关于热泵，你知道它的机理吗？你知道它的分类吗？别着急，今天我们一起来看。
热泵的机理和分类
1.原则
热泵的作用是从周围环境中吸收热量，并传递给被加热的物体。
与冰箱相比:
相同点:都是按照热机的逆循环工作
区别:工作温度范围不同。
TA是环境温度，T0是低温物体的温度，th是高温物体的温度。
根据热力学第二定律，以高能量为补偿条件，热量可以从低温物体传递到高温物体。因此，在热泵循环中，为了向被加热物体供热，必须消耗功。
2.蒸汽压缩热泵工作原理图
3.蒸汽压缩
蒸汽压缩热泵的理论循环是基于有温差传热的两相区逆卡诺循环。
布雷顿循环
1.布拉格顿热泵循环。
1844年，J.Gorrie用空气体作工质制成了气体压缩制冷机。
最早的空气体制冷机是闭式布雷顿循环。
2.布雷顿循环
3.布雷顿热泵的理论循环应满足以下条件:
气体在压缩机和膨胀机中的压缩和膨胀过程是等熵过程；
气体、被冷却的物体和被加热的物体必须在没有温差的情况下相互传热；
不考虑气体在高压换热器和低压换热器中的流动阻力损失。
斯特林循环
斯特林在1816年申请了“外燃发动机”的专利，这种发动机最初用于热机。
外燃发动机，也称为斯特林发动机
斯特林循环由两个等温过程和两个等容过程组成。
斯特林循环是一个非常有意义的循环。理想的斯特林在相同的温度范围内可以具有与逆卡诺循环相同的加热性能系数。
事实上，理论上的斯特林循环很难实现，主要表现在以下几个方面:
活塞的运动应该是间歇的，这是很难实现的；
回热器应无阻力，其热交换效率应为100%。
与外部热源的热交换被认为是没有温差的理想过程。
吸收式热泵的理论循环
与蒸汽压缩式热泵不同，压缩式热泵消耗机械功，而吸收式消耗热能。
1.压缩式和吸收式制冷热泵性能系数的比较
2.带溶液热交换器的吸收式热泵示意图
3.有无溶液热交换器的吸收式热泵热力性能比较。
蒸汽喷射热泵的理论循环
蒸汽喷射热泵和吸收式热泵一样，是一种利用热能从低位热源提取热量进行加热的装置。它具有结构简单、几乎没有机械运动部件、价格低廉、操作方便、经久耐用等优点。因此，虽然喷射式热泵的热效率较低，但仍然引起人们的兴趣。
1.蒸汽喷射热泵系统
2.喷射热泵的理论循环压力焓图。
热电热泵
热电热泵(又称热电热泵和帕尔贴热泵)是基于帕尔贴效应的原理。当N型半导体(电子型)和N型导体(空空腔型)连接成一对时，DC电源连接到这个电路，电流流动，发生能量转移，热量在一个连接器处释放，在另一个连接器处吸收。这种现象被称为珀尔帖效应。
1.热电热泵示意图
化学热泵
1.定义
化学热泵是一种新型热泵。所谓化学热泵，广义上是指利用化学现象的热泵。狭义上是指利用热化学反应的热泵。通常有三种类型的实际化学热泵。
再生型
增热型
升温型
2.回热式热泵工作状态图
3.加热化学热泵
4.加热化学热泵示意图。
分类
1、根据工作原理
(1)蒸汽压缩式
它通常在由压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器组成的系统中循环，通过工质的状态变化和相变，将低品位热能“抽”到高品位温度区。
(2)气体压缩型
与蒸汽压缩热泵的区别在于，这种热泵中的工质始终以气态循环，没有相变。
(3)蒸汽喷射型
机械压缩机由蒸汽喷射泵代替，其它工作原理与蒸汽压缩式相同。
吸收消耗高品位热能，实现低品位热能向高品位转移的目的。
第一种(加热型):加热的温度低于驱动热源的温度，目的是增加加热能力。
第二种(加热型):加热的温度高于驱动热源的温度，目的是提高温度。
热电利用的是帕尔贴效应，即当直流电通过由两种不同导体组成的电路时，会在电路的两个连接端之间产生温差。
优点:无运动部件，运行可靠，使用寿命长，控制调节方便，振动小，噪音低，无环境污染。
缺点:热电堆组件成本高，效率低。
化学热泵是利用吸收、吸附、浓差等化学反应原理制成的热泵。目前还在研究阶段。
2、按热源分
热泵的热源通常是低品位的，可分为:
空气体
地表水、地下水、城市自来水
土地
太阳能/太阳能
废热(水、气)
3、按目的分
住宅用，制热量1~70kw。
对于商业和农业用途，供热能力为2 ~ 120千瓦。
工业用，制热量0.1~10MW。
工业用途可进一步分为干燥用途、过程浓缩、蒸馏等。
4、根据加热温度
低温热泵，加热温度
高温热泵，加热温度>；100℃
5、根据驾驶模式。
电动机
热力驱油
例如吸收式热泵和蒸汽喷射热泵
发动机传动
例如内燃机、汽轮机驱动装置
6、根据热源和加热介质的组合。
空燃气-空燃气热泵
空燃气-水热泵
水-水热泵
水/燃气热泵
土壤空空气热泵
土壤-水热泵
7.根据热泵的功能
简单加热
交替冷却和加热
同时冷却和加热
8、根据压缩机类型
往复活塞
涡流型
滚动转子型
螺旋式
柴油机驱动离心水泵
9、按热泵机组的安装形式分
单元热泵机组
分体式热泵机组
现场安装的热泵机组
10、根据热度提升。
主热泵
利用天然气能源和室外空气体、地表水、地下水或土壤作为热源。
次级热泵(次级热泵)
以排放的废水、废气和余热为热源。
三级热泵
与一级或二级热泵结合，将前一级热泵产生的热量再次加热。
系统基本图
1.热泵的基本循环
封闭式蒸汽压缩循环
带有热交换器的机械蒸汽再压缩循环
开放式蒸汽再压缩循环
热驱动兰金循环
2、闭式蒸汽压缩循环
它在HVAC和工业过程中是最常见的，并且使用常规的独立制冷循环。
3.带有热交换器的机械蒸汽再压缩循环
工艺蒸汽被压缩到足以在工艺中直接使用的温度和压力。这种循环的典型应用是蒸发器(浓缩器)和蒸馏塔。
4.开放式蒸汽再压缩循环
这种循环的典型应用是在工业设备中用较低的压力泵送一些过剩的蒸汽到所需的较高压力值。
5.热驱动兰金循环
适用于大量余热价格昂贵的场合。通常关闭。
几种类型的热泵
1.空燃气-空燃气热泵
2.空燃气-空燃气热泵
最普通类型的热泵特别适用于工厂制造的单元热泵。它也广泛应用于家庭和商业。
在这种热泵中，热源(制冷运行时的冷却介质)和用于加热(冷却)的介质都是空气体。内部切换可以通过电机驱动和手动操作的换向阀进行，以便可以在调节空之间获得热量或冷量。
在该系统中，一个热交换盘管充当蒸发器，另一个充当冷凝器。在加热循环期间，调节的空空气流过冷凝器，室外空空气流过蒸发器。当工质反转时，就变成了制冷循环。调节后的空空气流过蒸发器，室外空空气流过冷凝器。
3.空燃气-水热泵
热泵冷水机组的常见类型。制热与制冷循环的切换是通过换向阀改变热泵工质的流向来实现的。
4.水空燃气热泵
热源是水(制冷运行时的冷源)，用于加热(冷)的介质是空气体。
5.水-水热泵
通过切换工作介质回路来实现加热或冷却操作。为了避免污染闭式冷水系统，必须通过热交换器间接供水或使用闭式循环的冷凝水系统。
6.接地耦合型
使用土壤作为热源和冷却材料。
地下盘管热泵工质直接膨胀的形式
土壤耦合热泵的加热介质为空气体，换热效果与气体的种类、含水率、成分、密度以及是否均匀靠近换热面有关。
管材的腐蚀，局部的沙子，地下水都会影响传热和使用寿命。
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