暖通空调热泵打印版word.docx

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1、第一章导论与基础§1-1能源与环境一、能源的开发和利用1、能源与环境污染问题能源的消耗急剧增加将导致环境的严重污染，因此，一方面要充分利用能源（提高能源利用率）以减少对环境的污染；另一方面，要寻找无公害的新能源。2、能源的消耗及未来能源说明：目前世界能源的消耗情况与未来新能源的开发。如太阳能、核能（核裂变及核变）、生物能、风能、潮汐能、地热能等。3、能源利用与环境保护说明：限制和减少化石燃料燃烧产生的CO2等温室气体的排放，是保护环境的重要措施，采用热泵技术是最有效手段之二、能源的节约问题1、能源利用率说明：我国单位产量的能耗高以及能源利用率低。2、节能的重要性强调：对环境的影响（如大气

2、污染对人类健康的影响及温室气体对地球生态环境的影响。）3、热泵节能的方法及意义能回收和利用低位热能，充分利用大量废弃的低温余热资源。能提高一次能源利用率。所以，研究和推广应用热泵技术对于节约能量、提高经济效益以及保护环境有重要意义。§1-2高位能与低位能一、能源的品位（能质）1、高品位能（高位能）在理论上可以完全转化为功的能量，又称高质量能如电能、机械能、化学能、高位的水力和风力、高温的物质等。2、低品位能（低位能）不能全部而只能部分转化为功的能量，又称低质量能，如物质的内能、低温的物质等。3、高位热源指温度较高而能直接应用的热源，如蒸汽、热水、燃气以及燃料化学能、生物能等。4、低位热源

3、指无价值、不能直接应用的热源，如环境空气、水、地热、太阳能、废热、余热等。说明：能量的质量高低表示作功的能力大小，如高位能变为低位能，表明能量作功能力变小，质量降低或贬值。二、能源的合理应用量的守恒性和质的贬值性）任何用能过程是能的量与质的利用过程。要使热能得到合理利用，必须合理使用高位能，必须按质用能。说明：所谓的“节约能量”之说，严格而言是不十分确切的。因为仅仅节约了高位能，利用了部分低位热能，也就是说，能量是守恒的。一切能量使用到最后，都成废热传递给环境了，虽然它在数量上看是守恒的，但质量上已经越来越不中用，最后降级到无用。所以，要把能量贬值作为重要的问题来对待。§1-3热泵的定义

4、一、热泵的定义定义：靠高位能拖动，迫使热量从低位热源流向高位热源的装置，称为热泵（又称“温度升高器”）。分析：热泵虽然需要使用一定量的高位能，但供给的却是消耗的高位能和吸取的低位热量的总和，因此，从用能的角度看是经济合理的。二、热泵机组与热泵系统机组：由动力机和工作机组成的节能机械，是热泵系统中的核心部分。系统：由热泵机组、高位能输配系统、低位能采集系统和热能分配系统四大部分组成的一种能级提升的能量利用系统。三、热泵空调系统定义：空调系统中选用热泵时，称为热泵空调系统，或简称热泵空调。特点：用能遵循能级提升的原则、用大量的低温再生能替代高位能、冷热源合二为一，节省设备投资、比常规空调更节

5、能、环保§1-4热泵的种类一、热泵的基本框图热泵按热源种类、驱动方式、用途、工作原理、工艺类型等分类。§1-5热泵空调系统的分类一、以热泵机组作为集中式空调系统的冷热源：空气源热泵空调系统、地源热泵空调系统二、冷剂式热泵空调系统：分散式系统、集中式系统§1-6热泵工质及替代问题一、蒸汽压缩式热泵对工质的要求热力性质：临界温度应比冷凝温度高得多、单位容积制热量要大（离心式例外）、饱和压力应适中（pk≯25bar，po≮1bar）、绝热指数要小（特别是对于活塞式压缩机）、液体比热要小（节流损失小）二、热泵工质的种类说明：暖通空调领域中应用的热泵基本上是蒸汽压缩式热泵、暖通空调应用的热泵一般具

6、有制热与制冷两种功能、热泵工质与制冷剂基本上一致、常见热泵工质热力性质表三、热泵工质的替代强调：消耗臭氧潜能值（ODP）与全球变暖潜能值（GWP）值两个指标四、热泵工质的选择说明：主要从安全、效率和价格等三个方面加以考虑。强调：单位容积制热量有较大的差别，其对压缩机的结构尺寸及成本价格影响显著，应重点考虑。至于制热性能系数方面，则相差不是很大。第二章热泵的理论循环§2-1逆卡诺循环一、热泵的型式：1、压缩式热泵2、吸收式热泵3、蒸汽喷射式热泵4、热电热泵（半导体热泵、温差电热泵）二、理想热泵循环—逆卡诺循环1、气相区的逆卡诺循环2、有温差的热泵循环3、两相区的逆卡诺循环4、联合循环（制冷

7、制热循环）定义：同时兼有制冷机与热泵功能的：热机称为联合循环机，这类机器能够获得最高的能量效果。性能系数：因为，消耗同样的功，却同时获得了制冷量和制热量，所以其性能系数较高。§2-2劳伦兹循环一、变温热源时的逆向可逆循环—劳伦兹循环组成：由两个和热源之间无温差的热交换过程和两个等熵过程所组成的逆向可逆循环。它是消耗功最小、性能系数最高的热泵循环。二、劳伦兹循环的性能系数定义：等于一个以放热平均温度Th，m和吸热平均温度TA，m为高、