熱泵與熱泵的工作原理

   1.熱泵與熱泵的工作原理

    熱 泵技術(shù)是近年來在全世界備受關(guān)注的新能源技術(shù)，目前較多地應(yīng)用于冷暖空調(diào)機(jī)。日常生活中泵的應(yīng)用很多。泵是一種提高位能的裝置，根據(jù)用途不同有水泵、氣 泵、油泵等。水泵主要是提高水位或增加水壓；氣泵主要是增加氣壓；油泵主要是用于供油系統(tǒng)和油壓設(shè)備。人們使用的打氣筒也是一種簡單的注復(fù)式氣泵。這些泵 都是對接觸的物質(zhì)直接作功。

    “熱” 不是物質(zhì)，而是能，廣泛的存在于自然界中的各類質(zhì)的物體中，這些物質(zhì)，我們認(rèn)為是熱的載體，載體可以是固體（如金屬）、液體（如水）、也可以是氣體。熱的 傳遞方式有對流、傳導(dǎo)和輻射。“熱”必須通過載體攜帶并傳遞，不同載體主要傳遞方式不同。熱泵顧名思義就是泵熱的裝置。按照新的國際制冷辭典的定義，熱泵 是以冷凝器放出熱量來供熱的制冷系統(tǒng)。熱泵按工作原理可以分為蒸氣壓縮式、氣體壓縮式、蒸氣噴射式、吸收式、電熱式、半導(dǎo)體式和電化學(xué)式多種。而目前應(yīng)用 最普遍的應(yīng)當(dāng)是蒸氣壓縮式熱泵。它的工作主要是靠電力驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)使熱泵工質(zhì)在壓縮機(jī)、熱交換器、節(jié)流裝置等部件組成的閉合回路系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)，通過工質(zhì) 狀態(tài)的相變，將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位熱能。低端吸熱制冷，高端放熱制熱，周而復(fù)始的循環(huán)得到的是制冷又制熱的雙重效應(yīng)，目前較多的應(yīng)用于冷暖空調(diào)。

    熱 泵系統(tǒng)的工作原理。蒸發(fā)器吸收熱后，其工質(zhì)蒸發(fā)生成的高溫低壓過熱氣體在壓縮機(jī)中經(jīng)絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w，經(jīng)冷凝器定壓冷凝為低溫高壓液體（放出汽 化熱，而制熱）。液態(tài)工質(zhì)經(jīng)降壓絕熱節(jié)流為低溫低壓液體，再進(jìn)入蒸發(fā)器定壓吸收熱源熱量，并蒸發(fā)變成過熱蒸氣重復(fù)下一個(gè)循環(huán)。所以利用熱泵熱水機(jī)釋放到水 中的熱量不是直接用電加熱產(chǎn)生出來的，而是通過熱泵熱水機(jī)把熱源搬運(yùn)到水中去的。

   利 用少量高品位的電能作為驅(qū)動(dòng)能源，從低溫?zé)嵩锤咝�吸收低品位熱能并傳輸給高溫?zé)嵩矗�達(dá)到了“泵熱”的目的。熱泵技術(shù)也是一種提高能量品位的技術(shù)，它不是能 量轉(zhuǎn)換的過程，不受能量轉(zhuǎn)換效率極限1００％的制約，而是受逆卡諾循環(huán)效率的制約。其搬運(yùn)的能力與投入熱泵的電能之比稱為制熱性能系數(shù)又稱能效比（用 ＣＯＰ來表示）。

    其理論效率為:(工作溫度＋273)/溫升△T。當(dāng)工作溫度25℃,△T為20℃時(shí)，理論制熱系數(shù)就可以達(dá)到COP理＝15。

    但是實(shí)際當(dāng)中，電動(dòng)機(jī)效率＝0.95，壓縮機(jī)效率＝0.8，換熱器效率＝0.9，系統(tǒng)效率＝0.8，則總效率為0.95×0.8×0.9×0.8=0.55.COP實(shí)＝15×0.55=8.25.

    這就是說投入1KW的電能來搬運(yùn)熱量，理想最高可以搬運(yùn)8.25KW的熱量.