热泵技术基础知识

热⼯基础知识热⼯基础知识1、⽔和⽔蒸汽有哪些基本性质？答：⽔和⽔蒸汽的基本物理性质有：⽐重、⽐容、汽化潜热、⽐热、粘度、温度、压⼒、焓、熵等。

⽔的⽐重约等于1（t/m3、kg/dm3、g/cm3）蒸汽⽐容是⽐重的倒数，由压⼒与温度所决定。

⽔的汽化潜热是指在⼀定压⼒或温度的饱和状态下，⽔转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成⽔所放出的热量，单位是：KJ/Kg。

⽔的⽐热是指单位质量的⽔每升⾼1℃所吸收的热量，单位是KJ/ Kg· ℃，通常取4.18KJ。

⽔蒸汽的⽐热概念与⽔相同,但不是常数，与温度、压⼒有关。

2、热⽔锅炉的出⼒如何表达？答：热⽔锅炉的出⼒有三种表达⽅式，即⼤卡/⼩时（Kcal/h）、吨/⼩时(t/h)、兆⽡（MW）（1）⼤卡/⼩时是公制单位中的表达⽅式，它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量。

（2）"吨"或"蒸吨"是借⽤蒸汽锅炉的通俗说法，它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量相当于把⼀定质量（通常以吨表⽰）的⽔从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。

（3）兆⽡(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W （1MW=106W）。

正式⽂件中应采⽤这种表达⽅式。

三种表达⽅式换算关系如下：60万⼤卡/⼩时（60×104Kcal/h）≈1蒸吨/⼩时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标？如何规定？答：⼀般称单位建筑⾯积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位w/m2,⼀般⽤qn表⽰，上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越⾼的地区，热耗指标越⾼。

4、如何确定循环⽔量？如何定蒸汽量、热量和⾯积的关系？答：对于热⽔供热系统，循环⽔流量由下式计算：G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 计算⽔流量，kg/hQ - 热⽤户设计热负荷，Wc - ⽔的⽐热，c=4187J/ kgo℃tg﹑th－设计供回⽔温度，℃⼀般情况下，按每平⽅⽶建筑⾯积2~2.5 kg/h估算。

第3章热泵的热工基础知识工程热力学、传热学和流体力学，是热能动力机械的三大基础学科，是发动机和制冷（热泵）专业的最重要的基础知识，热泵行业的设计、制造和安装，都必须依循这些基础学科的指导。

所以，要深刻和准确的理解空气源热泵热水器原理，还要对这三大基础课程有正确的认识。

3-1 热力学的发展历程自然界中，可以被人类利用的能源主要有水力、风力、太阳能、地热、化石燃料的化学能和原子能等，当前最主要的能源是燃料的化学能，如煤炭和石油，它们通过燃烧过程转化为热能，然后通过各类动力设备如汽轮机、内燃机及燃气轮机等设备，将燃料的热能转换为机械能及电能，供人们的生活生产使用。

大部分能量的转换都会通过“热”这一过程，例如原子能的利用，就是将原子能首先转换为热能，再去推动汽轮机工作，进而驱动发电机发电；而风能和水利能，也是太阳能辐射加热地面的结果；而且广义的讲，一切形式的能量，最终也都会转换成热能，例如机械能，会通过摩擦的作用转换成热能，声音和光，也同样会发生这样的转换，最终成为与环境温度接近的低品位热能，也称为“废热”。

人类对“热”的研究，揭开了认识能量本质的序幕，也始终伴随着人类不断深入的认识自然科学的历程，“热能”是与我们关系最为密切的能量形式。

16世纪末到17世纪后期，英国的采矿业和煤矿，已发展到相当的规模，随着挖掘的深入，地下水成为采矿必须面对的问题，单靠人力已难以满足排除矿井地下水的要求，而在现场又有丰富而廉价的煤作为燃料。

怎样用煤来抽水？现实的需要促使许多人，如英国的帕潘、萨弗里、纽科门等就致力于“以火力提水”的探索和试验。

纽科门及其助手卡利在1705年发明了大气式蒸汽机，用以驱动独立的提水泵，被称为纽科门大气式蒸汽机。

这种蒸汽机先在英国，后来在欧洲大陆得到迅速推广，它的改型产品直到19世纪初还在制造。

纽科门大气式蒸汽机的热效率很低，这主要是由于蒸汽进入汽缸时，在刚被水冷却过的汽缸壁上冷凝而损失掉大量热量，只在煤价低廉的产煤区才得到推广。

一、热泵的基础知识1、热泵的基本原理空气源热泵的由这几部分组成：压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、气液分离器。

其工作原理是：蒸发器吸收空气中的热量通过介质制冷剂传递给压缩机进行压缩，从而得到高温高压的气体，经过冷凝器把这部分热量散发出来，其过程中只需要消耗少量的电能用来带动压缩机的运转。

如下图所示2、热泵的发展简史“热泵”——这个词最早是由欧洲人在20世纪初提出的。

但是热泵的理论基础却要追溯到19世纪早期法国物理学家卡诺（Sadi Carnot），他在1824年发表卡诺循环理论,成为热泵技术的起源。

1845年，英国物理学家焦耳（J. P. Joule）完成了研究气体内能的焦耳自由膨胀实验，提出了“通过改变可压缩流体的压力就能够使其温度发生变化”的原理。

1850年英国科学家汤姆逊（W. Thomson）[后改名为开尔文（L.Kelvin）]提出将逆卡诺循环用于加热的热泵设想，当时叫做能量放大器（Heat Multiplier）。

开尔文预计到了闭式循环的可能，但是当时的生产制造技术没有可能支持他制造出现代意义上的热泵装置。

开尔文之后，许多科学家和工程师对热泵进行了大量研究，研究持续80年之久。

20世纪30年代，随着制冷技术的发展和市场的需求，推动了热泵的发展。

1912年，瑞士苏黎世成功安装了世界上第一台以河水作为低位热源的热泵设备用于采暖，并申报了专利，这就是最早期的水源热泵系统。

1931年，美国加利福尼亚州采用热泵设备对办公大楼进行供热，这是大容量热泵的最早期运用。

二次大战中，战时物质的短缺，促进了大型供热热泵和工业用热泵的发展。

热泵不但用于战争装备，也为人们提供饮用水。

二次大战之后，工业经济的长足发展带来的对供热的大量需求及相对能源短缺，促进了大型供热及工业用热泵的发展。

1973年的全球性能源危机，进一步促进了热泵在全世界范围内的发展。

但热泵在世界范围内的大规模商业应用是最近20年的事。

3、热泵的简单分类空气源热泵，水源热泵，地源热泵4、什么是高温热泵，什么是普通热泵，区别在哪里高温热泵目前尚没有明确定义，只是因为制热出水温度高于普通热泵，而被称为高温热泵。

2013~2014学年度第二学期期末复习热工学原理第一章：基本概念一、名词解释1、热力系统（P9~10）（1）闭口系统（控制质量系统）：与外界无物质交换的系统。

（2）开口系统（控制容积系统）：与外界有物质交换的系统。

（3）绝热系统：与外界无热量交换的系统。

。

（4）孤立系统：与外界既无能量（功、热）交换又无物质交换的系统。

2、状态参数（P10~12）（1）状态参数：用于描述工质所处状态的宏观物理量。

（2）压力：单位面积上所受到的垂直作用力（即压强），AFp =。

（3）温度：宏观上，温度是用来标志物体冷热程度的物理量；微观上，气体的温度是组成气体的大量分子平均移动动能的量度。

t =T ﹣273.15K 。

（4）比体积：单位质量的工质所占有的体积，mVv =，单位：m 3/kg 。

（5）密度：单位体积工质的质量，Vm=ρ，1=v ρ，单位：kg/m 3。

3、热力过程（P13）？系统由一个状态到达另一个状态的变化过程称为热力过程，简称过程。

4、可逆过程（P14）如果系统完成了某一过程之后，再沿着原路径逆行而回到原来的状态，外界也随之回复到原来的状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。

二、问答题1、（1﹣2）表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压力不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？答：不能，因为表压力或真空度只是一个相对压力。

若工质的压力不变，测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化，因为测量所处的环境压力可能发生变化。

2、（1﹣3）当真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 答：真空表指示数值愈大时，表明被测对象的实际压力愈小。

>3、（1﹣4）准平衡过程与可逆过程有何区别？答：无耗散的准平衡过程才是可逆过程，所以可逆过程一定是准平衡过程，而准平衡过程不一定是可逆过程。

第二章：热力学第一定律一、名词解释热力学第一定律的实质（P21）（1）热力学第一定律的实质就是热力过程中的能量守恒和转换定律。

泵的基础知识一、按泵作用于液体原理分类1、叶片式泵（动力式泵）由泵内叶片在旋转时产生的离心力作用将液体连续的吸入并压出。

叶片式泵包括离心泵、混流泵、轴流泵、部分流泵及旋涡泵。

2、容积式泵(正排量泵）包括往复式泵和容积式泵。

它们分别由泵内活塞作往复运动或转子作旋转运动而产生挤压作用将液体吸入并压出。

前者排液过程是间歇的。

常见的往复式泵有各种型式活塞泵、柱塞泵及隔膜泵等。

常见回转式泵有外啮合齿轮泵、内啮合齿轮泵、螺杆泵、回转径向柱塞泵、回转轴向柱塞泵、滑片泵罗茨泵及液环泵等。

3、其它类型泵包括利用流体静压或流体流体动能来输送液体的流体动力泵。

如喷射泵、空气升液器、水锤泵等。

另外还有利用电磁力输送液体的电磁泵。

二、按泵的用途分类按泵的用途可分为进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵、注入泵、排污泵、燃料油泵、润滑油泵和封液泵等。

三、按所适用的介质分类分为清水泵、污水泵、泥浆泵、砂泵、灰渣泵、耐酸泵、碱泵、冷油泵、热油泵、低温泵等。

泵的基本参数？答：流量Q（m3/h），扬程H（m），转速n(r/min),功率（轴功率和配用功率）P（kW），效率η（%），汽蚀余量（NPSH）r (m) , 进出口径φ（mm），叶轮直径D（mm）,泵重量W（kg）。

什么叫流量？用什么字母表示？用几种计量单位？如何换算？如何换算成重量及公式？答：单位时间内泵排出液体的体积叫流量，流量用Q表示，计量单位：立方米/小时（m3/h）,升/秒（L/s）, L/s=3.6 m3/h=0.06 m3/min=60L/minG=Qρ G为重量, ρ为液体比重例:某台泵流量50 m3/h，求抽水时每小时重量？水的比重ρ为1000公斤/立方米。

解：G=Qρ=50×1000(m3/h·kg/ m3)=50000kg / h=50t/h什么叫额定流量，额定转速，额定扬程？答：根据设定泵的工作性能参数进行水泵设计，而达到的最佳性能，定为泵的额定性能参数，通常指产品目录或样本上所指定的参数值。