热泵原理与应用技术介绍.pptVIP

热泵技术交流 浙江电科院 叶琪超 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 基础知识 性能指标 制热系数COP：消耗单位能量获得的有用能量 基础知识 热泵分类 分类依据 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/℃ -15～35 6～15 0～30 0～30 0～30 0～30 0～30 0～30 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 基本部件 压缩机 冷凝器 蒸发器 节流部件 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 常用节流装置 蒸汽压缩式热泵 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 WcQuay WCT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 循环目的：将低温用户侧的热量转移至冷却塔 谢谢！