热泵的工作原理.ppt

热泵工作原理热泵工作原理 热泵能量转换，是利用压缩机的作用，通过消耗一定的辅助能量（如电能），在压缩机和换热系统内循环的制冷剂的共同作用下，由环境热源（如水、空气）中吸取较低温热能，然后转换为较高温热能释放至循环介质（如水、空气）中成为高温热源输出。在此因压缩机的运转做工而消耗了电能，压缩机的运转使不断循环的制冷剂在不同的系统中产生的不同的变化状态和不同的效果（即蒸发吸热和冷凝放热），从而达到了回收低温热源制取高温热源的作用和目的热泵系统构成 n热泵（制冷）系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀组成 n热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分能量，把环境介质中贮存的能量加以挖掘，提高温位进行利用 n压缩机压缩机 ：起着压缩和输送循环工质从低温低压处到高温高压处的作用，是热泵（制冷）系统的心脏。n蒸发器蒸发器 ：是输出冷量的设备，它的作用是使经节流阀流入的制冷剂液体蒸发，以吸收被冷却物体的热量，达到制冷的目的。n冷凝器：冷凝器： 是输出热量的设备，从蒸发器中吸收的热量连同压缩机消耗功所转化的热量在冷凝器中被冷却介质带走，达到制热的目的。n膨胀阀或节流阀：膨胀阀或节流阀： 对循环工质起到节流降压作用，并调节进入蒸发器的循环工质流量。原理演示 n热泵系统就是一个致冷系统，冷剂经压缩后在较高压力下冷凝，放出的热量供再沸器中的物料汽化；被液化的冷剂经过膨胀，在低压下汽化，汽化时将塔顶冷凝器的热量移去。致冷相当于一个热库，通过冷凝与汽化将塔顶的低温位热送到高温位利用，整个系统因而得名热泵(Heat Pump)。 n热泵系统中压缩机消耗的能量。是唯一由外界提供的能量，它比再沸器直接加热消耗的能量少得多，一般只相当于后者的2040%，由此可见热泵节约能耗的作用。 热泵精馏系统热泵精馏系统 n常规的精馏塔是用外来介质从塔顶冷凝器取走热量，同时利用外来介质向塔釜加入热量n塔顶温度低于塔底温度 n深冷分离中采用将精馏塔与制冷循环结合起来 ，使塔顶热量传给塔底 n按照热力学第二定律，为了从温度较低的塔顶取出热量，而又同时将着部分热量送到温度较高的塔釜，外界必须向精馏塔做功，这相当于用“泵”（压缩机）把热量从低温处送到高温处。因此这样的精馏系统被称为热泵精馏系统 热泵基本类型n闭式热泵n开式热泵n闭式热泵流程：冷剂与塔顶物料换热后吸收热量蒸发为气体，气体经压缩提高压力和温度后送去塔釜加热釜液，而本身冷凝成液体。液体经节流减压后再去塔顶换热，完成一个循环。于是塔顶低温处的热量，通过冷剂的媒介而传递到塔釜高温处。在此设备中冷剂放热液化而釜液吸热蒸发。此流程的特点是物料与冷剂自成系统，互不相干。 闭式热泵简明流程闭式热泵简明流程 n开式热泵流程：以乙烯塔为例，塔顶出料为乙烯，而制冷循环的工质（也称冷媒）也是乙烯，即是同一物料，便可以将它们沟通起来。于是可将塔顶乙烯蒸气引出作为工质进入压缩机，增压升温后送到塔底再沸器，乙烯既对塔底供热，本身又在此冷凝，凝液一部分作为产品送出，另一部分经节流阀降压、降温后作为回流送入塔顶，与塔内上升蒸汽直接接触和换热，又以蒸汽形式从塔顶引出。开式热泵简明流程n开式热泵优点：直接传热，回流又是冷剂，与塔顶上升蒸汽的温度差大为减少，节约能量，省去了昂贵的低温换热设备。n缺点：温差不大，若有故障发生，即会影响到产品乙烯质量，故对操作要求比较严格 在深冷分离中，由于产品是纯度较高的乙烯、丙烯，而所用冷剂也是乙烯、丙烯。为就地取材，物尽其用，所以乙烯塔和丙烯塔比较常用开式热泵。这样可节省昂贵的低温换热设备。但也正因为产品乙烯、丙烯与工质（冷剂）乙烯、丙烯构成一体，产品有被污染的可能，由于工质在系统中循环回量很大，一经污染，将较长时间影响出料质量。所以采用开式热泵时要严格防止污染