佛山水泵厂丨热泵循环的热力学原理及其对系统的影响

而要实现这个目的，必须要付出一定的代价。而热泵就是这样一台消耗部分高品位的能源能将低温物体中的热量传送到高温物系的机器。按照热泵驱动能源的不同型式，佛山水泵厂将热泵分为四种型式：吸收式热泵、蒸气压缩式热泵、蒸汽喷射式热泵、热电热泵。

热泵循环有多种形式，其中以蒸气压缩式热泵循环最为常用也最为经济。本研究课题所采用的热泵为蒸气压缩式热泵。理想的蒸气压缩热泵循环是在恒温热源间工作的逆卡诺循环，图2为逆卡诺循环的T-s图。

热泵制冷剂的每次理想循环均由压缩、放热、膨胀、蒸发四个基本过程构成，制冷剂在理想热泵中作等温膨胀自状态4变化到状态1，同时在人温度下从低温热源中吸取热量，接着制冷剂被等嫡压缩至状态2，其温度由TL升高至TH，随后制冷剂被等温压缩状态3，同时在TH温度下向高温热源放出热量，最后制冷剂再经等嫡膨胀回复到状态4，其温度也从乓降至界，从而完成整个循环。热泵的制热系数永远大于1，用户获得的热能总是大于所消耗的能量。而在使用电加热或者燃烧燃料加热等装置制热时，一般所获得的热量要小于所消耗的电能或燃料的燃烧能。所以使用热泵设备供热不但比用电能直接供热经济，而且比用燃料燃烧供热也更要经济，这是肯富来离心泵最突出的优势。

了解并分析蒸发温度、冷凝温度对热泵系统理论循环性能影响，目的是为了在后面进行热泵机组部件设计时，确定适宜的水泵机组参数。1.冷凝温度变化，蒸发温度不变时，热泵循环的状态参数发生变化。2.蒸发温度变化，冷凝温度不变时，热泵循环的状态参数会发生变化。因此在确定蒸发温度的时候，不能为了得到较高的热水温度而设定过高的蒸发温度

1、制冷剂液体的温度低于同一压力下饱和状态的温度即是过冷，两者温度的差值就是过冷度。

在实际的热泵循环中，制冷剂在冷凝器冷凝成液态后进入节流阀经常具有一定的过冷度。过冷液体的循环。1-2-3-4-1表示理论循环，1-2-3'-4'-1表示过冷循环。液态的制冷剂过冷后使得单位制冷量有所增加。制冷量的增加量可用状态点4和4'两点的焙差(气一可)表示。(权一可)表示单位质量的制冷剂在过冷过程中所释放的热量。

制冷剂的蒸发潜热和液体的比热决定了系统单位吸热量增加的多少。正是由于制冷剂液体过冷度，单位质量的吸热量增加，使得热泵循环所需要的制冷剂的流量lm小于理论循环的质量流量。这就意味着过冷循环中单位吸热量的增加必定导致性能系数COp的增加。从佛山水泵厂的分析可以知道，热泵系统采用过冷循环，对于热泵循环理论上来说制冷剂过冷度越大就越有利。其次，一定的过冷度可以防止制冷剂在进入膨胀阀前处于两相的状态，有利于膨胀阀的可靠运行。

2、过热是指制冷剂蒸气某一压力下的温度高于该压力下饱和蒸汽的温度，两者温度的差值即是过热度。在实际的热泵循环中，进入压缩机的蒸汽一般不是处于饱和状态的。相反为了防止制冷剂存在液态的情况下进入压缩机，制冷剂在蒸发器内吸收热量完全蒸发后仍要继续吸取热量，以至于制冷剂在进入压缩机的时候处于过热的状态。

1一2一3一4-1表示热泵理论循环，1'一2'-3一4-1'表示具有蒸气过热的热泵循环。假定制冷剂在管道内的沿程阻力与局部阻力可以忽略不计，则吸入蒸气的压力在过热时仍然保持不变，等于蒸发器中的蒸发压力。所以压缩机的吸气状态点1可以由过热后温度的等温线和蒸发压力P的延长线的交点来确定，1-1'表示加热过程。压缩机出口蒸气的状态则由1'的等嫡线与冷凝压力P、延长线的交点2'来确定。

1、在肯富来离心泵的过热循环中压缩机的排气温度高于理论循环的排气温度；

2、过热循环的比功比理论循环比功大；

3、由于热泵的过热循环在蒸发器内吸收了热量而形成过热蒸气，而且上比功略有有增加，故此单位质量制冷剂在冷凝器中释放的热量大于理论循环；

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