热泵的工作原理与分类

一、热泵工作原理



作为自然界的现象，正如水由高处流向低处那样，热量也总是从高温流向低温。但人们可以创造机器，如同把水从低处提升到高处而采用水泵那样，采用热泵可以把热量从低温抽吸到高温。所以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，而整个热泵装置所消耗的功仅为供热量的三分之一或更低，这也是热泵的节能特点。热泵与制冷的原理和系统设备组成及功能是一样的，对蒸气压缩式热泵（制冷）系统主要由压缩机、蒸发器、冷凝器和节流阀组成：





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；



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；



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；



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。 根据热力学第二定律，压缩机所消耗的功（电能）起到补偿作用，使循环工质不断地从低温环境中吸热，并向高温环境放热，周而往复地进行循环。



二、热泵分类

热泵是需要冷凝器的热量，蒸发器则从环境中取热，此时从环境取热的对象称为热源；相反制冷是需要蒸发器的冷量，冷凝器则向环境排热，此时向环境排热的对象称为冷源。

蒸发器冷凝器根据循环工质与环境换热介质的不同，主要分为空气换热和水换热两种形式。这样热泵或制冷机根据与环境换热介质的不同，可分为水—水式，水—空气式，空气—水式，和空气—空气式共四类。

利用空气作冷热源的热泵，称之为空气源热泵。空气源热泵有着悠久的历史，而且其安装和使用都很方便，应用较广泛。但由于地区空气温度的差别，在我国典型应用范围是长江以南地区。在华北地区，冬季平均气温低于零摄氏度，空气源热泵不仅运行条件恶劣，稳定性差，而且因为存在结霜问题，效率低下。

利用水作冷热源的热泵，称之为水源热泵。水是一种优良的热源，其热容量大，传热性能好，一般水源热泵的制冷供热效率或能力高于空气源热泵，但由于受水源的限制，水源热泵的应用远不及空气源热泵。


故 障 状 态



可 能 的 故 障 原 因


处 理 措 施


1.机组不运转


⊙ 电源故障
⊙ 机组电源接线松动
⊙ 机组控制电源熔断器熔断


⊙

断开电源开关，检查电源
⊙ 查明原因并修复
⊙ 更换新熔断器


2.水泵运转但是水不循环或水泵噪声大


⊙ 水系统中缺水
⊙ shui系统中有空气
⊙ 水系统阀门末全部打开
⊙ 水过滤器脏堵


⊙ 检查系统补水装置，并向系统补水
⊙ 排除水系统中的空气
⊙ 将水系统阀门开足
⊙ 清洗水过滤器


3.机组制热能力偏低


⊙ 制冷剂不足
⊙ 水系统保温不良
⊙ 干燥过滤器堵塞
⊙ 空气热交换器散热不良
⊙ 水流量不足


⊙ 系统检漏并充注制冷剂
⊙ 加强水系统保温
⊙ 更换干燥过滤器
⊙ 清洗空气换热器
⊙ 清洗水过滤器


4.压缩机不运转


⊙ 电源故障
⊙ 压缩机接触器损坏
⊙ 接线松动
⊙ 压缩机过热保护
⊙ 出水温度过高
⊙ 水流量不足


⊙ 查明原因解决电源故障
⊙ 更换接触器
⊙ 查明松动点并修复
⊙ 查明热原因排除故障后再开机
⊙ 重新设定出水温度
⊙ 清洗水过滤器排除系统中的空气


5.压缩机运转噪声大


⊙ 液体制剂进入压缩机
⊙ 压缩机内部零件损坏


⊙ 检查膨胀阀是否失效
⊙ 更换压缩机


6. 风扇不运转


⊙ 风扇紧定螺钉松动
⊙ 风扇电机烧毁
⊙ 接触器损坏


⊙ 紧固紧定螺钉
⊙ 更换风机
⊙ 更换接触器


7.压缩机运转，但机组不制热


⊙ 制冷剂全部泄露
⊙ 压缩机故障


⊙ 系统检漏并充注制冷剂
⊙ 更换压缩机


8. 机组水流量过低保护


⊙ 系统水流量不足
⊙ 靶式流量控制器未复位


⊙ 清洗水过滤器排除系统中的空气
⊙ 调整或更换靶式流量控制器


9.排气压力过高


⊙ 冷媒过多
⊙ 氟路系统中有不凝性气体
⊙ 水流量不足


⊙ 排出多余的冷媒
⊙ 排出不凝性气体
⊙ 检查水系统，加大水流量


10.吸气压力过低


⊙ 干燥过滤器堵塞
⊙ 电磁阀末开
⊙ 通过热交换器的压降太大


⊙ 更换干燥过滤器
⊙ 修复或更换电磁阀
⊙ 检查热力膨胀阀的开度是否恰当


11.压缩机失油


⊙ 润滑油不足


⊙ 加入润滑油