制冷循環(huán)及熱泵要點(diǎn)：1、制冷循環(huán)2、熱泵3、熱泵實例講解4、發(fā)展趨勢前言能量轉(zhuǎn)換裝置制冷循環(huán)與熱泵區(qū)別熱能動力裝置：把熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能供人們利用能量轉(zhuǎn)換裝置制冷循環(huán)與熱泵區(qū)別制冷裝置和熱泵：消耗外部機(jī)械功（或其他形式能量），

以實現(xiàn)熱能由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移，是一種逆向循環(huán)制冷循環(huán)：目的是從低溫?zé)嵩矗ㄈ缋鋷欤┎粩嗳∽邿崃?，以維持其低溫?zé)岜茫耗康氖窍蚋邷匚矬w（如供暖建筑物）提供熱量，以保持其高溫制冷循環(huán)及熱泵熱力學(xué)本質(zhì)是相同，都是使熱量從低溫物體傳向高溫物體。制冷及熱泵循環(huán)經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)：TOC\o"1-5"\h\z,q3+q8H=L=￡+〉33netnet式中，￡,-熱泵供暖系數(shù)（熱泵工作性能系數(shù)COP’）;￡-制冷循環(huán)制冷系數(shù)（制冷裝置工作性能系數(shù)COP）;qH-供給室內(nèi)空氣熱量；q「取自環(huán)境介質(zhì)熱量；\et-供給系統(tǒng)凈功。制冷循環(huán)制冷系統(tǒng)工作原理，制冷系統(tǒng)（壓縮式制冷）一般由四部分組成：壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過程為：低溫低壓液態(tài)制冷劑（例如氟利昂），首先在蒸發(fā)器（例如空調(diào)室內(nèi)機(jī)）里從高溫?zé)嵩矗ɡ绯乜諝猓┪鼰岵饣傻蛪赫魵狻Ｈ缓笾评鋭怏w在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高溫高壓蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫?zé)嵩矗ɡ缋鋮s水）冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件（毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等）節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此就完成一個制冷循環(huán)?！赶臋C(jī)械功：壓縮氣體、壓縮蒸氣消耗熱能：吸收式制冷循環(huán)分類-消耗高壓蒸氣：氣流引射式消耗電能：熱電制冷（半導(dǎo)體）壓縮空氣制冷循環(huán)圖中Tc為冷庫中需要保持溫度，To為環(huán)境溫度。從冷庫出來空氣（狀態(tài)1），T1二1。；進(jìn)入壓氣機(jī)后被絕熱壓縮到狀態(tài)2,此時溫度已高于To；然后進(jìn)入冷卻器，在定壓下將熱量傳給冷卻水，達(dá)到狀態(tài)3，T3二To；再導(dǎo)入膨脹機(jī)絕熱膨脹到狀態(tài)4,此時溫度已低于Tc；最后進(jìn)入冷庫，在定壓下自冷庫吸收熱量，回到狀態(tài)1，完成循環(huán)。吸收式制冷循環(huán)吸收式制冷循環(huán)利用制冷劑在溶液中不同溫度下具有不同溶解度特性，使制冷劑在較低溫度和壓力下被吸收劑（即溶劑）吸收，同時又使它在較高溫度和壓力下從溶液中蒸發(fā)，完成循環(huán)實現(xiàn)制冷目。下面以溴化鋰為吸收劑、水作制冷劑吸收式制冷循環(huán)為例進(jìn)行說明。圖3吸收式制冷循環(huán)流程圖從冷凝器流出飽和水經(jīng)節(jié)流閥降壓降溫，形成干度很小濕飽和蒸汽。進(jìn)入蒸發(fā)器從冷庫吸熱，定壓汽化，成為干度很大濕飽和蒸汽或干飽和蒸汽，送入吸收器。及此同時，蒸汽發(fā)生器中因水蒸發(fā)而濃度升高溴化鋰溶液經(jīng)減壓閥后也流入吸收器，吸收從蒸發(fā)器來飽和水蒸氣，生成稀溴化鋰溶液，吸收過程中放出熱量由冷卻水帶走。稀溴化鋰溶液由溶液泵加壓送入蒸汽發(fā)生器并被加熱。由于溫度升高，水在溴化鋰溶液中溶解度降低，蒸汽逸出液面形成及溶液平衡較高壓力、較高溫度水蒸氣。水蒸氣進(jìn)入冷凝器，放熱凝結(jié)成飽和水，完成循環(huán)。

二、熱泵熱泵(HeatPump)是一種將低位熱源熱能轉(zhuǎn)移到高位熱源裝置，也是全世界倍受關(guān)注新能源技術(shù)。它不同于人們所熟悉可以提高位能機(jī)械設(shè)備—一“泵”；熱泵通常是先從自然界空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，然后再向人們提供可被利用高品位熱能。熱泵系統(tǒng)工作原理及制冷系統(tǒng)工作原理是一致。通常熱泵供暖系數(shù)為3-4左右，也就是說，熱泵能夠?qū)⒆陨硭枘芰?到4倍熱能從低溫物體傳送到高溫物體。所以熱泵實質(zhì)上是一種熱量提升裝置，工作時它本身消耗很少一部分電能，卻能從環(huán)境介質(zhì)(水、空氣、土壤等)中提取4-7倍于電能裝置，提升溫度進(jìn)行利用，這也是熱泵節(jié)能原因。歐美日都在競相開發(fā)新型熱泵。據(jù)報導(dǎo)新型熱泵供暖系數(shù)可6到8。如果這一數(shù)值能夠得到普及話，這意味著能源將得到更有效利用。熱泵分類如下:「空氣源熱泵按蒸發(fā)器中熱源-水源熱泵：地下水源熱泵、地表水源熱泵種類不同-地源熱泵：土壤源熱泵-復(fù)合熱泵：太陽空氣源、太陽水源、土壤水源「蒸氣壓縮式：通過工質(zhì)相變實現(xiàn)-氣體壓縮式：工質(zhì)始終是氣體，無相變按工作原理不同-吸收式：水溴化鋰、氨水-蒸汽噴射式-熱電勢-化學(xué)熱泵三、熱泵循環(huán)實例3.1、回收循環(huán)水余熱熱泵供熱系統(tǒng)背景：能源危機(jī)已逐漸成為全球所面臨重要問題。由于煤炭、石油、天然氣等儲量有限以及燃用這些能源所帶來環(huán)境問題，近年來人們越來越重視能量梯級利用及余熱回收。我國北方城市季節(jié)性特征明顯，采暖期一般為4~6個月，因此該地區(qū)采暖供熱需求較大，利用大型區(qū)域性熱電廠進(jìn)行集中供熱，可節(jié)約能源、減少環(huán)境污染，具有較高熱經(jīng)濟(jì)性，成為我國北方地區(qū)冬季供熱主要方式。汽輪機(jī)85MPa1C抽汽I55r熱網(wǎng)地網(wǎng)加塊器熱力系統(tǒng)圖4傳統(tǒng)供熱方式調(diào)節(jié)抽汽式供熱機(jī)組已成為我國集中供熱主力機(jī)組。如圖4所示，傳統(tǒng)供熱方式中，汽輪機(jī)抽汽直接進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器中，將熱網(wǎng)水從55℃加熱至130℃左右。從能量梯級利用角度來看，其存在問題主要有：直接利用汽輪機(jī)抽汽（溫度高達(dá)230℃）在熱網(wǎng)加熱器中加熱熱網(wǎng)返回水，將熱網(wǎng)返回水從55℃左右加熱到130℃左右，熱網(wǎng)加熱器中換熱溫差大，存在很大不可逆損失，抽汽熱能并沒有得到高效利用；汽輪機(jī)排汽潛熱在凝汽器中被循環(huán)水帶走，并最終散失于環(huán)境中，循環(huán)水余熱沒有得到有效利用。為此引入熱泵供熱。ff水品口水入口如圖5所示，在熱泵供熱方式中，先利用部分汽輪機(jī)抽汽驅(qū)動溴化鋰吸收式熱泵，將熱網(wǎng)返回水從55℃加熱至80℃，同時回收部分循環(huán)水余熱，而后再利用汽輪機(jī)抽汽在峰載加熱器中將熱網(wǎng)水從80℃加熱至130℃。吸收式熱泵能夠有效利用低品位熱能，例如太陽能、地?zé)崮芎凸に噺U熱等，具有對環(huán)境污染小優(yōu)點(diǎn)。將電站循環(huán)水作為低溫?zé)嵩?，利用吸收式熱泵提高其品位，可實現(xiàn)向用戶供熱，一方面回收了循環(huán)水余熱，提高供熱系統(tǒng)供熱量，解決供熱系統(tǒng)供需矛盾；另一方面，進(jìn)入熱網(wǎng)加熱器熱網(wǎng)水溫度升高，熱網(wǎng)加熱器中不可逆損失減少，抽汽熱能得到了有效利用。圖6回收循環(huán)水余熱的熱泵供熱系統(tǒng)溴化鋰吸收式熱泵是利用溴化鋰溶液吸收特性，實現(xiàn)熱量從低溫?zé)嵩聪蚋邷責(zé)嵩磦鬟f。如圖6所示，利用汽輪機(jī)部分抽汽，將進(jìn)入發(fā)生器(G)溴化鋰稀溶液11加熱，水汽化后，溴化鋰稀溶液變?yōu)闈馊芤?2。溴化鋰濃溶液通過溶液熱交換器預(yù)熱進(jìn)入發(fā)生器稀溶液10，而后進(jìn)入吸收器(A),在其中吸收來自蒸發(fā)器(E)水蒸氣17而變成稀溶液9。在吸收過程中放出熱量用于加熱熱網(wǎng)水1，溴化鋰稀溶液9被泵打入發(fā)生器，從而完成溶液循環(huán)。發(fā)生器中受熱汽化水蒸氣14則進(jìn)入冷凝器(C)被冷凝成水，其放出熱量也被用于加熱熱網(wǎng)水。冷凝器內(nèi)凝結(jié)形成水15節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器，在其中被循環(huán)水加熱成飽和蒸汽17，而后進(jìn)入吸收器，被從發(fā)生器來濃溶液13吸收，如此反復(fù)循環(huán)。熱網(wǎng)返回水則依次在吸收器、冷凝器和峰載加熱器內(nèi)吸熱，而后給熱用戶供熱?！笩峋W(wǎng)水循環(huán)：1A2c341-溴化鋰溶液循環(huán)：91011G1213A9五個循環(huán)--蒸汽循環(huán)：17A91011G14C1516E17-循環(huán)水：18E1918一汽輪機(jī)抽汽：5G65「蒸發(fā)器：利用循環(huán)水的余熱將濕飽和蒸汽加熱為干飽和蒸汽吸收器：溴化鋰濃溶液吸收水蒸氣過程中放出的熱量用于加熱熱網(wǎng)水五個部件-—蒸汽發(fā)生器：利用汽輪機(jī)部分抽汽加熱溴化鋰溶液，使汽液分離溶液熱交換器：流出吸收器的稀溶液與流出發(fā)生器的濃溶液進(jìn)行熱交換冷凝器：發(fā)生器產(chǎn)生的過熱水蒸氣在冷凝器中凝結(jié)，放出的熱量用于加熱熱網(wǎng)水基于真空閃蒸閃凝-熱泵發(fā)電廠深度節(jié)能、節(jié)水技術(shù)(通過脫硫漿液回收煙氣余熱)回收濕法脫硫后煙氣中水蒸氣和潛熱具有節(jié)能、節(jié)水和環(huán)保多重效益。山東大學(xué)燃煤污染物減排國家工程實驗室提出真空閃蒸閃凝-熱泵技術(shù)(簡稱“FEC-HP”技術(shù))克服了煙氣余熱回收技術(shù)難題，最大限度地

回收了了煙氣余熱和水。圖7FEC-HP匚藝系統(tǒng)圖回收了了煙氣余熱和水。圖7FEC-HP匚藝系統(tǒng)圖工藝系統(tǒng)圖如圖7所示，在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)基礎(chǔ)上附加一套漿液真FlueGn*HutItlllluflon空閃蒸閃凝裝置（FEC）和熱泵系統(tǒng)（HP）,部分脫硫漿液被循環(huán)漿液泵抽出后進(jìn)入真空閃蒸閃凝裝置發(fā)生低溫閃蒸，未發(fā)生閃蒸冷漿液重新被噴入脫硫吸收塔及煙氣接觸換熱，將煙氣溫度進(jìn)一步降低，漿液吸收溫度后繼續(xù)進(jìn)行下一步循環(huán)。在FEC裝置中，發(fā)生閃蒸水分蒸發(fā)得到閃蒸蒸汽，遇冷發(fā)生閃凝得到凈化水，同時釋放凝結(jié)潛熱被熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器吸收，經(jīng)過熱泵提溫提質(zhì)后可以用于預(yù)熱空氣、對外供熱以及煙氣再熱。利用方式一：集中供熱，如圖8所示。及3.1區(qū)別是，循環(huán)水變成了脫硫漿液，分析方法是一樣。

圖8FEC-HP供熱方式汽輪機(jī)必8Mpa,3圖8FEC-HP供熱方式汽輪機(jī)必8Mpa,3281c抽汽.^脫籟漿液熱泵夕F口脫碎漿液入口峰載加捷器一一皿」130C熱網(wǎng)供水*利用方式二：前置式空氣預(yù)熱器，如圖9所示。及3.1區(qū)別是，熱網(wǎng)水變成了空氣，循環(huán)水變成了脫硫漿液，分析方法是一樣。圖9非旁路煙氣系統(tǒng)熱泵其他應(yīng)用1、煙氣余熱回收（吸收式熱泵）2、鋼鐵企業(yè)爐渣余熱利用（吸收式熱泵）3、工業(yè)園區(qū)空調(diào)冷熱源系統(tǒng)（地源熱泵、水源熱泵）4、建筑設(shè)計中暖通節(jié)能技術(shù)（暖通空調(diào)）5、水源熱泵+冰蓄冷系統(tǒng)作為獨(dú)特空調(diào)冷熱源形式在商業(yè)建筑中應(yīng)用（水源熱泵）6、基于地源熱泵鐵路道岔融雪系統(tǒng)（地源熱泵）7、太陽能光伏光熱恒溫泳池系統(tǒng)（空氣源熱泵）8、蓄熱型太陽能熱泵LPG氣化系統(tǒng)在住宅小區(qū)應(yīng)用（太陽能熱泵）9、礦井降溫及熱能利用一體化（某種熱泵）10、典型純電動汽車空調(diào)系統(tǒng)11、天然氣和熱泵替代燃煤供暖（空氣源熱泵）12、城市污水源熱泵在建筑節(jié)能中應(yīng)用（污水源熱泵）13、醫(yī)院地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)（地源熱泵）14、城市污水處理廠利用產(chǎn)出沼氣驅(qū)動熱泵以回收污水中余熱（沼氣機(jī)熱泵）15、熱泵節(jié)能型烤煙技術(shù)16、吸收式熱泵在染紗廠廢水余熱回收中應(yīng)用（吸收式熱泵）四、發(fā)展過程及趨勢熱泵技術(shù)是近年來在全世界非常受關(guān)注新能源技術(shù)?！盁岜谩笔且环N能從自然界空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過電力做功，提供可被人們所用高品位熱能裝置?？v觀熱泵技術(shù)歷史發(fā)展?fàn)顩r，可以看出所有熱泵科技都及能源有著密不可分聯(lián)系，所以，一些自然資源十分缺少地區(qū)（比如歐洲、日本）十分看重?zé)岜眉夹g(shù)發(fā)展和研制，至今其技藝在世界仍舊數(shù)一數(shù)二。自1990年之后，熱泵技術(shù)研制便一直處于上升階段，在21世紀(jì)時表現(xiàn)尤為明顯，眾多國家因為能源不足所帶來壓力和本國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最終水平，成為研制熱泵技術(shù)最大動力。20世紀(jì)70年代以來，熱泵工業(yè)進(jìn)入了黃金時期，世界各國對熱泵研究工作都十分重視。諸如國際能源機(jī)構(gòu)和歐洲共同體，都制定了大型熱泵發(fā)展計劃。熱泵新技術(shù)層出不窮，熱泵用途也在不斷開拓，廣泛應(yīng)用于空調(diào)和工業(yè)領(lǐng)域，在能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)方面起著重大作用。相對世界熱泵發(fā)展，中國熱泵研究工作起步約晚20-30年左右。新中國成立后，隨著工業(yè)建設(shè)新高潮到來，熱泵技術(shù)才開始引入中國。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于中國沿海地區(qū)快速城市化、人均GDP增長等因素拉動了中國空調(diào)市場發(fā)展，促進(jìn)了熱泵在中國應(yīng)用越來越廣泛。經(jīng)過多年培育，中國熱泵行業(yè)開始從導(dǎo)入期轉(zhuǎn)入成長期。熱泵行業(yè)快速發(fā)展，一方面得益于能源緊張使得熱泵節(jié)能優(yōu)勢越來越明顯，另一方面及多方力量加入推動行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新有很大關(guān)系。隨著中央政府節(jié)能減排政策推進(jìn)和能源趨緊，尤其是電力短缺，全國各地方政府紛紛采取了許多積極有效措施來應(yīng)對，鼓勵使用熱泵產(chǎn)品就是其應(yīng)對措施之一，這些積極鼓勵政策給熱泵市場注入了活力，并在華東、華南、華北等地區(qū)形成了熱泵經(jīng)濟(jì)帶，熱泵市場悄然升溫。2009年7