空氣源熱泵的工作原理.doc
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空氣源熱泵的工作原理 一、空氣源熱泵簡介 1、什么是空氣源熱泵 空氣源熱泵又叫空氣源熱泵熱水器,顧名思義就是把空氣中的熱量通過冷媒搬運(yùn)到水中,傳統(tǒng)的電熱水器和燃?xì)鉄崴魇峭ㄟ^消耗燃?xì)夂碗娔軄慝@得熱能,而空氣能熱水器是通過吸收空氣中的熱量來達(dá)到加熱水的目的,在消耗相同電能的情況下可以吸收相當(dāng)于三倍電能左右的熱能來加熱水。 熱泵組成四大件:蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器和節(jié)流裝置四個部件。 2、空氣源熱泵工作原理 空氣能熱水器是按照"逆卡諾"原理工作的,具體來說,就是"室外機(jī)"作為熱交換器從室外空氣吸熱,加熱低沸點(diǎn)工質(zhì)(冷媒)并使其蒸發(fā),冷媒蒸汽經(jīng)由壓縮機(jī)壓縮升溫進(jìn)入水箱,將熱量釋放至其中的水并冷凝液化,隨后節(jié)流降壓降溫回到室外的熱交換器進(jìn)入下一個循環(huán)。簡單來說是吸收空氣中的熱量來加熱水。 運(yùn)用熱泵工作原理制熱,與空調(diào)制冷相反--國家制冷標(biāo)準(zhǔn)是1000瓦,電制冷2800瓦。根據(jù)熱平衡的原理,同時最少產(chǎn)生2800瓦的熱量,加上輸入的1000瓦電,實(shí)際產(chǎn)生的熱量在3000--4000瓦,把這些熱量輸送到保溫水箱,其耗電量只是電熱水器的四分之一(電熱水器即使熱效率100%,輸入1000電也只有1000瓦的熱)。 二、熱力學(xué)定律 1、熱力學(xué)第一定律 自然界一切物體都具有能量,能量有各種不同形式,它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,從一個物體傳遞給另一個物體,在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中能量的總和不變。 在熱力學(xué)中,系統(tǒng)發(fā)生變化時,設(shè)與環(huán)境之間交換的熱為Q,與環(huán)境交換的功為W,可得熱力學(xué)能(亦稱內(nèi)能)的變化為 ΔU = Q+ W 熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?,功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?;消耗一定的功必產(chǎn)生一定的熱,一定的熱消失時,也必產(chǎn)生一定的功。 2、熱力學(xué)第二定律 克勞修斯表述:不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化。 開爾文表述:不可能制成一種循環(huán)動作的熱機(jī),從單一熱源取熱,使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓? 這是從能量消耗的角度說的。開爾文表述還可以表述成:第二類永動機(jī)不可能實(shí)現(xiàn) 三、卡諾循環(huán) 1、卡諾循環(huán)定義 卡諾循環(huán)(Carnot cycle) 是由法國工程師尼古拉萊昂納爾薩迪卡諾于1824年提出的,以分析熱機(jī)的工作過程,卡諾循環(huán)包括四個步驟:等溫吸熱,在這個過程中系統(tǒng)從高溫?zé)嵩粗形諢崃? 絕熱膨脹,在這卡諾循環(huán)ts圖個過程中系統(tǒng)對環(huán)境作功,溫度降低; 等溫放熱,在這個過程中系統(tǒng)向環(huán)境中放出熱量,體積壓縮; 絕熱壓縮,系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài),在等溫放熱和絕熱壓縮過程中系統(tǒng)對環(huán)境作負(fù)功??ㄖZ循環(huán)可以想象為是工作于兩個恒溫?zé)嵩粗g的準(zhǔn)靜態(tài)過程,其高溫?zé)嵩吹臏囟葹門1,低溫?zé)嵩吹臏囟葹門2。這一概念是1824年N.L.S.卡諾在對熱機(jī)的最大可能效率問題作理論研究時提出的??ㄖZ假設(shè)工作物質(zhì)只與兩個恒溫?zé)嵩唇粨Q熱量,沒有散熱、漏氣、摩擦等損耗。為使過程是準(zhǔn)靜態(tài)過程,工作物質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰釕?yīng)是無溫度差的等溫膨脹過程,同樣,向低溫?zé)嵩捶艧釕?yīng)是等溫壓縮過程。因限制只與兩熱源交換熱量,脫離熱源后只能是絕熱過程。作卡諾循環(huán)的熱機(jī)叫做卡諾熱機(jī)。 2、卡諾循環(huán)的效率 通過熱力學(xué)相關(guān)定理我們可以得出,卡諾循環(huán)的效率ηc=1-T2/T1,由此可以看出,卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)的效率只與兩個熱源的熱力學(xué)溫度有關(guān),如果高溫?zé)嵩吹臏囟萒1愈高,低溫?zé)嵩吹臏囟萒2愈低,則卡諾循環(huán)的效率愈高。因?yàn)椴荒塬@得T1→∞的高溫?zé)嵩椿騎2=0K(-273℃)的低溫?zé)嵩?,所以,卡諾循環(huán)的效率必定小于1。- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 空氣 源熱泵 工作 原理
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