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热泵技术综述

热泵是以消耗一部分高品位能源为代价,使热能从低温热源向高温热源传递的装置。和人们常见的自然现象——水在自然状态下只能由高处流向低处一样,热量在自然状态下也总是从高温物体流向低温物体。利用水泵可以将水从低处提升到高处,同样,采用热泵就可以把热量从低温物体 输送给高温物体。

热泵是回收低温余热、利用自然界低品位能源的重要途径。热泵在运行过程中,消耗一部分高品位能量Q1,如机械能、电能或高温热能等,吸收一部分品位低而无法被直接利用的能量Q2,如浅层地能、工业余热和生活余热等,输出可以直接利用的较高品位的能量Q,用于建筑供热、制冷,以及生产工艺加热等。通常来说,热泵输出的能量QQ1Q2之和,即Q=Q1+Q2。热泵输出的能量Q与其所消耗的能量Q1之比,即热泵的输出功率与输入功率之比,称为热泵性能系数,即COP值(Coefficient of Performance)。

COP=Q1+Q2/Q1

阐述热泵技术不可避免会提到能源的品位。能源品位的高低代表了能源有效利用的难易程度。能源的品位越高,越容易利用。品位高的能源能够自动转化成品位低的能源,而品位低的能源则不能自动转化成品位高的能源。电力、机械功、燃气和液体燃料等都属于高品位的能源,热能则属于低品位的能源。就热能而言,温度越高,则品位越高。上述的热泵输出能量Q的品位高于Q2,但低于Q1

热泵技术能否成功应用的关键因素是稳定充足的低品位热源。热泵可以利用的低品位热能主要有浅层地能、生活余热及工业余热。

 

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