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热泵技术交流浙江电科院叶琪超目录Contents第一部分热泵基础第二部分蒸汽压缩式热泵第三部分德清项目中的应用热泵定义性能指标热泵分类低温热源一、热泵基础热泵定义一种制热装置：以消耗少量电能或燃料为代价，将低温热能转变为高温热能𝑄2:低温处吸收的热能高温用户热泵W低温热源基础知识𝑄1:供给用户的热能𝑊:工作消耗的能量𝑄1=𝑊+𝑄2𝑄2𝑄1性能指标高温用户热泵W低温热源制热系数COP：消耗单位能量获得的有用能量COP=𝑄1𝑊=𝑊+𝑄2𝑊=1+𝑄2𝑊基础知识𝑄2𝑄1热泵分类分类依据机械压缩式吸收式化学热泵水源地源空气源电动热泵燃气/燃油热泵蒸汽或热水热泵常温热泵T40℃中温热泵40℃~100℃高温热泵T100℃空气-空气空气-水水-水水-空气工作原理热源种类驱动能源制热温度载热介质耦合方式直接耦合间接式基础知识基础知识低温热源种类环境空气地下水地表水海水土壤工业废热太阳能地热能热源温度/℃-15～356～150～300～300～300～300～300～30受气候影响大小较大较小较小较小较大小是否随处可得√×××√×√×是否随时可得√√×√√××√低温热源热泵离不开容量大且温度适宜的低温热源空气•优点：随时随处可获得•缺点：秋末冬季、初春温度偏低地下水/土壤•优点：四季温度恒定，适合作热泵热源•缺点：钻井维护成本高，对环境有一定负面影响，选址有一定要求地表水•优点：省去钻井和维护成本，河湖容量充裕•缺点：四季水温变化大；从水源到热泵有一定距离，地表水较脏太阳能•优点：随处可得•缺点：强度随时间，季节变化大，宜作辅助热源热泵定义性能指标热泵分类低温热源热泵基础定义基本部件压缩机节流装置二、蒸汽压缩式热泵蒸汽压缩式热泵蒸汽压缩式热泵也称为机械压缩式，利用动力机械驱动压缩机使工质循环流动并发生状态变化，实现连续高效制热图(a)：工质状态变化图(b)：能量关系蒸汽压缩式热泵工质氟利昂氨密封类型开启式封闭式半封闭式工作原理容积型速度型碳氢化合物基本部件压缩机冷凝器气体式液体式蒸发器气体式液体式节流部件毛细管热力膨胀阀电子膨胀阀压缩机是决定系统能力的关键：运行特性、性能系数、寿命、噪声、振动、维护蒸汽压缩式热泵压缩机要求：适应性好，稳定性高，安全性强，寿命期长，工作效率高1-气缸体；2-曲轴；3-曲轴箱；4-连杆；5-活塞；6-排气管；7-排气腔；8-排气阀；9-吸气阀；10-吸气腔；11-吸气管图(a)往复活塞式压缩机图(b)滚动转子式压缩机A-吸入室；B-压出室；C-排气阀；T-隔片；R-偏心活塞作用：对气体做功，增压蒸汽压缩式热泵压缩机图(c)双螺杆式压缩机结构示意1-电动机驱动的主动螺杆；2-从动螺杆；3-壳体图(d)离心式压缩机结构示意蒸汽压缩式热泵类型往复活塞式转动滚子式螺杆式离心式优点压力范围和制热功率范围广转速高、重量轻、体积小效率高无排气阀、活塞等磨损部件，可靠，寿命长技术成熟没有往复惯性力，振动小不需螺杆式油分离器，离心式的增速齿轮箱余隙容积小，效率高小排气量时不发生喘振多级可实现一机多种蒸发温度缺点转速受限曲面加工、检测复杂气流流道不能窄，否则影响流动效率振动较大运动件和固定件存在运动间隙，泄漏降低效率工质周期性高速通过吸、排气孔口，缝隙泄漏等导致噪声大单级压比不大，压比较高时需要多级输气不连续，压力波动间隙密封、转子刚度限制，出口压力较小易喘振常用压缩机特点蒸汽压缩式热泵节流装置作用：控制热泵工质流量与压缩机的输气量相匹配节流部件要求：调节性好。调节幅度大，温控精确度高，反映速度快1稳定性好。被控温度的波动小，机组不产生振荡2适应性好。对不同工质、蒸发器均有良好的适应性3保护性好。开停机、变工况时保证压缩机温度、压力及流量4可回收高压液体所含能量5价格低6常用节流装置蒸汽压缩式热泵图(a)内平衡式热力膨胀阀图(b)电磁式电子膨胀阀的结构示意1-柱塞;2-线圈;3-阀座；4-入口；5-阀杆;6-针阀;7-弹簧;8-出口机组内部循环水系统循环三、热泵应用机组内部循环应用——以德清项目为例WcQuayWCT离心机组主要部件：压缩机——双级离心式压缩机经济器——闪蒸容器；膨胀阀——电子膨胀阀蒸发器——满液式管壳换热器；冷凝器——壳管换热器蒸发器蒸发吸热冷凝器膨胀阀冷冻水出(7℃)冷冻水进(12℃)冷却水进(32℃)冷冻水出(37℃)经济器一级压缩二级压缩应用——以德清项目为例水系统循环主要参数：冷冻水泵流量：900𝑚3/ℎ冷却水泵流量：941𝑚3/ℎ循环目的：将低温用户侧的热量转移至冷却塔谢谢！