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

以實現熱能由低溫物體向高溫物體轉移，是一種逆向循環制冷循環：目的是從低溫熱源（如冷庫）不斷取走熱量，以維持其低溫熱泵：目的是向高溫物體（如供暖建筑物）提供熱量，以保持其高溫制冷循環及熱泵熱力學本質是相同，都是使熱量從低溫物體傳向高溫物體。制冷及熱泵循環經濟性指標：TOC\o"1-5"\h\z,q3+q8H=L=￡+〉33netnet式中，￡,-熱泵供暖系數（熱泵工作性能系數COP’）;￡-制冷循環制冷系數（制冷裝置工作性能系數COP）;qH-供給室內空氣熱量；q「取自環境介質熱量；\et-供給系統凈功。制冷循環制冷系統工作原理，制冷系統（壓縮式制冷）一般由四部分組成：壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器。其工作過程為：低溫低壓液態制冷劑（例如氟利昂），首先在蒸發器（例如空調室內機）里從高溫熱源（例如常溫空氣）吸熱并氣化成低壓蒸氣。然后制冷劑氣體在壓縮機內壓縮成高溫高壓蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內被低溫熱源（例如冷卻水）冷卻凝結成高壓液體。再經節流元件（毛細管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等）節流成低溫低壓液態制冷劑。如此就完成一個制冷循環。「消耗機械功：壓縮氣體、壓縮蒸氣消耗熱能：吸收式制冷循環分類-消耗高壓蒸氣：氣流引射式消耗電能：熱電制冷（半導體）壓縮空氣制冷循環圖中Tc為冷庫中需要保持溫度，To為環境溫度。從冷庫出來空氣（狀態1），T1二1。；進入壓氣機后被絕熱壓縮到狀態2,此時溫度已高于To；然后進入冷卻器，在定壓下將熱量傳給冷卻水，達到狀態3，T3二To；再導入膨脹機絕熱膨脹到狀態4,此時溫度已低于Tc；最后進入冷庫，在定壓下自冷庫吸收熱量，回到狀態1，完成循環。吸收式制冷循環吸收式制冷循環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，完成循環實現制冷目。下面以溴化鋰為吸收劑、水作制冷劑吸收式制冷循環為例進行說明。圖3吸收式制冷循環流程圖從冷凝器流出飽和水經節流閥降壓降溫，形成干度很小濕飽和蒸汽。進入蒸發器從冷庫吸熱，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，蒸汽發生器中因水蒸發而濃度升高溴化鋰溶液經減壓閥后也流入吸收器，吸收從蒸發器來飽和水蒸氣，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。水蒸氣進入冷凝器，放熱凝結成飽和水，完成循環。

二、熱泵熱泵(HeatPump)是一種將低位熱源熱能轉移到高位熱源裝置，也是全世界倍受關注新能源技術。它不同于人們所熟悉可以提高位能機械設備—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。熱泵系統工作原理及制冷系統工作原理是一致。通常熱泵供暖系數為3-4左右，也就是說，熱泵能夠將自身所需能量3到4倍熱能從低溫物體傳送到高溫物體。所以熱泵實質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，卻能從環境介質(水、空氣、土壤等)中提取4-7倍于電能裝置，提升溫度進行利用，這也是熱泵節能原因。歐美日都在競相開發新型熱泵。據報導新型熱泵供暖系數可6到8。如果這一數值能夠得到普及話，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：通過工質相變實現-氣體壓縮式：工質始終是氣體，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-化學熱泵三、熱泵循環實例3.1、回收循環水余熱熱泵供熱系統背景：能源危機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。我國北方城市季節性特征明顯，采暖期一般為4~6個月，因此該地區采暖供熱需求較大，利用大型區域性熱電廠進行集中供熱，可節約能源、減少環境污染，具有較高熱經濟性，成為我國北方地區冬季供熱主要方式。汽輪機85MPa1C抽汽I55r熱網地網加塊器熱力系統圖4傳統供熱方式調節抽汽式供熱機組已成為我國集中供熱主力機組。如圖4所示，傳統供熱方式中，汽輪機抽汽直接進入熱網加熱器中，將熱網水從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：直接利用汽輪機抽汽（溫度高達230℃）在熱網加熱器中加熱熱網返回水，將熱網返回水從55℃左右加熱到130℃左右，熱網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；汽輪機排汽潛熱在凝汽器中被循環水帶走，并最終散失于環境中，循環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，先利用部分汽輪機抽汽驅動溴化鋰吸收式熱泵，將熱網返回水從55℃加熱至80℃，同時回收部分循環水余熱，而后再利用汽輪機抽汽在峰載加熱器中將熱網水從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、地熱能和工藝廢熱等，具有對環境污染小優點。將電站循環水作為低溫熱源，利用吸收式熱泵提高其品位，可實現向用戶供熱，一方面回收了循環水余熱，提高供熱系統供熱量，解決供熱系統供需矛盾；另一方面，進入熱網加熱器熱網水溫度升高，熱網加熱器中不可逆損失減少，抽汽熱能得到了有效利用。圖6回收循環水余熱的熱泵供熱系統溴化鋰吸收式熱泵是利用溴化鋰溶液吸收特性，實現熱量從低溫熱源向高溫熱源傳遞。如圖6所示，利用汽輪機部分抽汽，將進入發生器(G)溴化鋰稀溶液11加熱，水汽化后，溴化鋰稀溶液變為濃溶液12。溴化鋰濃溶液通過溶液熱交換器預熱進入發生器稀溶液10，而后進入吸收器(A),在其中吸收來自蒸發器(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水1，溴化鋰稀溶液9被泵打入發生器，從而完成溶液循環。發生器中受熱汽化水蒸氣14則進入冷凝器(C)被冷凝成水，其放出熱量也被用于加熱熱網水。冷凝器內凝結形成水15節流后進入蒸發器，在其中被循環水加熱成飽和蒸汽17，而后進入吸收器，被從發生器來濃溶液13吸收，如此反復循環。熱網返回水則依次在吸收器、冷凝器和峰載加熱器內吸熱，而后給熱用戶供熱?！笩峋W水循環：1A2c341-溴化鋰溶液循環：91011G1213A9五個循環--蒸汽循環：17A91011G14C1516E17-循環水：18E1918一汽輪機抽汽：5G65「蒸發器：利用循環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水五個部件-—蒸汽發生器：利用汽輪機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生器的濃溶液進行熱交換冷凝器：發生器產生的過熱水蒸氣在冷凝器中凝結，放出的熱量用于加熱熱網水基于真空閃蒸閃凝-熱泵發電廠深度節能、節水技術(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能、節水和環保多重效益。山東大學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(簡稱“FEC-HP”技術)克服了煙氣余熱回收技術難題，最大限度地

回收了了煙氣余熱和水。圖7FEC-HP匚藝系統圖回收了了煙氣余熱和水。圖7FEC-HP匚藝系統圖工藝系統圖如圖7所示，在濕法煙氣脫硫系統基礎上附加一套漿液真FlueGn*HutItlllluflon空閃蒸閃凝裝置（FEC）和熱泵系統（HP）,部分脫硫漿液被循環漿液泵抽出后進入真空閃蒸閃凝裝置發生低溫閃蒸，未發生閃蒸冷漿液重新被噴入脫硫吸收塔及煙氣接觸換熱，將煙氣溫度進一步降低，漿液吸收溫度后繼續進行下一步循環。在FEC裝置中，發生閃蒸水分蒸發得到閃蒸蒸汽，遇冷發生閃凝得到凈化水，同時釋放凝結潛熱被熱泵系統蒸發器吸收，經過熱泵提溫提質后可以用于預熱空氣、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區別是，循環水變成了脫硫漿液，分析方法是一樣。

圖8FEC-HP供熱方式汽輪機必8Mpa,3圖8FEC-HP供熱方式汽輪機必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熱網供水*利用方式二：前置式空氣預熱器，如圖9所示。及3.1區別是，熱網水變成了空氣，循環水變成了脫硫漿液，分析方法是一樣。圖9非旁路煙氣系統熱泵其他應用1、煙氣余熱回收（吸收式熱泵）2、鋼鐵企業爐渣余熱利用（吸收式熱泵）3、工業園區空調冷熱源系統（地源熱泵、水源熱泵）4、建筑設計中暖通節能技術（暖通空調）5、水源熱泵+冰蓄冷系統作為獨特空調冷熱源形式在商業建筑中應用（水源熱泵）6、基于地源熱泵鐵路道岔融雪系統（地源熱泵）7、太陽能光伏光熱恒溫泳池系統（空氣源熱泵）8、蓄熱型太陽能熱泵LPG氣化系統在住宅小區應用（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系統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能中應用（污水源熱泵）13、醫院地源熱泵空調系統（地源熱泵）14、城市污水處理廠利用產出沼氣驅動熱泵以回收污水中余熱（沼氣機熱泵）15、熱泵節能型烤煙技術16、吸收式熱泵在染紗廠廢水余熱回收中應用（吸收式熱泵）四、發展過程及趨勢熱泵技術是近年來在全世界非常受關注新能源技術。“熱泵”是一種能從自然界空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經過電力做功，提供可被人們所用高品位熱能裝置。縱觀熱泵技術歷史發展狀況，可以看出所有熱泵科技都及能源有著密不可分聯系，所以，一些自然資源十分缺少地區（比如歐洲、日本）十分看重熱泵技術發展和研制，至今其技藝在世界仍舊數一數二。自1990年之后，熱泵技術研制便一直處于上升階段，在21世紀時表現尤為明顯，眾多國家因為能源不足所帶來壓力和本國經濟發展最終水平，成為研制熱泵技術最大動力。20世紀70年代以來，熱泵工業進入了黃金時期，世界各國對熱泵研究工作都十分重視。諸如國際能源機構和歐洲共同體，都制定了大型熱泵發展計劃。熱泵新技術層出不窮，熱泵用途也在不斷開拓，廣泛應用于空調和工業領域，在能源節約和環境保護方面起著重大作用。相對世界熱泵發展，中國熱泵研究工作起步約晚20-30年左右。新中國成立后，隨著工業建設新高潮到來，熱泵技術才開始引入中國。進入21世紀后，由于中國沿海地區快速城市化、人均GDP增長等因素拉動了中國空調市場發展，促進了熱泵在中國應用越來越廣泛。經過多年培育，中國熱泵行業開始從導入期轉入成長期。熱泵行業快速發展，一方面得益于能源緊張使得熱泵節能優勢越來越明顯，另一方面及多方力量加入推動行業技術創新有很大關系。隨著中央政府節能減排政策推進和能源趨緊，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對，鼓勵使用熱泵產品就是其應對措施之一，這些積極鼓勵政策給熱泵市場注入了活力，并在華東、華南、華北等地區形成了熱泵經濟帶，熱泵市場悄然升溫。2009年7