热泵技术介绍课件

热泵技术发展史

在欧美发达国家，如澳大利亚、英国、法国、德 国、北欧和南欧的一些国家，热泵产品已经进入了 大多数家庭。 我国的热泵事业近几年已开始起步，而且发展势 头看好。目前，我国利用较多的是水源热泵，而用 空气源热泵制取生活用热水在国内近两年刚刚起步。 从2001年春天开始，澳大利亚康特姆公司在中国已 建成数十个地源和空气源热泵示范工程，收到了很 好的效果。
空气源热泵

概 述
空气源热泵是一种利用空气来进行热冷交换做为 热（冷）源的即可供热又可制冷的高效节能空调系统 。 它量大面广、无处不在。这种储存于地表浅层水中近 乎无限的能源，使得水中蕴含的能量成为清洁的，可 再生能源的一种形式。水源热泵通过输入少量的高品 位能源（如电能），实现低温位热能向高温位转移。 水分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源， 即在冬季，水源热泵把空气中的热量提取出来，供给 室内采暖；夏季，把室内的热量提取出来，释放到地 下。通常空气源热泵消耗1kW的能量，用户可以得到 3kW以上的热量或冷量。
热泵的种类
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根据热源和冷源的不同，热泵大致可以分为三种， 分别为：空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵。 三种热泵的根本区别在于，空气源热泵是以空气作 为“源体”，通过冷媒作用，进行能量转移；水源热泵以 地表或地下浅层水作为冷热“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；土壤源热泵是以大地为热源对 建筑进行供暖和制冷，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。
热泵技术简介
哈工大能源与环境工程中心 李炳熙
目录



前言 热泵技术发展史 热泵的种类 空气源热泵 水源热泵 土壤源热泵 结束语
前言

热泵是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低 品位热，经过电力做功，输出能用的高品位热的设备。 它是一种节能清洁的采暖空调一体化设备，按照取热来 源不同一般分为空气源、水源和土壤源热泵三种。 作为自然现象，正如水由高处流向低处那样，热量 也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器，如同把 水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把 热量从低温区抽吸到高温区。所以热泵实质上是一种热 量提升装置，热泵的作用是从周围环境中吸取热量，并 把它传递给被加热的对象（温度较高的物体），其工作 原理与制冷机相同，都是按照逆卡诺循环工作的。同时 热泵不是把电能转变成热能，少量电能只是用于提升热 的品位，所以热泵不是永动机。
空气源热泵
空气源热泵 空调系统
空气源热泵
空气源热泵中 央空调系统工 作原理图
空气源热泵
空气源热泵机 组工作原理图
空气源热泵

空气源热泵机组的结构和工作原理
如上图所示，空气源热泵机组主要由以下几部分组 成：压缩机，冷凝器，储液罐，干燥过滤器，膨胀阀， 吸热装置。 空气源热泵中央空调系统，是一种极为理想的供暖 /制冷方式，在寒冷地区室外最低适用温度可达-15℃， 可提供40℃--45℃的热水；在炎热地区室外最高适用温 度可达43℃，制冷室温可达24℃。该系统以空气作为热 源，在冬季，以低温热水为热媒，通过埋设在房间中央 的拼装地板和（或）风机盘管等散热器，均匀地向室内 以平面方式、对流方式散热，可迅速提高室温，提供舒 适的生活环境，克服了常规热源供暖方式对大气的污染， 减少了安全隐患。同时也避免了由常规燃气炉产生
热泵技术发展史

1948年小型热泵的开发工作有了很大的进展，家用 热泵和工业建筑用的热泵大批投放市场。 由于热泵可 以把制冷与采暖合用一套装置，而热泵若在电力充足而 电能价格又便宜的地区使用时，其运行费用甚低。因此， 用户对热泵产生兴趣，使热泵进入早期发展阶段。 20 世纪70年代初期，由于“能源危机”的出现，热泵 又以其回收低温废热，节约能源的特点，在产品经改进 后，重新登上历史舞台，受到了人们的青睐。例如美国， 热泵的产量从 1971年的8.2万套/年猛增至1976年的30 万套/年， 1977年再次跃升为50万套/年，而此时日本 后来居上，年产量已超过50万套。但热泵在世界范围内 的大规模商业应用是最近20年的事，如美国，截止1985 年全国共有14,000台地源热泵，而1997年就安装了45， 000台，到目前为止已安装了400，000台，而且每年以 10％的速度稳步增长。
空气源热泵
的高温水供暖致使居室装修的木地板因烘烤而翘曲变形 的问题，且经济性好；夏季，该装置通过换向阀，低压 侧的热交换器吸收房间空气中的热量，使房间降温，解 决了传统工质的空调机组在气温较高的情况下难以适应 的缺陷。 同时集空调、抽湿及供热水于一体，起到了目 前普通空调机组实现不了的作用。具有热感舒适、室温 稳定、节能、安全、方便管理等特点，是一种节能、环 保和安全的冷热功能合一的装置，也成为高档住宅的身 份象征。
前言

热泵在工作时，它本身消耗一部分能量，把环境介 质中贮存的能量加以挖掘，通过制冷剂循环系统提高温 度进行利用，而整个热泵装置所消耗的功仅为输出功中 一小部分，因此，采用热泵技术可以节约大量高品位能 源。
热泵技术发展史

热泵的理论起源于十九世纪早期卡诺的著作，他 在1824年发表关于卡诺循环的论文，这个理论经过30 年后，在1850年初开尔文（L.Kelvin）提出：冷冻装 置可以用于加热，之后许多科学家和工程师对热泵进 行了大量研究，这种研究持续了80年之久。1912年瑞 士的苏黎世已成功安装一套以河水作为低位热源的热 泵设备用于供暖，并以此申报专利，这就是早期的水 源热泵系统，也是世界上第一套热泵系统。 上世纪30年代，随着氟利昂制冷机的发展，热泵 有了较快的发展。特别是二战以后，工业经济的长足 发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺，促进 了大型供热及工业用热泵的发展。热泵工业在20世纪 40年代到50年代早期得到迅速发展，到1943年大型热 泵的数量已相当可观。