泵的基本工作原理与评价

2热热泵的的基本本工作作原理理与评评价高位能能与低低位能能热泵的的定义义热泵的的基本本工作作原理理热泵的的种类类与形形式热泵的的评价价12.1高位位能和和低位位能1-水水坝中中的水水；2-供供水池池；3-湖湖水中中的水水；4-水水轮机机；5-水水泵2不同取取水方方案比比较取水方方案1由由水水坝直直接供供水。。假设供供水量量为10吨吨/s，且不计计机械械摩擦擦损失失和管管路阻阻力损损失。。则方方案1不需需要外外界作作功，，但将将损失失掉势势能10××100×1000=106kg.m/s取水方方案2用用水水泵从从湖中中取水水，由由坝中中的水水驱动动水轮轮机，，水轮轮机再再拖动动水泵泵。用水坝坝中的的水0.909吨/s,其作功功值为为0.909×100×1000=9.09×104kg.m/s。拖动水水轮机机，从湖中中取水水9.09吨,即能完完成取取水任任务。。3由此可可见，，坝中中的水水和湖湖中的的水，，虽然然都是是水，，但其其价值值是不不同的的。坝坝中的的水具具有作作功能能力，，其价价值也也高。。能量不不仅有有数量量多少少之分分，也也有质质量问问题。。4不同供供热方方案的的比较较方案1直接用用电加加热，，则需需要10kW电能。。方案2采采用用热泵泵供热热，即即用电电能拖拖动热热泵机机组向向室内内供热热。假定供供热温温度45℃℃，低低温物物体温温度0℃，，如果果热泵泵按理理想的的逆卡卡诺循循环工工作，，则所所需要要的电电能为为1.145kW热负荷10kW5不同温温度下下的能能量比比较室温下下的4.1868kJ的热量量100℃下下的4.1868kJ的热量量相比比，数数量相相等，，但其其质量量却不不同。。6综上所所述，，可以以说明明以下下几点点:评价能能源的的价值值时，，既要要看其其数量量，又又要看看其质质量。。能量量按其其质量量可划划分为为高位位能和和低位位能两两种。。同样样，热热源也也可分分为高高位热热源和和低位位热源源。合理地地使用用高位位能的的问题题是十十分重重要的的。因因为实实际的的能量量利用用过程程有两两个特特性：：量的的守恒恒性和和质的的贬值值性。。任何何用能能过程程实质质上也也可以以说成成能的的量与与质的的利用用过程程。要要使热热能得得到合合理利利用，，必须须合理理使用用高位位能，，必须须做到到按质质用能能。7由燃料料直接接提供供采暖暖等所所需的的低位位能，，即使使在不不损失失热量量的条条件下下,室室内所所得到到的热热量最最多为为燃料料发热热量的的100%，也也应该该说是是一种种巨大大的浪浪费。。因因为,在这这种情情况下下，储储藏在在燃料料中的的化学学能所所具有有的作作功能能力未未加以以合理理利用用而被被贬值值了。。8节约能能量的的途径径，，过去去认为为不用用能即即节能能，实实际上上应该该提高高能量量的利利用率率，““建筑筑节能能”应应更准准确地地表述述为““建筑筑合理理用能能”。。92.2热泵泵的定定义目前,标准准、论论文、、书籍籍中有有关““热泵泵”的的定义义与内内涵却却各不不相同同，常常给人人们一一种模模糊不不清的的热泵泵概念念。因因此,有必必要做做个概概念明明确的的统一一定义义，其其内涵涵要更更全面面、更更准确确。10不同文文献中中热泵泵的定定义GB50155-99<暖通空空调术术语标标准>“热泵泵”的的解释释是““能实实现蒸蒸发器器和冷冷凝器器功能能转换换的制制冷机机”。。在<新新国际际制冷冷词典典>(NewInternationalDictionaryofRefrigeration)“热泵”的定义义是““以冷冷凝器器放出出的热热量来来供热热的制制冷系系统””。11<热泵泵>徐徐邦裕裕、马马最最良等等编“热泵泵”定定义为为“靠靠高位位能拖拖动，，迫使使热量量从低低位热热源流流向高高位热热源的的装置置。《热泵泵的原原理与与应用用》（（郁永永章编编）“热泵泵”是是把处处于低低位的的热能能输送送至高高位的的机械械”。《制冷冷工程程技术术词典典》（（尉迟迟斌编编）热泵解解释为为“可可连续续将热热量从从温度度较低低的物物体（（或环环境））传递递给温温度较较高物物体的的机械械”。。12热泵定定义的的剖析析与看看法把“热热泵””理解解为制制冷机机、制制冷系系统、、装置置与机机械，，各不不相同同。显显然热热泵不不是制制冷机机，也也不是是制冷冷系统统，而而应该该是一一种装装置或或称为为机械械。热热泵概概念的的引出出应从从合理理的使使用高高位能能的角角度引引出。。制冷机机可以以作为为热泵泵的工工作机机。因因为制制冷循循环既既制造造了低低于环环境温温度的的物质质，并并从环环境温温度下下的物物体中中吸取取热量量，又又制造造了高高于环环境温温度的的热量量，而而获得得供热热效果果，形形成了了所谓谓的热热泵作作用。。把“热热泵””理解解为一一种装装置或或机械械还不不够，，而应应明确确是一一种节节能装装置或或节能能机械械13热泵的的定义与与内涵涵热泵：：是一种种利用用高位位能使使热量量从低低位热热源流流向高高位热热源的的节能能装置置。顾名思思义，，热泵泵也就就是像像泵那那样，，可以以把不不能直直接利利用的的低位位热能能(如如空气气、土土壤、、水中中所含含的热热能、、太阳阳能、、工业业废热热等)转换换为可可以利利用的的高位位热能能，从从而达达到节节约部部分高高位能能（如如煤、、燃气气、油油、电电能等等）的的目的的。14热泵定定义内内涵的的理解解：热泵虽虽然需需要消消耗一一定量量的高高位能能，但但所供供给用用户的的热量量却是是消耗耗的高高位热热能与与吸取取的低低位热热能的的总和和。因因此，，热泵泵是一一种节节能装装置。。15低位能能环境温温度高于环环境温温度的的热源源高位能能动力机机工作机机16热泵既既遵循循热力力学第第一定定律，，在热热量传传递与与转换换的过过程中中，遵遵循着着守恒恒的数数量关关系；；又遵遵循着着热力力学第第二定定律，，热量量不可可能自自发的的、不不付代代价的的、自自动的的从低低温物物体转转移至至高温温物体体。在在热泵泵定义义中明明确指指出，，热泵泵是靠靠高位位能拖拖动，，迫使使热量量由低低温物物体传传递给给高温温物体体。172.3热泵的基基本工作作原理热泵的工工作原理理与制冷冷的原理理相同，，但它们们工作的的温度范范围不同同。图中TA是环境温温度，Te是低温物物体的温温度，Th是高温物物体的温温度。按热泵驱驱动功的的型式，，可把常常见的热热泵分为为多种形形式：18机械压缩缩式热泵泵19吸收式热热泵；20蒸汽喷射射式热泵泵；21帖尔帖热热泵（热热电热泵泵22吸附式热热泵23热泵的制制热性能能系数：：24机械压缩缩式热泵泵（理想情况况，卡诺诺循环））25机械压缩缩式热泵泵（实际循环环）国外研制制的热泵泵装置，，其制热热性能系系数一般般为3—6之间。262.4热泵的种种类与形形式热泵可按按多种特特征进行行分类按低位热热源分：：按热泵与与供热介介质的组组合方式式分按用途分分按供热温温度分按热泵循循环的驱驱动方式式分27按低位热热源分空气源热热泵水源热泵泵（地表表水、地地下水、、生活废废水、工工业废水水）土壤源热热泵太阳能热热泵等28按热泵与与供热介介质的组组合方式式分空气/空气热泵泵空气/水热泵水/空气热泵泵水/水热泵土壤/空气热泵泵土壤/水热泵低温热源源/热媒：29按用途分分小型水加加热器美美国1988年已运行行的热泵泵热水器器达200多万台。全年运行行的空调调和采暖暖热泵同时供热热供冷热热泵同时供热热供冷热热泵废热利用用热泵蒸气压缩缩机及蒸蒸馏装置置30装置的用途用热用冷鱼类加工厂清洗用温水制冷肉类加工厂清洗用温水冷却和制冷农舍清洗机器和清洁用温水牛奶冷却、空调用冷乳品厂清洗用温水牛奶冷却、储存室冷却屠宰场清洗用温水冷藏库及速冻间溜冰场采暖、游泳池冰场制冷大型冷库供热、出售热量冷藏间啤酒厂温水啤酒窖及麦芽汁冷却工业能源中心温水和热水冷盐水、冰、冰水同时供热热供冷热热泵31装置用途用热废热来源洗衣房热水废水旅馆、医院温水废水印染和其他纺织工业热水、热碱水废水造纸和其他加工工业热水、干燥过程排气、废水麦芽作坊干燥室蒸气农用空调装置采暖、热水马棚、孵化室等香蕉催熟装置催熟间冷藏室干燥装置干燥空气排气、排出的空气去湿废热利用用热泵32按供热温温度分低温热泵泵，供热热温度＜＜100℃℃高温热泵泵，供热热温度≥100℃按热泵循循环的驱驱动方式式分电动机驱驱动—电动热泵泵；热力驱动动热泵—热能驱动动，如吸吸收式热热泵、蒸蒸气喷射射式热泵泵；发动动机驱动动（内燃燃机、气气轮机、