热泵循环的供热系数是指(空气源热泵的基本工作原理和供热系数、耗功系数、采暖系数分析)

Posted 2023-06-02

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热泵循环的供热系数是指(空气源热泵的基本工作原理和供热系数、耗功系数、采暖系数分析)

一、空气源热泵的工作过程
液体的沸点不仅取决于液体的温度，而且和液体所处的压力有关，如图1-6的蒸气压力曲线所示。由该曲线可以看出，液体工质（见第五章）在压力低于1bare的情况下，可以在一20℃时沸腾。因此用一台压缩机将一个容器（蒸发器）中的流体抽出，使其中的压力低于1bar，就可以使这种作为工质的液体在低温下沸腾。

蒸气压力曲线

为了将液体转变为相同温度的蒸气，必须消耗一定的热量，即蒸发焙，hv（kJ/kg）。例如为了将1kg、100℃的水，转变为1k8、100℃的蒸气，需要消耗2256kJ的热量。常用工质的蒸发焙列于附录中。
为了使所蒸发的工质温度不致下降，而造成压力降低，必须将蒸发焙不断地供给沸腾的工质。
工质的温度只要不超过某一个特征点（临界点），温度即使高一些，蒸气也可液化。如图1-6所示，工质R12在压力约16bar时’
温度为60℃也会液化，此时，液化的蒸气将放出蒸发烙h。以及所消耗的压缩功w，两者之和为热量q，借助于消耗高品位能量，例如压缩机的功，可将在低温下吸取的热量，在提高温度后输出，并使之成为有用的热量（详见第七章热力学基础）。
热泵就是利用上述过程，以吸取有关热源的热量，例如地下水、土壤或外界空气的热量，并在消耗高品位能量的情况下，将上述热量提高到适用于房间采暖的温度。
在这种情况下，可以采用一台发动机带动一台压缩机。该压缩机一方面使装有液体工质的容器（蒸发器）的压力降低，从而使工质在热源温度下蒸发；另一方面将工质蒸气的压力提高到冷凝压力，使蒸气在另一个容器（冷凝器）中，在例如集中热水采暖系统所需的温度下凝结，从而使从周围介质吸取的热量以及转化为热量的功，成为热水采暖所需的有用热量，即

式中g——有用热量；go——由周围介质吸取的热量；w——驱动功；n——机组热效率。
（小写字母代表每1kg质量的数值；大写字母代表总的数值）。
图1-7表示了热泵装置的基本结构。蒸发器工质在温度。和压力po下，由外界空气吸取热流量Q。。压缩机1提高工质蒸气的压力，使它在温度v和压力p下，在冷凝器3中放出热流量Q。。Q。加上驱动功率P所转化成的热流量作为供给热水采暖管网5所需的采暖热流量Q。重新凝结的工质，经节流阀4流回蒸发器，由此重新开始循环。

空气源热泵的基本结构

二、热泵的供热系数、耗功系数和采暖系数对热泵来说特别重要的是，从热泵的冷凝器中供给热水采暖系统的有用热流量或热量，相对于热泵所消耗的驱动功率，或一段时间内所消耗的功率比值。
所取得的有用热流量和所消耗的驱动功率之比，称为供热系数e长期持续采暖期间所获得的采暖热量与驱动功之比，称为耗功系数β：

在所有情况下，往往标明功率P或功W中，是否包含了地下水提升泵、外接空气风机、曲轴箱加热器等附属设备所消耗的功率和功e。
除了热泵经冷凝器给出的有用热量外，还有另外的热量，例如直接燃烧取得的热量或者内燃机所损失的热量，这两部分热量也都传给低温热源。这两部分热量之和与所消耗的总能量之比，称为采暖系数P：