热泵的基础知识

热泵的基础知识 业务员培训教材 产品结构图 一 工质的热力状态参数 决定物质状态的物理量称为物质的热力状态参数 有温度 压力和比体积 温度温度是衡量物体冷热的尺度 热力学温度 并允许摄氏温度同时使用 单位符号K 开尔文 1K 1 C 水的三相点的 273 16 C 状态参数 2 压力 压力是压力除以面积 单位是Pa 帕斯卡 1P 1N m2 kgf cm2 bar MPa PSI 磅 寸2 1mH O 9 8 103 状态参数 3 热量单位 单位符号 J 焦耳 cal 卡 Btu1cal 4 1868J 1Btu 英 1055J4 比热单位质量的物质 温度每升高或降低1 C所需加入或放出的热量 C 单位符号 J gK 水的比热C 4 1868J g K 状态参数 物质的相变凝固 液化 汽化物质有三种集态 气态 液态 固态 物质集态的改变称为相变 相变过程中 由于物质分子重新排列和分子热运动速度的改变 会吸收或放出热量 这种热量称作潜热 物质发生从质密态到质稀态的相变时 将吸收潜热 状态参数 反之 当它发生由质稀态向质密态的相变时 放出潜热 相变制冷就是利用前者的吸热效应而实现的 利用液体相变的 是液体蒸发制冷 利用固体相变的 是固体融化或升华冷却 状态参数 液体蒸发制冷以流体作制冷剂 通过一定的机器设备构成制冷循环 可以对被冷却对象实现连续制冷 它是制冷技术中使用的主要方法 固体相变冷却则是以一定数量的固体物质作制冷剂 作用于被冷却对象 实现冷却降温 一旦固体全部相变 冷却过程即告终止 二 热力学定律 1 热力学第一定律自然界的任何物质都有能量 它能从一种形式转换成另一种形式 从一个物体传递给另外一种物体 在传递和转换过程中能量的数量不变 热力学定律 2 热力学第二定律不可能把热从低温物体传递给高温物体 不引起其他变化 四 制冷剂 1 选用原则制冷剂的选择原则 1 潜热要大 2 操作压力要合适 即冷凝压力 高压 不要过高 蒸发压力 低压 不要过低 3 化学稳定性 不易燃 不分解 无腐蚀性 4 价格低 5 冷冻剂对环境应该无公害 制冷剂 2 CHCl2F R 22 CF2Cl2 R 12 CHF2CHF2 R 134a 制冷剂 替代表1 1R407C R410A和R22的一般性质和理论制冷循环特性比较表 制冷剂 R22 R407C R410A R417A一般性质和理论制冷循环特性比较表 续表 循环条件 蒸发温度0 C 冷凝温度50 C 过冷度0 C 过热度0 C 五 热泵的原理 高温气体 常温液体 低温气体 热泵的原理 热泵热水机组是目前世界上最先进 能效比最高的热水设备之一 它根据逆卡诺循环原理 采用电能驱动 通过传热工质把自然界的空气 水 土壤或其它低温热源中无法被利用的低品热能有效吸收 并将其提升至可用的高品位热能并释放到水中 对水进行加热的设备 热泵的原理 在不同的运行工况下热泵热水机组每消耗1度电就能从低温热源中吸收2 6度电的热量 节能效果非常显著 热泵热水机组一般由压缩机 蒸发器 膨胀阀 过滤器 储液罐 冷凝器 储水箱等几部分组成 热泵的原理 热泵热水机组系统工作过程如下 1 处于低压液态循环工质 如氟利昂R22及R134a 经过蒸发器 在蒸发器中工质吸热蒸发 此时工质从低温热源处吸收热量变成低温 低压蒸汽进入压缩机 热泵的原理 2 工质经过压缩机压缩 升温后 变成高温 高压的蒸汽排出压缩机 热泵的原理 3 蒸汽进入冷凝器 在冷凝器中将从蒸发器中吸取的热量和压缩机耗功所产生的那部分热量传递给冷水 使其温度提高 工质经过冷凝放热后变成液态 热泵的原理 4 高压液体经过膨胀阀节流降压后 变成低压液体 低压液态工质再次进入蒸发器 依此不断地循环工作 整个工作过程是热量搬运过程 是将低温热源中的热量连续不断的搬运至高温热源 水 中的过程 热泵的原理 传热工质是一种特殊的物质 在实际运行当中 传热工质的蒸发温度可达 20 左右 因此即使 5 的环境温度相对于它来说也是 高温热源 也能正常吸热 此外工质的冷凝温度可达75 确保产出60 的热水 六 制冷设备所用元气件的介绍 压缩机 活塞式 旋转式 旋转式 示意图 涡旋式 图表4 涡旋式压缩机工作原理图 冷凝器 1 套管式冷凝器 套管冷凝器剖面图 2 板式冷凝器外型图 板式冷凝器爆炸 3