热泵分类及技术
热泵技术
一、热泵技术介绍热泵是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。
现在我国主要利用的热泵技术，按低位热源分：水源（海水、污水、地下水、地表水等）热泵，地源（包括土壤、地下水）热泵，以及空气源热泵。
二、热泵技术 - 国内热泵发展据统计，1996年我国空调设备（指电动冷热水机组、吸收式冷热水机组、房间空调器以及单元空调机组，但不包括进口机组）的总制冷能力约为2000万kW，其中热泵型机组的制冷能力约占60%.在全部热泵型机组中，电驱动热泵容量约为1070kW，占90%；吸收式热泵容量约为130万kW，占10%。
近几年来，我国的吸收式制冷装置发展迅速。
据统计，1996年销售的溴化锂吸收式制冷机约3000多台，其中直燃机1115台。
热泵在工业中的应用已见端倪，木材、食品（茶和水果）、陶瓷、造纸、印刷、石油和化工等工业生产过程已采用了蒸汽喷射式热泵、吸收式热泵和电驱动热泵。
例如，目前大约有400台热泵式木材干燥机正在运行，年处理能力约为200千立方米。
三、热泵技术 - 热泵发展的背景我国一次能源年保有总量（不包括生物质能和新能源）为14亿吨标准煤，其中原煤14.6亿吨，原油1.7亿吨，天然气300亿立方米，水电2400亿kWh，核电250kWh，进口石油4－6亿吨，火电电力装机容量2.9－3亿kW （平均每年增加装机容量1500kW）。
据1997年统计，我国电厂热效率为32.95%，电厂供热效率为83.68%，能源转换总效率为38.07%.采用热电冷三联供系统或称总能系统（TES——TotalEnergySystem），燃气热泵（GEHP）后，通过热力学第一定律的热效率分析和热力学第二定律的效用率分析说明：由于利用废热，GEHP的综合利用可达到80%－85%；若通过轴动力传动热泵，利用了低位热能，故综合热效率可达到150%－170%.对于TES方式，实现热电冷三联供后，其综合利用率可达到65%－80%.《中华人民共和国节约能源法》第三十九条将热电冷联产技术列入国家鼓励发展的通用技术，促进了热泵事业的发展。
热泵技术
• 1、空气源热泵技术 • 2、地源热泵技术 • 3、水源热泵技术
空气源热泵技术
一、原理
空气热泵是利用大气环境做为热源，采用热泵原理，通过流 动媒体在蒸发器、压缩机，冷凝器和膨胀阀等部品中的气 相变化的循环来将低温物体的热量传递到高温物体中去。 实现低位热能向高位热能转移的一种技术。 空气源热泵具体工作过程如下： • 1.过热液体媒体在蒸发器内吸收低温物体的热量，蒸发成 气体媒体。 • 2.蒸发器出来的气体媒体经过液压缩机的压缩，变为高温 高压的气体媒体 • 3.高温高压的气体媒体在冷凝器中将热能释放给给高温物 体、同时自身变为高压液体媒体。 • 4.高压液体媒体在膨胀阀中减压，再变为过热液体媒体， 进入蒸发器，循环最初的过程。
• 空气源热泵的性能一般用制冷系数 (COP)来评价。制冷系数的定义为由低 温物体传 到高温牧体的热量与所需的 动力之比。通常热泵的制冷系数为3-4 左右，也就是说，热泵能够将自身所 需能 量的3到4倍的热能从低温物体传 送到高温物体。如果这一数值能够得 到普及的话，这意味着能源将得到更 有效的利用。热泵的普及率也将得到 惊人的提高。
二、应用领域
• 学校生活用水 • 医院生活用水 • 酒生活用水 • 家庭生活用水 • 工厂生活用水 • 适合各类团体热水工程使用
三、节能效能对比
空气源热泵优点
• 1、环境适应性问题 • 2、空气源热泵安装问题 • 3、消费者对热泵热水器认知程度
四、工程案例
地源热泵技术
• 地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能 源利用技术，热泵是利用逆卡诺循环原理转移冷 量和热量的设备。地源热泵通常是指能转移地下 土壤中热量或者冷量到所需要的地方，通常都是 用来做为空调制冷或者采暖用的。地源热泵还利 用了地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，冬季把热量 从地下土壤中转移到建筑物内部，夏季再把地下 的冷量转移到建筑物内部，只是冬夏两季工作的 温度范围不同而已。
热泵基本知识
热泵(Heat Pump)，又称冷机(Refrigerator)，将能量由低温处（低温热库）传送到高温处（高温热库）的装置。
且它提供给温度高的地方的能量和要大于它运行所需要的能量。
利用低沸点液体经过节流阀减压后蒸发时，从低温物体吸收热量，然后将蒸汽压缩，使温度升高，经过冷凝器时放出吸收的热量而液化，如此循环工作能不断把热量从温度较低的物体转移给温度较高的物体，可将此热量用于加热、干燥等设备中。
目录1基本定义2主要分类3工作原理4发展历史5水源热泵61基本定义编辑本段热泵将低温热源的热量转移到温度高于环境温度的物体，从而获得热量的机器和设备。
在空气调节设备中热泵的工作过程与制冷机相仿，但它是向高于环境温度的物体供给热量,例如向建筑物供暖、供应生活或某些生产过程用的热水等。
热泵的低温热源最常用的是环境介质（空气或地面水）的热量，也可用地热或生产过程中排出的废汽、废水和废油等的热量。
热泵(Heat Pump)是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置，也是是全世界倍受关注的新能源技术。
它不同于人们所熟悉的可以提高位能的机械设备——“泵”；热泵通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。
蒸汽喷射热泵（又称汽汽引射器、蒸汽喷射器，蒸汽喷射式热泵），它广泛应用于纺织、造纸、石油、化工、热电、橡塑、包装、电力等以蒸汽作为动力的工业中，主要用来促进蒸汽循环，提高低压蒸汽压力。
这些行业的企业由于在生产过程中产生低压蒸汽，在一个生产厂或车间中可存在多种等级压力的蒸汽，蒸汽喷射热泵可利用高压蒸汽节流的可用能，提高低压蒸汽的压力，用高压蒸汽能量回收放失的低压蒸汽，回收高温凝结水汽，回收高温凝结水的闪蒸汽等，从而将不同等级压力的蒸汽综合利用，达到显著的节能效果。
2主要分类编辑本段2.1按热源获取来源的种类分水源热泵，地源热泵，空气源热泵，双源热泵（水源热泵和空气源热泵结合）2.2按加热方式分直热式热泵直热式设备是直接补热水到热水水箱，即使遇到峰值最大用水量，客户用水温度不受任何影响。
几种热泵的应用发展及技术特点分析
几种热泵的应用发展及技术特点分析热泵是一种能够将低温热能转换为高温热能的装置，广泛应用于供暖、供冷、热水供应等领域。
随着能源短缺和环境污染问题的日益严重，热泵技术得到了广泛关注和应用。
下面将从应用发展和技术特点两个方面进行分析。
一、热泵的应用发展1.供暖领域：热泵在供暖领域的应用发展迅速。
传统的供暖方式主要依靠燃煤、燃油、天然气等化石能源，对环境造成严重污染。
而热泵利用地热、空气、水等可再生能源，能够有效地降低供暖成本，减少碳排放，具有较大的应用潜力。
2.供冷领域：热泵在供冷领域的应用也越来越广泛。
传统供冷方式主要依靠空调机组，但其耗能量大、耗电高、对环境污染严重。
而热泵通过制冷循环，将低温热能转换为高温热能，从而实现空调供冷。
热泵空调的节能效果明显，具有广阔的市场前景。
3.热水供应领域：热泵在热水供应领域也有着重要的应用。
传统的热水供应方式主要依靠燃煤、燃气等能源，污染严重且能源利用率低。
而热泵通过吸收低温环境的热能，通过压缩循环提升温度，将低温热能转化为高温热能，从而实现热水供应。
二、热泵的技术特点1. 能效高：热泵具有高能效的特点。
热泵根据能源输入和热能输出的比值来衡量能效，通常用COP（Coefficient of Performance，性能系数）来表示。
热泵的COP通常在2-4之间，即能够通过消耗1单位的能量，获得2-4单位的热能输出。
相比之下，传统燃煤、燃油锅炉的能效只有0.9-1.2，热泵的能效明显更高。
2.环保节能：热泵利用可再生能源进行运作，能够显著降低对化石燃料的依赖，减少碳排放和空气污染。
同时，热泵具有加热效益高、能源利用率高、不产生废气、低噪音等优点，对环境友好。
4.技术成熟稳定：热泵技术经过多年的发展，已经相对成熟和稳定。
各类热泵设备在性能、运行稳定性、系统控制等方面都有了较大的突破和改进，能够满足各类应用的需求。
因此，热泵作为一种高效环保的能源利用方式，具有广泛的应用前景。
空调热泵节能技术介绍
为室内提供舒适的温度。
热水供应
02
热泵可以用于提供生活热水，通过吸收低位热源中的热量，将
水加热至所需温度。
工业领域Βιβλιοθήκη 03在需要高温工艺流程的工业领域，如印染、化工等，热泵可以
用于提供工艺热水或进行烘干等操作。
03
空调热泵节能技术
节能技术概述
节能技术定义
节能技术是指通过采用先进的技术手段或管理方法，提高能源利用效率，减少能源消耗， 以实现节约能源、降低成本、保护环境的目的。
和地源热泵等类型。
空气源热泵利用室外空气作为 低位热源，通过冷凝器和蒸发
器实现热量的转移。
水源热泵利用地下水、河流、 湖泊等水源作为低位热源，通 过水循环实现热量的转移。
地源热泵利用地下土壤作为低 位热源，通过地埋管换热器实
现热量的转移。
热泵的应用场景
空调系统
01
热泵用于提供冷暖空调，通过吸收室外空气或水源中的热量，
04
热泵技术的发展趋势与挑战
技术发展趋势
高效化
随着技术的不断进步，热泵系统 的效率越来越高，能够更有效地
利用能源，降低运行成本。
智能化
随着物联网和人工智能技术的发 展，热泵系统逐渐实现智能化控 制，能够根据实际需求自动调节 运行状态，提高舒适度和节能效
果。
多元化
热泵技术的应用领域不断扩大， 不仅局限于空调和采暖领域，还 涉及到热水供应、工业用热等领
空调热泵节能技术介绍
• 引言 • 热泵工作原理 • 空调热泵节能技术 • 热泵技术的发展趋势与挑战 • 结论
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引言
背景与意义
能源危机
随着全球能源需求的不断增长， 化石燃料等不可再生能源日益减 少，能源危机成为全球面临的重 要问题。
6 第四章-热泵节能技术
空气源热泵在5℃环境效果偏 低,地源水源热 泵不影响
空气源热泵在 -5℃环境效果 偏低,地源水 源热泵不影响
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2.1 空气源热泵
原理
其工作原理是将空气中的能量吸收，变成热量转移到水箱中，把水 加热起来，同时把失去大量能量的低温空气释放到厨房，用于厨房制冷。 空气在失去能量降低温度的同时，大量的水蒸气被冷凝，因而释放的冷 气湿度大大降低，相当于具有除湿的效果。因此该产品集节能中央热水、 厨房（卫生间）制冷、局部除湿功能于一体，大大挺高的产品的性价比 和使用性能。
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1980年上海冷气机厂为上海美术工艺服务部建造一台空气—空气式 电动热泵装置，成功地为面积1200m2的营业厅供暖和制冷。
山西省科学技术情报研究所刘慧敏等人先后编辑出版热泵译文集两集， 为广泛宣传介绍国外热泵节能先进技术起到推动作用。
自1981年开始中国制冷学会召开两年一度的余热（低势能）制冷和 热泵学术会议，促进了我国热泵技术的研究和推广。
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1.2 热泵主要功能与特点
（1）功能 通过作功使热量从低温介质流向高温介质，如同水泵。
（2）特点 一机两用：热泵能满足建筑空调冬季供热和夏季供冷 环保：削减燃煤锅炉，减少CO2排放 节能：效率高，运行费用低 可持续发展-利用的低温热能属于可再生的能源 均衡用电负荷：冬夏两季使用，有利于电网削峰填谷
3、运行成本低：阳光较好时，运行费用高于太阳能；在阴雨天和夜晚，热效 率远远高于太阳能的电辅助加热。全年平均，常规太阳能辅助系统全年耗能比 产品全年总耗能还要高出很多。
4、安装方便：空气源热泵占地空间很小，外行与空调室外机相似。
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与锅炉相比：
1、热效率高：产品热效率全年平均在300%以上，而锅炉的热效 率不会超过100%。 2、运行费用低：与燃油、燃气锅炉相比，全年平均可节约70%的 能源。 3、环保：热泵产品无任何燃烧排放物，制冷剂选用环保制冷剂， 对臭氧层零污染，是较好的环保型产品。 4、运行安全，无需值守：与燃料锅炉相比，运行绝对安全，而且 全自动控制，无需人员值守，可节省人员成本。 5、模块式安装，便于增添设备：产品采用多台机组并联的安装模 式，当用户用水量增大时，可随时增添设备。
热泵的几种分类
根据热泵所利用能源的不同，热泵可作如下分类：一、空气源热泵以空气作为“源体”，空气源热泵，通过冷媒作用，进行能量转移。
目前的产品主要是家用热泵空调器、商用单元式热泵空调机组和热泵冷热水机组。
热泵空调器已占到家用空调器销量的40—50%，年产量为400余万台。
热泵冷热水机组自90年代初开始，在夏热冬冷地区得到了广泛应用，据不完全统计，该地区部分城市中央空调冷热源采用热泵冷热水机组的已占到20—30%，而且应用范围继续扩大并有向此移动的趋势。
二、水源热泵以地下水作为冷热"源体"，在冬季利用热泵吸收其热量向建筑物供暖，在夏季热泵将吸收到的热量向其排放、实现对建筑物供冷。
虽然目前空气能热泵机组在我国有着相当广泛的应用，但它存在着热泵供热量随着室外气温的降低而减少和结霜问题，而水源热泵克服了以上不足，而且运行可靠性又高，近年来国内应用有逐渐扩大的趋势。
三、地源热泵地源热泵是以大地为热源对建筑进行空调的技术，冬季通过热泵将大地中的低位热能提高对建筑供暖，同时蓄存冷量，以备夏用；夏季通过热泵将建筑物内的热量转移到地下对建筑进行降温，同时蓄存热量，以备冬用。
由于其节能、环保、热稳定等特点，引起了世界各国的重视。
欧美等发达国家地源热泵的利用已有几十年的历史，特别是供热方面已积累了大量设计、施工和运行方面的资料和数据。
四、复合热泵为了弥补单一热源热泵存在的局限性和充分利用低位能量，运用了各种复合热泵。
如空气-空气热泵机组、空气-水热泵机组、水-水热泵机组、水-空气热泵机组、太阳-空气源热泵系统、空气回热热泵、太阳-水源热泵系统、热电水三联复合热泵、土壤-水源热泵系统等。
1、太阳-空气热源热泵系统太阳-空气热源热泵系统是在传统的空气热源热泵系统的基础上，利用太阳能热源而新开发的系统。
它可以制冷、供热、供生活热水，是一种利用自然能源、无污染、适用性广、效率高的新型冷热源系统。
2、土壤-水热泵系统土壤-水热泵（下称土壤热泵）可利用低品位的土壤热能提供热水或向建筑物供暖。
热泵技术
热泵技术热泵机组由于其具有节能、环保及冷暖联供等优点，目前在国内广泛应用。
是以消耗一部分低品位能源（机械能、电能或高温热能）为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。
其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。
由于热泵能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质（地下水、地表水、土壤和室外空气等）中储存的能量的重要途径。
1. 热泵技术的工作原理热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。
人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。
而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，提供可被人们所用的高品位热能的装置。
热泵是一种将低温热源的热能转移到高温热源的装置。
通常用于热泵装置的低温热源是我们周围的介质——空气、河水、海水，或者是从工业生产设备中排出助工质，这些工质常与周围介质具有相接近的温度。
热泵装置的工作原理与压缩式制冷机是一致的；在小型空调器中，为了充分发挥它的效能，在夏季空调降温或在冬季取暖，都是使用同一套设备来完成的。
在冬季取暖时，将空温器中的蒸发器与冷凝器通过一个换向阀来调换工作，在夏季空调降温时，按制冷工况运行，由压缩机排出的高压蒸汽，经换向阀(又称四通阀)进入冷凝器，制冷剂蒸汽被冷凝成液体，经节流装置进入蒸发器，并在蒸发器中吸热，将室内空气冷却，蒸发后的制冷剂蒸汽，经换向阀后被压缩机吸入，这样周而复始，实现制冷循环。
在冬季取暖时，先将换向阀转向热泵工作位置，于是由压缩机排出的高压制冷剂蒸汽，经换向阀后流入室内蒸发器(作冷凝器用)，制冷剂蒸汽冷凝时放出的潜热，将室内空气加热，达到室内取暖目的，冷凝后的液态制冷剂，从反向流过节流装置进入冷凝器(作蒸发器用)，吸收外界热量而蒸发，蒸发后的蒸汽经过换向阀后被压缩机吸入，完成制热循环。
这样，将外界空气(或循环水)中的热量“泵”入温度较高的室内，故称为“热泵”。