔化学奖。
（kg/s） （ m3 /s）
制冷剂的体积流量Vr：Vr = Mr v1 = Φh / qv
第2章 蒸气压缩式热泵的工作原理
蒸气压缩式热泵理论循环的热力计算（二）
单位质量（容积）制热能力qk （ qvk） 制冷剂的质量流量Mr 制冷剂的体积流量Vr
蒸发器的冷负荷Φo：Φo=Mrqo=Mr（h1 - h4）（ kW） 压缩机的理论耗功量Pth：Pth=Mrwc=Mr（h2 - h1）（ kW）
第2章 蒸气压缩式热泵的工作原理
臭氧层破坏及其危害
在距地面11-50km的大气区域称为平流层， 此层空气稀薄，日照强烈。空气在强光照 射下,会发生如下反应： 这两个反应导致平流层距地面高约1535km范围内生成厚约20km的一层臭氧层， 臭氧层中约有3亿吨臭氧。 氟里昂破坏臭氧层的化学方程式：
O2=2O
第2章 蒸气压缩式热泵的工作原理
第五章 蒸汽压缩式制冷循环
链烯烃及其卤代烃：R１（ ）（ ） （ ）。后面数字书写规则同氟利昂。
三、常用制冷剂的特性
1、水（R718)
2ห้องสมุดไป่ตู้氨（R717）
氨属于无机化合物制冷剂，具有良好的 热力学性能，单位质量制冷量大。沸点：33.4℃.R717有较强的溶水性，对钢铁不腐 蚀，但含水时会腐蚀铜及其合金（磷青铜除 外），属于微溶于润滑油的制冷剂。缺点是 毒性大，有强烈的刺激性气味，会燃烧、会 爆炸。
（1）R12 分子式：CCl2F2 沸点：-29.8℃，凝固点-
155℃ （2）R22 分子式：CHClF2 沸点：-40.8℃，凝固点-
160℃ （3）R134a分子式： C2H2F4 沸点：-29.8℃，
凝固点-155℃
四、关于CFCS的替代 1、使用替代制冷剂的原因
O3+Cl→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 2、替代制冷剂时必须考虑的因素 （1）制冷剂在大气中存在的寿命； （2）臭氧损耗潜能ODP； （3）在逆使用的用途中，变暖影响总单量 TEWI；
具有液体过冷的制冷循环
二、吸气过热的影响
1、定义：制冷剂蒸气的温度高于同一压力下 的饱和蒸气温度称为过热。两者之间的温 差称为过热度。
2、p-h图
3、“无效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器外。在实际制冷装置中， 为了减少有害过热，一般在吸气管道上包 扎一层隔热材料。
4、“有效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器内被冷却介质。
主要用于大型制冷装置中。
3、氟利昂
氟利昂制冷剂是应用最广泛的制冷剂。 它无色、无味、不燃烧、毒性小。含氯原子 的氟利昂与明火接触产生剧毒的光气 （COCl2）渗透性强，单位容积制冷量小。
三、常用制冷剂的特性
1、水（R718)
2ห้องสมุดไป่ตู้氨（R717）
氨属于无机化合物制冷剂，具有良好的 热力学性能，单位质量制冷量大。沸点：33.4℃.R717有较强的溶水性，对钢铁不腐 蚀，但含水时会腐蚀铜及其合金（磷青铜除 外），属于微溶于润滑油的制冷剂。缺点是 毒性大，有强烈的刺激性气味，会燃烧、会 爆炸。
（1）R12 分子式：CCl2F2 沸点：-29.8℃，凝固点-
155℃ （2）R22 分子式：CHClF2 沸点：-40.8℃，凝固点-
160℃ （3）R134a分子式： C2H2F4 沸点：-29.8℃，
凝固点-155℃
四、关于CFCS的替代 1、使用替代制冷剂的原因
O3+Cl→ClO+O2 ClO+O→Cl+O2 2、替代制冷剂时必须考虑的因素 （1）制冷剂在大气中存在的寿命； （2）臭氧损耗潜能ODP； （3）在逆使用的用途中，变暖影响总单量 TEWI；
具有液体过冷的制冷循环
二、吸气过热的影响
1、定义：制冷剂蒸气的温度高于同一压力下 的饱和蒸气温度称为过热。两者之间的温 差称为过热度。
2、p-h图
3、“无效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器外。在实际制冷装置中， 为了减少有害过热，一般在吸气管道上包 扎一层隔热材料。
4、“有效”过热：制冷剂蒸气过热吸收的热 量全部来自蒸发器内被冷却介质。
主要用于大型制冷装置中。
3、氟利昂
氟利昂制冷剂是应用最广泛的制冷剂。 它无色、无味、不燃烧、毒性小。含氯原子 的氟利昂与明火接触产生剧毒的光气 （COCl2）渗透性强，单位容积制冷量小。
第一章 蒸气压缩式制冷的热力学原理讲解
热量 冷凝器
压缩机
电或机械能
热力膨胀阀
蒸发器 冷量
第一节 理想制冷循环
一、逆卡诺循环
逆卡诺循环的特点
理想循环
3 We
膨胀机
qk
冷凝器 蒸发器
4 q0
2 Wc
压缩机
1
一、逆卡诺循环—在两个温度不同的恒温热
源之间进行的理想循环
1-2 ：等熵压缩 T’0→T’k， 耗功wc
T
3 qk 2
T'k
∑w
2-3： 等温压缩
T
3
Tk
T0 0 4'
Pk
qk 2' 2
Wc
P0
4 1'
q0
1
b' b a' a s
理论循环与逆卡诺循环的对比分析
(1)节流阀代替膨胀机 1kg制冷剂损失的膨胀功
We h3 h4' 034 '0
节流过程的不可逆损失
q'0 h4' h4 4bb'4'4
T
3
Tk
T0 0 4'
逆卡诺循环和理论循环比较
逆卡诺循环的关键是两个等温过程。利 用纯工质或共沸工质的定压蒸发和冷凝实 现，循环在湿蒸气区进行。
实际循环的四个过程却是两个定压、一 个绝热压缩、一个绝热节流过程
压缩制冷理论循环组成
压缩机：等熵压缩1-2； 冷凝器：等压放热2-3； 节流阀：绝热节流3-4； 蒸发器：等压吸热4-1。
T'0 4
1
q0
放热 qk=T’k(sa-sb)
0
b
as
3-4： 等熵膨胀
第二章 蒸气压缩式制冷与热泵的热力学原理
当制冷机用于供热（利用转移到高温处的热量）时，称为热泵。
概念：
1.制冷量：单位时间内蒸发器从被冷却介质中提取的热量， 用
Q 表示。
e
2.制热量：单位时间内热泵的冷凝器供出的热量，在制冷机中称为冷凝热量， 用 Q 表示 。
c
法定单位：W、KW； 工程制单位：千卡/小时（kcal/h），英热单位/小时（Btu/h）。
（2）状态点1改为饱和蒸气状态。
（3）使Te<T1，Tc>T2。
LOGO
饱和循环在lgp-h图上的表示
LOGO
（1）蒸发器（4-1） 制冷量
Q e M r ( h1 h 4 )
单位质量制冷剂的制冷量 （2）蒸发器（2-3） 制热量
Q c M r ( h 2 h3 )
LOGO
图2 氨制冷系统流程图
LOGO
空调用蒸气压缩式制冷机组
一、冷（热）水机组
17 16 15 14 13 12
生产冷冻水， 提供给室内 末端
1 冷冻水进口
3
2
冷冻水出口
接冷却塔
4 7
5 11 10 9 冷却水进口 6 18 8
冷却水出口
图 6-3
换算关系：1W=0.86kcal/h
1kW=860kcal/h 1kcal/h=1.163W 1W=3.412Btu/h
LOGO
3.压缩机消耗的功率： 制冷机或热泵中压缩机在单位时间内消耗的功称为压缩机 消耗的功率，用 W 表示，单位为W、kW。 4.制冷机或热泵的性能系数 制冷机 热 泵
图 2.7
变 频 热 泵 型 VRV空 调 系 统 原 理 图
chp01-蒸气压缩式制冷的热力学原理
0
Δwc2΄
po
Δw
膨 胀 阀
T0
1
0
蒸发器
4
1 蒸发器
4΄ Δq΄0
4
4΄ 1΄ Δq q0΄0
4
1
1΄
1
qΔq 0 0 b΄ b
Δ a΄
4 q0
q0
b΄ b
a΄
a
sa
第2节
蒸气压缩式制冷的理论循环
2.与理想制冷循环的区别
（1）用膨胀阀代替膨胀机； （2）蒸气的压缩在过热区进行，而不是在湿蒸气区进行； （3）两个传热过程均为等压过程，并且具有传热温差。
冷却水 膨胀阀 3 冷却水
pk
Δts.c
2
2 冷凝器
压 缩 再冷却器 机 3΄ 1
蒸发器 4΄ 冷冻水
压 缩 机
1
Tk Ts.c T0
3 3΄ 4΄ Δq0
Δts.c
2΄
3΄
T
T Tk Ts.cw T0
4
2
3
c
p0 w c
4΄1 4
蒸发器
4΄ 冷冻水
q0 b a
Δq0 b a
s
一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却
sd 图 1-3 劳仑兹循环
sa
s
劳仑兹循环的制冷系数
q0 q0 T0m l T0m w qk q0 Tkm
劳仑兹循环的制冷系数，仅取决于被冷却物和制 冷剂的温度，与制冷剂的性质无关。
第2节
蒸气压缩式制冷的理论循环
T
2
复习：温-熵图
3 we 2΄ Δwc
pk
po
而对于R717（氨）则不宜采用回热循环。
二、回收膨胀功
Δwc2΄
po
Δw
膨 胀 阀
T0
1
0
蒸发器
4
1 蒸发器
4΄ Δq΄0
4
4΄ 1΄ Δq q0΄0
4
1
1΄
1
qΔq 0 0 b΄ b
Δ a΄
4 q0
q0
b΄ b
a΄
a
sa
第2节
蒸气压缩式制冷的理论循环
2.与理想制冷循环的区别
（1）用膨胀阀代替膨胀机； （2）蒸气的压缩在过热区进行，而不是在湿蒸气区进行； （3）两个传热过程均为等压过程，并且具有传热温差。
冷却水 膨胀阀 3 冷却水
pk
Δts.c
2
2 冷凝器
压 缩 再冷却器 机 3΄ 1
蒸发器 4΄ 冷冻水
压 缩 机
1
Tk Ts.c T0
3 3΄ 4΄ Δq0
Δts.c
2΄
3΄
T
T Tk Ts.cw T0
4
2
3
c
p0 w c
4΄1 4
蒸发器
4΄ 冷冻水
q0 b a
Δq0 b a
s
一、膨胀阀前液态制冷剂再冷却
sd 图 1-3 劳仑兹循环
sa
s
劳仑兹循环的制冷系数
q0 q0 T0m l T0m w qk q0 Tkm
劳仑兹循环的制冷系数，仅取决于被冷却物和制 冷剂的温度，与制冷剂的性质无关。
第2节
蒸气压缩式制冷的理论循环
T
2
复习：温-熵图
3 we 2΄ Δwc
pk
po
而对于R717（氨）则不宜采用回热循环。
二、回收膨胀功
第五章蒸气压缩式制冷机组和热泵机组-PPT(精)
热泵低位热源的选择应该考虑的要求（四点）见教材P101。
LOGO
空气
优点： （1）取之不尽，用之不竭。 （2）空气源热泵系统简单。 （3）对设备无腐蚀作用。 缺点： （1）温度品位不高。 （2）温度波动大，热泵制热量、建筑热负荷与空气温度的变化规律相 反。 （3）比热、密度小，因此设备大，风机噪声大。 （4）0℃以下运行时，有结霜的不利影响。 空气作热汇时，除缺点（4）外，优缺点类似。
水侧换热器（冷凝器）
将热量释放到水中
制热工况：空气侧换热器（冷凝器） 加热
水侧换热器（蒸发器）
从水中提取热量
分类：见教材P105。
用户端 LOGO
水源热泵空调机的特性 制冷量、制热量、制冷和制热性能系数与空调 机的空气、水的温度有关。
某型号的水-空气热泵空调机特性
水源热泵的特点见教材P106。 LOGO
1.空调机种类
窗式空调器 按外型分 多分联体式式空空调调机器
立式空调机
屋顶式空调机
单冷式空调机 冷风机
按功能分 冷恒热温风恒空湿调空机调机电热热泵型型
低温空调机
除湿机
大型分体空调机
LOGO
2.水-空气热泵空调机 又称水源热泵空调机
原理
制冷工况：空气侧换热器（蒸发器） 冷却去湿
①部分负荷相对应的冷却介质进口温度：
水冷离心式冷水机组部分负荷下消耗功率
tc，i=Δ˙（负荷百分数）+t0 式中t0指负荷为零时的冷却介质温度；
Δ指单位负荷（百分数）冷却介质温升。
②综合部分负荷性能系数COP*——表征冷水机组在运行期间平均特性，定义为 COP*=0.17A+0.39B+0.33C+0.11D
LOGO
空气
优点： （1）取之不尽，用之不竭。 （2）空气源热泵系统简单。 （3）对设备无腐蚀作用。 缺点： （1）温度品位不高。 （2）温度波动大，热泵制热量、建筑热负荷与空气温度的变化规律相 反。 （3）比热、密度小，因此设备大，风机噪声大。 （4）0℃以下运行时，有结霜的不利影响。 空气作热汇时，除缺点（4）外，优缺点类似。
水侧换热器（冷凝器）
将热量释放到水中
制热工况：空气侧换热器（冷凝器） 加热
水侧换热器（蒸发器）
从水中提取热量
分类：见教材P105。
用户端 LOGO
水源热泵空调机的特性 制冷量、制热量、制冷和制热性能系数与空调 机的空气、水的温度有关。
某型号的水-空气热泵空调机特性
水源热泵的特点见教材P106。 LOGO
1.空调机种类
窗式空调器 按外型分 多分联体式式空空调调机器
立式空调机
屋顶式空调机
单冷式空调机 冷风机
按功能分 冷恒热温风恒空湿调空机调机电热热泵型型
低温空调机
除湿机
大型分体空调机
LOGO
2.水-空气热泵空调机 又称水源热泵空调机
原理
制冷工况：空气侧换热器（蒸发器） 冷却去湿
①部分负荷相对应的冷却介质进口温度：
水冷离心式冷水机组部分负荷下消耗功率
tc，i=Δ˙（负荷百分数）+t0 式中t0指负荷为零时的冷却介质温度；
Δ指单位负荷（百分数）冷却介质温升。
②综合部分负荷性能系数COP*——表征冷水机组在运行期间平均特性，定义为 COP*=0.17A+0.39B+0.33C+0.11D
蒸汽式压缩机制冷原理
蒸汽式压缩机制冷原理嘿，朋友们！今天咱来唠唠蒸汽式压缩机制冷原理。
你说这蒸汽式压缩机啊，就像是个勤劳的小蜜蜂，不停地工作着。
它是怎么制冷的呢？简单来说，就像是人跑累了会出汗，这蒸汽式压缩机也会“出汗”，不过它出的可不是真的汗，而是制冷剂啦！这制冷剂就像个调皮的小精灵，在压缩机里被压缩成高温高压的气体，然后就像被赶着跑一样，跑到冷凝器里。
这冷凝器就像是个大澡堂，让热得不行的制冷剂“洗个冷水澡”，温度一下子就降下来了，变成了液体。
接着呢，这些液体制冷剂又会通过一个细细的节流阀，就像人走独木桥似的，一下子就变得慢悠悠的了。
这一慢下来，压力也降低了不少。
然后呢，这些制冷剂就来到了蒸发器里。
这蒸发器啊，就像是个大冰箱，里面凉凉的。
制冷剂在这儿就像小孩子进了游乐场，开心地玩耍起来，从周围吸收热量，让周围的空气变冷。
你想想看，夏天热得要命的时候，要是没有这蒸汽式压缩机给咱制冷，那得多难熬啊！这小小的压缩机，可真是立下了大功劳呢！咱平时家里用的空调、冰箱，不都是靠着它才能让我们在炎热的夏天享受到凉爽嘛！它就像是一个默默守护我们的小天使，虽然我们平时可能都不会注意到它，但它却一直在那里努力工作着。
说起来，这蒸汽式压缩机的制冷原理其实也不复杂嘛，不就是让制冷剂跑来跑去，一会儿热一会儿冷的，就把温度给降下来啦！但就是这么个简单的原理，却给我们的生活带来了这么大的改变。
你说神奇不神奇？要是没有它，我们夏天得热成啥样啊！所以啊，我们可得好好感谢这个小小的蒸汽式压缩机，是它让我们的生活变得更加舒适和美好。
咱可不能小瞧了它，虽然它看起来不大起眼，但作用可大着呢！以后再看到空调、冰箱啥的，可别只知道享受凉爽，也得想想这背后的功臣啊！它就像我们生活中的一个小伙伴，虽然不声不响，但一直在默默地为我们付出呢！怎么样，是不是觉得这蒸汽式压缩机很了不起啊！原创不易，请尊重原创，谢谢!。
蒸汽泵原理
蒸汽泵原理
蒸汽泵是一种用于输送蒸汽的设备，它在工业生产中扮演着非常重要的角色。
蒸汽泵的工作原理主要依靠蒸汽的压力能量，通过蒸汽的膨胀和压缩来完成对液体或气体的输送。
下面我们将详细介绍蒸汽泵的工作原理。
首先，蒸汽泵通过蒸汽的压力能量来实现对液体或气体的输送。
当蒸汽进入蒸
汽泵时，蒸汽的压力能够推动活塞或叶轮等工作部件运动，从而产生对液体或气体的压缩或抽吸作用。
这种压力能量的转换使得蒸汽泵能够实现对介质的输送。
其次，蒸汽泵的工作原理还依赖于蒸汽的膨胀和压缩。
在蒸汽泵内部，蒸汽会
经历膨胀和压缩的过程，这种过程会产生能量的转化，从而驱动蒸汽泵完成对介质的输送。
通过蒸汽的膨胀和压缩，蒸汽泵能够实现高效的工作。
另外，蒸汽泵的工作原理还与蒸汽的温度和压力有关。
蒸汽的温度和压力会直
接影响蒸汽泵的工作效果，因此在实际应用中需要根据介质的性质和输送要求来选择合适的蒸汽泵，并且合理控制蒸汽的温度和压力，以确保蒸汽泵的正常运行。
总的来说，蒸汽泵的工作原理是基于蒸汽的压力能量、膨胀和压缩以及温度和
压力的影响。
了解蒸汽泵的工作原理有助于我们更好地应用和维护蒸汽泵设备，提高生产效率，确保生产安全。
在实际应用中，我们需要根据具体的工艺要求和介质性质来选择合适的蒸汽泵，并且定期对蒸汽泵进行检查和维护，以确保其正常运行。
同时，也需要注意控制蒸汽的温度和压力，避免对蒸汽泵造成损坏。
通过对蒸汽泵工作原理的深入了解和实际操作经验的积累，我们能够更好地发挥蒸汽泵的作用，为工业生产提供稳定可靠的支持。
蒸汽压缩式热泵系统工作原理(录像正式稿)讲解
§2-3 蒸汽压缩式热泵循环技术
主要内容与教学要求：
★一、蒸汽压缩式热泵的基本概念（基础） ★二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算（重点） ★三、蒸汽压缩式热泵系统的变工况特性分析（难点） ★四、蒸汽压缩式热泵新技术成果简介（创新思维启发）
一、蒸汽压缩式热泵的基本概念
热泵
水泵
热泵定义一：指通过消耗少量高品位能量（如机械能、电能等），
制热（制冷）循环切换方法：
冷凝器（蒸发器）
室内机
节流阀
压缩机
室 外 机
蒸发器（冷凝器）
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
4.热力学压-焓图的应用
液相区
气相区
两相区
※ 结构：
● 一点 ● 三区 ● 五态 ● 八线
※ 功能:
● 确定状态参数
● 表示热力过程
● 进行热力计算
● 分析变工况特性
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
5.蒸汽压缩式热泵理论循环在P-h图上的表示
３
２
４
１
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
6.蒸汽压缩式热泵理论循环的热力性能计算
单位制冷剂的制冷量：
qe h1 h4
单位制冷剂的制热量：
qc h2 h3
单位制冷剂的压缩功：
qe h2 h1
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
制冷系数：
1.热泵系统组成
冷凝器
节流阀
室内机
压缩机
室 外 机
蒸发器
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
热力学第一定理解释: 热能可以从一个物体传递给 另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换， 在传递和转换过程中，能量的总值不变。
主要内容与教学要求：
★一、蒸汽压缩式热泵的基本概念（基础） ★二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算（重点） ★三、蒸汽压缩式热泵系统的变工况特性分析（难点） ★四、蒸汽压缩式热泵新技术成果简介（创新思维启发）
一、蒸汽压缩式热泵的基本概念
热泵
水泵
热泵定义一：指通过消耗少量高品位能量（如机械能、电能等），
制热（制冷）循环切换方法：
冷凝器（蒸发器）
室内机
节流阀
压缩机
室 外 机
蒸发器（冷凝器）
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
4.热力学压-焓图的应用
液相区
气相区
两相区
※ 结构：
● 一点 ● 三区 ● 五态 ● 八线
※ 功能:
● 确定状态参数
● 表示热力过程
● 进行热力计算
● 分析变工况特性
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
5.蒸汽压缩式热泵理论循环在P-h图上的表示
３
２
４
１
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
6.蒸汽压缩式热泵理论循环的热力性能计算
单位制冷剂的制冷量：
qe h1 h4
单位制冷剂的制热量：
qc h2 h3
单位制冷剂的压缩功：
qe h2 h1
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
制冷系数：
1.热泵系统组成
冷凝器
节流阀
室内机
压缩机
室 外 机
蒸发器
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
热力学第一定理解释: 热能可以从一个物体传递给 另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换， 在传递和转换过程中，能量的总值不变。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
制冷系数:
Tk Tk
e
qe w
h1 h4 h2 h1
冷凝温度Tk
制热系数:
c
qc w
1 e
四、蒸汽压缩式热泵新技术成果简介
1、复合热源热泵新技术
开创性地提出了以“三介质复合换热器” 为核心技术部件的复 合热源热泵新技术，并在太阳能-空气复合热源热泵、太阳能-地能复 合热源热泵、空气-地能复合热源热泵技术开发方面开展了系列研究 ，取得了一系列的技术专利。
5.蒸汽压缩式热泵理论循环在P-h图上的表示
３
２
４
１
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
6.蒸汽压缩式热泵理论循环的热力性能计算
单位制冷剂的制冷量：
qe h1 h4
单位制冷剂的制热量：
qc h2 h3
单位制冷剂的压缩功：
qe h2 h1
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
ห้องสมุดไป่ตู้
制冷系数：
§2-3 蒸汽压缩式热泵循环技术
主要内容与教学要求：
★一、蒸汽压缩式热泵的基本概念（基础） ★二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算（重点） ★三、蒸汽压缩式热泵系统的变工况特性分析（难点） ★四、蒸汽压缩式热泵新技术成果简介（创新思维启发）
一、蒸汽压缩式热泵的基本概念
热泵
水泵
热泵定义一：指通过消耗少量高品位能量（如机械能、电能等），
◆ 要 求：
通过实验数据对比分析，进一步理解和掌握蒸汽压缩式 热泵系统的变工况特性的基本规律。
e
qe w
h1 h4 h2 h1
制热系数：
c
qc w
w qe w
1 e ＞1
三、热泵系统的变工况特性分析
7、蒸发温度（室外低温热源侧）对热泵性能的影响
制冷系数:
Te
e
qe w
h1 h4 h2 h1
Te
Te
蒸发温度 Te
制热系数:
c
qc w
1 e
三、热泵系统的变工况特性分析
8、冷凝温度（室内高温热源侧）对热泵性能的影响
蒸发器
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算 3.冷、热两用型热泵系统工作原理
冷凝器（蒸发器） 室内机
室 外 机
蒸发器（冷凝器）
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
通过四通换向阀实现制冷与制热循环切换
接压缩机排气口
接室内换热器
接室外换热器
接压缩机吸气口
四通换向阀（有四个通道）
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
从环境或废热中（低温热源）
吸取的热量300%
（补偿能源）
输入的电能100%
热泵
（高温热源）
用户获得的 热能400%
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
2.热泵系统工作原理（以家用热泵空调为例）
冷凝器
室内机
压缩机
节流阀
室内温度25℃（冷凝温度40℃ ）
环境温度10℃（蒸发温度 0 ℃ ） 室 外 机
1.蒸汽压缩式热泵是指以冷凝器放出的热量来供热的 制冷系统；
2.蒸汽压缩式热泵系统由四个基本部件组成，其工作 循环与制冷循环反向，通过四通阀可实现制冷与制热 两种功能； 3.蒸发温度Te和冷凝温度Tk的变化均对热泵系统性能
产生重要影响，且Te↑、Tk↓均可 e↑、 c↑。
◆ 作 业：
蒸汽压缩式热泵系统变工况特性实验：分别作蒸发温度、 冷凝温度变工况条件下系统制热性能实验。
使热量从低温热源转移到高温热源实现供热的装置。
一、蒸汽压缩式热泵的基本概念
热泵定义二：以冷凝器放出的热量来供热的制冷系统。 热泵与制冷机的区别： 1.目的不同：前者目的制热，后者目的制冷。 2.工作温度区不同：前者将环境温度作为低温热源，
后者将环境温度作为高温热源。
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
制热（制冷）循环切换方法：
冷凝器（蒸发器）
室内机
节流阀
压缩机
室 外 机
蒸发器（冷凝器）
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
4.热力学压-焓图的应用
液相区
气相区
两相区
※ 结构：
● 一点 ● 三区 ● 五态 ● 八线
※ 功能:
● 确定状态参数
● 表示热力过程
● 进行热力计算
● 分析变工况特性
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
1.热泵系统组成
冷凝器
节流阀
室内机
压缩机
室 外 机
蒸发器
二、蒸汽压缩式热泵系统工作原理与热力计算
热力学第一定理解释: 热能可以从一个物体传递给 另一个物体，也可以与机械能或其他能量相互转换， 在传递和转换过程中，能量的总值不变。
热力学第二定律解释：热量不可能自发的从低温物体 转移到高温物体而不引起其它任何变化。
系统特点：突破了传统换热器技术，可实现非同态双热源同步复 合利用和多种热源工作模式，较好地解决了单一热源热泵存在的突出 问题，显著提高了全年运行效率。
2、热泵型纯电动汽车空调新技术
开发出了国内第一台超低温热泵型纯电动汽车空调新技术产品， 该技术产品将于2012.09郑州新能源汽车展中首次展出。
◆ 小 结：