热泵之原理及探讨.doc

熱泵之原理及探討 作者 吳欣蔚。復興實驗高中。十一年愛班。 吳悠。復興實驗高中。十一年愛班。 凌旌榮。復興實驗高中。十一年愛班。 陳祐嘉。復興實驗高中。十一年望班。 指導老師 蔡文婷 熱泵的原理： 熱泵熱水器的運作原理和冷氣機其實是相同的，只是冷氣機在製造冷氣的過程中，向外排出熱氣能量並導入一個水槽中製成熱水，回收了原本要排放至空氣中的廢熱變成有用的資源。熱泵熱水器則是從大氣中吸取熱能，而排出的熱量仍然導入水槽中製成熱水。 熱泵主要構造如圖，冷媒蒸氣受壓縮機壓縮產生高溫高壓蒸氣，流入儲熱桶內的熱交換器排出熱能後凝結成冷凝液，再經膨脹裝置減壓後，流入蒸發器吸收大氣熱能，產生吸熱效應，此蒸氣再被壓縮機吸入繼續進行壓縮，構成一循環迴路。「大氣取熱式熱泵熱水器」 熱泵的熱源與種類： 1.空氣源熱泵(圖二) 空氣源熱泵熱水系統（簡稱熱泵）是根據逆卡諾循環原理，採用極少的電能驅動壓縮機做功，傳熱工質通過空氣端換熱器（學名：蒸發器），從低溫環境空氣中吸收熱能，壓縮轉化成高溫熱能，傳熱工質再通過水端換熱器（學名：冷凝器）把所攜帶的熱量傳遞給水中，對生活用水加熱的供熱系統。其得到的能量比單純電能高出數倍之多，所以它能耗低、效率高、安全性好。環保性強，源源不斷的供應熱水。 圖(二) 空氣源熱泵 2.水源熱泵(圖三) 熱泵也可以從河川、泉水、工業廢水、地下水、空調系統的回水或冷卻廢水取得熱能，這種熱泵稱為「水源熱泵」。如果產生的熱能用來製造熱水，也稱為「水對水熱泵」。水是一種優良的熱源，具有冬季不易結冰的特質，小型熱泵可使用湖沼、河流及地下水為熱源(須為當地水權機構批准)。海水可做為較大熱源，常應用於海軍機構。 圖(三) 水源熱泵 3.地熱源熱泵(圖四) 地球蘊藏無限的地熱能源，除一般人所熟知的深層地熱外，在離地表20公尺以下的地底層，中年溫度變化很小，約維持在20℃左右，也是一座巨大無比的蓄能庫，在冬季時利用熱泵可以取得熱源製成熱能以供應用，稱為「地熱源熱泵」。溫泉區的地下水有充分的熱量可供使用，但往往水流不足，不適合一般家庭取用，但大規模的家熱計畫是值得做的。 圖(四) 地熱源熱泵 熱泵之應用： 熱泵應用時通常不會只具有熱水器一項功能，而是結合了多項用途(圖五)，其中依案例主要可分為以下三類： 1.沐浴洗滌熱水：太陽能＋熱泵熱水系統、熱泵熱水系統、冷暖氣空調＋熱泵熱水系統。 2.游泳池：游泳池加溫熱泵熱水系統、熱泵SPA＋沐浴系統、太陽能＋熱泵熱水系統、熱泵恆溫恆濕溫水游泳池。 3.製程：熱泵熱水系統＋除濕加熱系統。 圖(五) 熱泵之應用 太陽能與熱泵之比較(以台灣為準)： 比較項目 熱泵 太陽能 原理 用極少的電能驅動壓縮機做功，傳熱通過空氣端換熱器，從低溫環境空氣中吸收熱能，壓縮轉化成高溫熱能，再通過水端的換熱器把熱量傳到水中。 利用真空管集熱，促使管內水溫高於水箱水溫，因熱水比冷水輕，形成對流，最終使水箱中的溫度達到使用所需的溫度。 對於居住環境 在北部不管透天或大樓都是熱泵比較好，因為一部分陰晴晝夜可以間接吸收太陽能的熱水器。 直接吸收太陽輻射能，容易受天候影響，陰雨天必須用電熱器來加熱，較適合中南部地區。 對於用水量 用水量大者，建議使用熱泵，能較省錢的達到效果。 用水量小者，如一般家庭，太陽能應已足夠。 寒流來時的耗電量 熱泵吸收空氣中的熱能加熱，吹出乾燥冷空氣即可以利用，較省電。 當太陽能熱水器在沒有太陽時是靠電熱管加熱，非常的耗電。 價格 較低 較高 政府補助 無 有 經濟部補助安裝金額每平方公尺2250元，外島用戶4500元。 熱泵之六大優點： 1.環保無污染  高效能的熱泵組採用來自大自然的乾淨能源，改變了原本煤、油、瓦斯等種礦物燃料時所造成的環境污染，而且其能源消耗量低，在工作過程中不會排放對人體有害氣體，符合我國目前節能減碳的政策。 2.安全可靠 ???????????????????????????? 使用熱泵時的能源來自於空氣，所以它沒有在使用電熱水器、瓦斯熱水器時所存在的易觸電、易燃、更無一氧化碳中毒及鍋爐爆炸之增加管線費用冷卻水塔、冷卻水泵製熱水同時，可同時提供冷氣及除濕、暖氣。選擇不同的熱泵產品。 =THE END= .tw/tech.php http://048332763.com.tw/index03.html .tw/ .tw/web_admin/Periodical_Paper/0500296.pdf .tw/200806/32.pdf /application.htm /zh-tw/%E7%86%B1%E6%B3%B5 .tw/web/UPT?UPID=44