在當前能源供應趨緊、環(huán)境保護要求不斷提高的形勢下,人們在不斷地尋求既節(jié)能又環(huán)保的新能源,熱泵就是新能源的一種。由于熱泵能實現(xiàn)把低溫熱能輸送至高溫熱能的功能,可大量利用自然資源和余熱資源中的熱量,有效地節(jié)約民用及工業(yè)所需的一次能源,它作為一種新的供熱技術不僅受到廣泛關注,而且已經(jīng)迅速地被應用到實際工程中,并已取得了很好效果。
熱泵從周圍環(huán)境吸取熱量,并把它傳遞給被加熱對象 (溫度較高物體),其原理與制冷機相同,都是按熱機的逆循環(huán)工作,只是工作溫度范圍不同。熱泵的驅(qū)動能源包括燃料能和電能、熱能和機械能。由內(nèi)燃機、燃氣輪機驅(qū)動,有明顯的節(jié)能效果。隨著核電站的發(fā)展,以單相、三相交流電驅(qū)動旋轉(zhuǎn)式壓縮機 (小型熱泵) 或離心式壓縮機 (大型熱泵),將逐漸普及。也可用集中供熱工種中熱能,蒸汽輪機驅(qū)動等。
按熱泵的驅(qū)動方式,目前分為4種: 機械壓縮式,通過消耗機械能驅(qū)動壓縮機完成熱力循環(huán)達到熱能的轉(zhuǎn)移; 蒸氣噴射式,蒸氣在噴射器中消耗熱能并取低溫熱源熱量供熱; 吸收式,通過吸收器消耗熱能完成熱能轉(zhuǎn)移; 溫差電熱式,又稱為熱電勢泵或珀爾帖熱泵,是基于珀爾帖效應原理,pn結(jié)電偶消耗電能完成熱能轉(zhuǎn)移。熱泵可回收100℃以下的廢熱,是高效利用低溫熱能的節(jié)能設備,現(xiàn)已應在采暖、空調(diào)、烘干、除濕、干燥等方面。
低沸點工質(zhì) (如氟利昂) 通過節(jié)流閥后在蒸發(fā)器中蒸發(fā)吸熱,經(jīng)壓縮機提高溫度和壓力后送入冷凝器放熱,凝成液體的工質(zhì)通過節(jié)流閥再進入蒸發(fā)器蒸發(fā),如此不斷循環(huán)供熱。熱泵的低溫熱源通常是環(huán)境介質(zhì),如空氣、地下熱水和生產(chǎn)過程的廢氣、廢水、廢油等。衡量熱泵性能的主要技術指標是熱量變換系數(shù)為Q1/N,其中Q1是向高溫物體供熱的速率,N為壓縮機等消耗的功率??梢钥闯鲈诠釡囟容^高而低溫熱源溫度較低的情況下,用熱泵供熱是不經(jīng)濟的; 壓縮式熱泵也不宜于電力不足或電費較高的情況下使用。近年來正開發(fā)研制一種新型節(jié)能熱泵——化學熱泵,它是利用化學現(xiàn)象(如化學反應、吸附濃度差等)的熱泵,利用可逆熱化學反應向用戶供熱,是很有發(fā)展前途的節(jié)能型產(chǎn)品。