在自然界中,水总由高处流向低处,热量也总是从高温传向低温,但人们可以用水泵把水从低处提升到高处,从而实现水的由低处向高处流动,热泵同样可以把热量从低温传递到高温。所以,热泵实质上是一种热量提升装置,它从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象。能使热量从低温转化为高温的机械装置,我们称之为“热泵”。热泵有两个定义:从低温热源吸热送往高温热源的循环设备;以消耗一部分高品位能源(机械能、电能或高温热能)为补偿,使热能从低温热源向高温热源传递的装置;为了理解热泵,我们来简单了解下工作原理:
高压锅:大于1个大气压,水的沸点会超过℃,换言之,在高压下,水蒸气会在超过℃的情况下再冷凝成液体!
低压锅:小于1个大气压下,水的沸点会低于℃,换言之,在低压下,水会在低于℃情况下再蒸发成气体!在0.12个大气压下,水的沸点是50℃!
热泵通过压缩机做功,使工质产生物理变相(气态--液态--气态),利用这一往复循环相变过程不断通过低压锅(蒸发器)吸热和高压锅(冷凝器)放热,由吸热装置吸取热量,经过热交换器使冷水升温,制取的热水通过水循环系统送至用户。
热泵就是通过这种以逆卡诺循环方式,利用机械能将低温热能转换为高温热能的方式,能效永远大于1,热泵是节约能源的最佳方式之一。
目前热泵分为三大类,即:空气源热泵、水源热泵、地源热泵。每种热泵系统都有其相应的优缺点以及应用条件,本文介绍空气源热泵。空气源热泵功能主要是:制热、制冷及加热洗浴热水。整个系统加热效率较高。冬天热泵是以制冷剂为热媒,在室外空气中吸收热能,经压缩机将低温位的热能提升为高温位热能,加热系统循环水(加热至50℃),向室内供暖或加热洗浴热水。夏天热泵是以制冷剂为冷媒(7℃),在室内空气中吸收热量,冷却室内空气,经压缩机将室内低位热能提升为高位热能,排出室外。
空气源有很多优势,最基本的就是安全,高效,无污染,方便,但也存在很多问题。比如运行噪音太吵,还有低温下制热效率不高等问题,因此很多厂家也都开始攻坚这一难题,比如喷气增焓技术。“喷气增焓”技术是建立在一个完整的系统上的,系统由喷气增焓压缩机、热水换热器、蒸发器等特殊部件组成,但是在其中起着核心作用的是压缩机。下图就是采用了“喷气增焓”技术的系统,压缩机增加了一个蒸汽喷射口,压缩机从吸气口接收蒸发器传过来的能量,从蒸汽喷射口接收管道另一头补充过来的蒸汽,蒸汽用于冷却管路中不断循环的冷媒(制冷剂)。这么做的本质意义,是利用蒸汽的进入,把原先一段式的压缩过程分为一个准二级的压缩过程。采用喷气增焓时,低温气体从第二吸气口进人压缩机,降低了压缩机排气温度,特别是当高温环境时,压缩机排气温度高,采用喷气增焓可以降低压缩机的排气温度,改善压缩机的工作环境,减少压缩过程的不可逆损失,提高压缩机工作效率,最终体现在增加室内侧换热量。