蒸汽压缩式热泵系统工作原理(录像正式稿)讲解
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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
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.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。
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
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：
◆ 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。
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.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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。
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
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
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。
§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），
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
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.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。
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
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：
◆ 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。
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.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
ຫໍສະໝຸດ Baidu
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。
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
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
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。
§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），