,經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流后變?yōu)榈蛪旱蜏氐娘柡蜌夂惋柡鸵旱幕旌衔镞M(jìn)入蒸發(fā)器,開始下一個循環(huán)
,如此不斷循環(huán)
。
由于熱泵工作時不可避免地存在各種損失
,因此實(shí)際循環(huán)特性與卡諾循環(huán)有較大的偏離。在熱泵循環(huán)的分析和計算中
,采用較多的是對實(shí)際循環(huán)作適當(dāng)簡化
,分析處理也較方便、與實(shí)際循環(huán)較接近
,且能代表實(shí)際循環(huán)本質(zhì)特性的理論循環(huán)
。當(dāng)冷凝器和蒸發(fā)器中與熱泵
工質(zhì)換熱的介質(zhì)在冷凝器或蒸發(fā)器中溫度變化不大時(如換熱介質(zhì)是水或其它載熱介質(zhì)),此種情況簡稱為定溫低溫?zé)嵩椿蚨氐蜏責(zé)釁R
,熱泵可采用定壓下冷凝溫度與蒸發(fā)溫度恒定的工質(zhì)
,相應(yīng)的熱泵理想循環(huán)是卡諾循環(huán)。工質(zhì)在冷凝器出口為飽和液
、在蒸發(fā)器出口為飽和氣的理論循環(huán)稱為基本理論循環(huán);工質(zhì)在冷凝器出口為過冷液
、在蒸發(fā)器出口為過熱氣的理論循環(huán)為過冷過熱循環(huán)。相反
,當(dāng)換熱介質(zhì)的溫度變化較大時(如換熱介質(zhì)是空氣或其它載熱介質(zhì))
,此種情況簡稱為變溫低溫?zé)嵩椿蜃儨氐蜏責(zé)釁R,熱泵可采用定壓下冷凝溫度與蒸發(fā)溫度與換熱介質(zhì)溫度變化相適應(yīng)的變溫工質(zhì)
,相應(yīng)的熱泵理想循環(huán)是勞倫茲循環(huán)
。與理想的勞倫茲循環(huán)相對應(yīng)的是變溫?zé)嵩春蜔釁R時熱泵的理論循環(huán)。
熱泵設(shè)計時
,應(yīng)先根據(jù)用戶的條件和要求
,確定熱泵的形式(蒸氣壓縮式,吸收式或吸附式
,或其它形式
,不同熱泵的設(shè)計細(xì)節(jié)相差很大)。此處以蒸氣壓縮式熱泵為例
,其設(shè)計步驟大致如下:
首先
,根據(jù)用戶條件,確定熱泵的驅(qū)動能源
、低溫?zé)嵩?根據(jù)用戶所需的熱能溫度及低溫?zé)嵩唇橘|(zhì)
、高溫?zé)釁R介質(zhì),確定熱泵工質(zhì)
。理想的熱泵工質(zhì),從熱力學(xué)
、物理化學(xué)
、生理學(xué)、經(jīng)濟(jì)性等幾方面考慮
,應(yīng)滿足如下幾個要求:1.良好的熱力學(xué)特性2.良好的傳熱和流動性能3.良好的物理化學(xué)性能4.與潤滑油有較好的互溶性5.安全性好6.環(huán)境友好7.電氣絕緣性好8.經(jīng)濟(jì)性好
。在為熱泵確定循環(huán)工質(zhì)時
,要綜合考慮以上各方面性能,再根據(jù)高溫?zé)釁R與低溫?zé)嵩吹奶匦?div id="d48novz" class="flower left">
,確定最佳的熱泵循環(huán)工質(zhì)(純工質(zhì)或混合工質(zhì))
。
然后,根據(jù)用戶的需熱量
,確定熱泵各部件的關(guān)鍵參數(shù)
。
根據(jù)熱泵工質(zhì)及壓縮機(jī)的功率、輸氣量選定壓縮機(jī)
。熱泵壓縮機(jī)可以選擇的類型很多
,按密封方式分類可分為開啟式壓縮機(jī)和封閉式壓縮機(jī);按工作原理分類可分為容積型壓縮機(jī)(往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式)和速度型壓縮機(jī)(離心式和軸流式);按熱泵工質(zhì)分類主要分為氟利昂壓縮機(jī)、氨壓縮機(jī)
、碳?xì)浠衔飰嚎s機(jī)
、二氧化碳壓縮機(jī)等類型,不同的熱泵工質(zhì)對壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)和材料均有某些特殊的要求
,如氨對銅有腐蝕性等等
。
根據(jù)熱泵工質(zhì)、載熱劑和冷凝器的傳熱量
、傳熱溫差選定冷凝器
。根據(jù)載熱劑的不同,冷凝器可分為氣體式和液體式
。
根據(jù)熱泵工質(zhì)
、載冷劑和蒸發(fā)器的傳熱量、傳熱溫差選定蒸發(fā)器
。根據(jù)載冷劑的不同
,蒸發(fā)器也可分為氣體式和液體式。
根據(jù)熱泵工質(zhì)
、熱泵制熱量
、熱泵工作溫度(熱泵工質(zhì)的蒸發(fā)溫度和冷凝溫度)選定節(jié)流閥。節(jié)流部件的主要作用是控制熱泵工質(zhì)的流量與壓縮機(jī)的輸氣量相匹配
。常用的節(jié)流部件有毛細(xì)管
、熱力膨脹閥和電子膨脹閥。1.毛細(xì)管適用于冷凝壓力和蒸發(fā)壓力較穩(wěn)定的小型熱泵干燥裝置
,其特點(diǎn)是成本低
,故障率低。2.熱力膨脹閥安裝在蒸發(fā)器的進(jìn)口處
,由感溫包測知蒸發(fā)器出口工質(zhì)的過熱度
,由此判斷工質(zhì)流量的適當(dāng)與否(過熱度較大時,說明工質(zhì)流量不足;相反則說明工質(zhì)流量過大)
,并通過感溫包內(nèi)工作介質(zhì)的壓力調(diào)整閥的開度控制熱泵工質(zhì)的流量
。熱力膨脹閥適用于中小型熱泵干燥裝置
。熱力膨脹閥主要分為內(nèi)平衡式和外平衡式。前者用于蒸發(fā)器中工質(zhì)流動阻力
不大的場合
,后者則可用于蒸發(fā)器中工質(zhì)流動壓降較大的場合
。3.電子膨脹閥是通過電子感溫元件測知蒸發(fā)器出口處工質(zhì)過熱度的變化,并通過電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(步進(jìn)電機(jī)等)驅(qū)動閥桿運(yùn)動
,具有感溫快
、調(diào)節(jié)范圍大、閥桿運(yùn)動規(guī)律智能化等優(yōu)點(diǎn)
,但價格也明顯高于熱力膨脹閥
。
最后,根據(jù)熱泵工質(zhì)
、熱泵制熱量
、熱泵自動化要求選定輔助部件。
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