热泵的基础知识

2023年公用设备工程师之专业基础知识（暖通空调+动力）基础知识手册1、在我国现行大气排放标准体系中，对综合性排放标准与行业性排放标准采取（ ）。

A.不交叉执行准则B.按照最严格标准执行原则C.以综合性标准为主原则D.以行业性标准为主原则【答案】 A2、金属壁面增强传热可以有多种方法，下述方法中对增强传热作用最差的是（ ）。

A.改善流动或增强扰动B.改变表面状况或扩展传热面C.选用热导率高的金属或减薄壁面D.改变传热流体介质【答案】 C3、影响干湿球湿度计测量精度的主要因素不包括（ ）A.环境气体成分的影响B.大气压力和风速的影响C.温度计本身精度的影响D.湿球温度计湿球润湿用水及湿球元件处的热交换方式【答案】 A4、在并联管路中，总的阻抗与各支管阻抗之间的关系为：( )。

A.总阻抗的平方根倒数等于各支管阻抗平方根倒数之和B.总阻抗的倒数等于各支管阻抗立方根倒数之和C.总阻抗的倒数等于各支管阻抗倒数之和D.总阻抗等于各支管阻抗之和【答案】 A5、对于热泵循环，输入功W，可以向高温环境放出热量Q1，在低温环境得到热量Q2，下列关系中不可能存在的是（ ）。

A.Q2=WB.Q1>W>Q2C.Q1>Q2>WD.Q2>Q1>W【答案】 D6、喷口或喷嘴射入无限广阔的空间，并且射流出口的雷诺数较大，则成为紊流自由射流，其主要特征为（ ）。

A.射流主体段各断面轴向流速分布不具有明显的相似性B.射流起始段中保持原出口射流的核心区呈长方形C.射流各断面的动量守恒D.上述三项【答案】 C7、在机械零件的强度条件式中，常用到的“计算荷载”一般为（ ）。

A.小于名义荷载B.大于静荷载而小于动荷载C.接近于名义荷载D.大于名义荷载而接近于实际荷载【答案】 D8、在以下四种测量气流速度的装置中，动态响应速度最高的是（ ）。

A.恒温式热线风速仪B.恒流式热线风速仪C.皮托管D.机械式风速计【答案】 C9、下列说法中不符合《建设工程质量管理条例》的是（ ）。

工热知识点总结一、理论基础1. 热力学基础热力学是研究热现象和能量转化规律的科学，其研究对象包括热力学系统的状态、过程和相互作用等。

热力学定律包括热力学第一、二、三定律，它们分别描述了能量守恒、熵增加和温度不可降的规律。

2. 热传导热传导是指物质内部热能的传递，根据导热介质的不同，可分为导热、导电、导磁等传导方式。

热传导的计算公式为热传导方程，其中包括热传导系数、温度梯度和距离梯度等。

在实际工程中，热传导的计算可以通过有限元分析、数值模拟等方法得到。

3. 对流传热对流传热是指通过流体的流动使热能传递的过程，可以是强迫对流或自然对流。

对流传热的传热系数和换热器的设计是工热领域的重要内容。

4. 热辐射热辐射是指物体由于温度差而发出或吸收的电磁波，热辐射的计算需要考虑辐射率、温度、表面发射率等参数。

热辐射通常可以通过辐射传热方程来描述，实际工程中可以应用黑体辐射、灰体辐射等模型进行计算。

二、热力学系统1. 封闭系统封闭系统是指不与外界交换物质，但与外界进行能量交换的系统。

热力学系统通常可以根据其与外界的物质交换情况分为封闭系统、开放系统和孤立系统。

2. 开放系统开放系统是指既与外界进行能量交换，又与外界进行物质交换的系统。

例如，蒸汽锅炉和汽轮机系统就是开放系统。

3. 孤立系统孤立系统是指既不与外界交换物质，也不与外界进行能量交换的系统。

孤立系统是理论假设中的一个重要模型，可以用于研究理想化的热力学系统。

三、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是理想化的热力学循环模型，其效率最高，可用于分析和比较各种热力学循环系统的性能。

卡诺循环包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程，可以用来分析热机和热泵的性能。

2. 布雷顿循环布雷顿循环是一种热力学循环，广泛应用于蒸汽轮机、汽轮机和制冷机等系统。

布雷顿循环包括等压加热、等压膨胀、等压冷却和等压压缩四个过程，可以用来分析蒸汽发电系统和空气压缩系统的性能。

3. 斯特林循环斯特林循环是一种理想化的热力学循环模型，包括等温定压加热、绝热膨胀、等温定压冷却和绝热压缩四个过程。

更高更妙的物理专题16热力学基础一、知识概要1、热力学第一定律对于理想气体等值过程的应用等容过程等容过程的特征是气体体积保持不变，V0，故W0，由热力学第一定律可知，在等容过程中，气体与外界交换的热量等于气体内能的增量：QEmimRTCVT。

M2MiR，i为分子的自由度，对于单原子分子气体，i3；对2于双原子分子气体，i5；而对于多原子分子气体i6。

R为摩尔气体常数，R8.31J/(molK)。

mRT，等压过程等压过程的特征是气体压强保持不变，p0，WpVMCV称做定容摩尔比热容，CV由热力学第一定律可得，在等压变化过程中气体与外界交换的热量为mimmi2mRTRTRTCpT。

M2MM2MCi2称为比热容比。

对于单原子分Cp称做定压摩尔比热容，CpCVR，而pCVi578子气体，；而双原子分子气体，；多原子分子气体则有CV、Cp及均356QEpV只与气体分子的自由度有关而与气体温度无关。

等温过程等温过程的特征是气体温度保持不变，T0，由于理想气体的内能取决于温度，故E0，由热力学第一定律可知在等温变化过程中气体与外界交换的热量为QW。

理想气体在等温变化中，pVCTmRT，设气体体积从V1膨胀到V2，压M强从p1减小到p2，所做的功为W，将这个功n（n）等分，每份元功VWCTW，两边取n次方得(Vi1Vi)，即i11nViVinCTV2WnWWTCT。

(1)(1)V1nCTnCTWWTCT当n时，lim(1)eCT，WnCT0nCTnCWWnCWV2mVpmRTln2RTln1，V1MV1Mp2Vpmm则QRTln2RTln1。

MV1Mp2WCTln绝热过程气体在不与外界发生热交换的条件下所发生的状态变化称做绝热过程，其特点是Q0，由热力学第一定律可得WE绝热过程中气体方程为pVmCVT。

MmRT，则对某一元过程有Mpi1Vi1pViipi1(Vi1Vi)Vi(pi1pi)而此元过程气体做元功为mR(Ti1Ti)；MmCV(TiTi1)，Mp(VVi)则有pi1(Vi1Vi)Vi(pi1pi)i1i1R(1)pi1(Vi1Vi)，CVVVipi1pi即有i10。

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。

冷热源工程知识点总结一、引言冷热源工程是指利用自然界的低温能源来进行制冷、供暖、热水供应等工程，是目前节能环保的热工程技术之一。

冷热源工程主要依靠地热、空气、水体等自然资源进行热能交换，通过热泵、地源热泵、空气源热泵等技术将低温热能转换成适用于建筑空间的舒适环境。

二、热源工程基础知识1. 热泵原理热泵原理是冷热源工程的核心技术之一。

热泵是利用流体的循环流动，通过显热和潜热的变化，完成热能的转化。

根据热泵原理，热泵利用低温热源进行工作，通过压缩和膨胀循环，使低温能源转化为高温能源，提供制冷、供暖和热水等功能。

2. 热泵的组成热泵系统主要由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀组成。

蒸发器用于从低温环境中吸收热量，压缩机用于压缩流体，冷凝器用于释放热量，膨胀阀用于控制流体的压力和流量。

3. 热泵的工作循环热泵系统的工作循环一般包括蒸发、压缩、冷凝和膨胀四个过程。

在蒸发过程中，低温流体从蒸发器中蒸发，吸收热量。

随后，压缩机对蒸发后的流体进行压缩，提高其温度和压力。

然后，流体通过冷凝器释放热量，使其冷凝成液体。

最后，流体通过膨胀阀减压，回到蒸发器重新循环。

4. 热泵系统的工作原理热泵系统工作原理是利用热力循环的原理，通过不同工质的相变过程（蒸发和冷凝）实现热量的转移。

热泵系统利用低温热源，通过不同压力和温度的相变过程，实现热能的提升，从而实现供暖、制冷和热水供应的功能。

三、冷热源系统的分类1. 地源热泵系统地源热泵系统是利用地热能源进行热能交换的热泵系统。

通过埋设地下换热器（地埋管、井型换热器等），利用地下土壤温度较为恒定的特点，实现冬季取暖、夏季制冷和热水供应。

2. 空气源热泵系统空气源热泵系统是利用大气空气中的热能进行热能交换的热泵系统。

通过空气中低温热能的吸收和转换，实现冬季取暖、夏季制冷和热水供应。

3. 水源热泵系统水源热泵系统是利用水体中的低温能源进行热能交换的热泵系统。

通过水体的循环利用，实现冬季取暖、夏季制冷和热水供应。

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。

空气源热泵基础知识原理图，安装图
热泵简要介绍
日常生活中泵的应用很多。

泵是一种提高位能的装置，根据用途不同有水泵、气泵、油泵等。

热泵顾名思义就是泵热的装置。

热泵技术是近年来在全世界备受关注的新能源技术，目前较多地应用于冷暖空调机。

热泵按结构、用途等可以有多种分类。

如果按所取热源方式，常见的可分为空气源、水源、地热等；空气源热泵热水器是空气源热泵的其中一种用途方式。

空气源热泵原理介绍
空气源热泵系统的主要工作原理就是利用少量高品位的电能作为驱动能源，从低温热源（空气当中蕴涵的热能）高效吸收低品位热能并传输给高温热源（水箱里的水），达到了“泵热”的目的。

热泵技术是一种提高能量品位的技术，它不是能量转换的过程，不受能量转换效率极限1００％的制约。

利用热泵热水机释放到水中的热量不是直接用电加热产生出来的，而是通过热泵热水机把热源搬运到水中去的，所以平均能效比能达到400%以上。

也就是1度电通过热泵能产生4度电的效果。

各种热水器的比较能源利用率
家用型空气源热泵系统结构示意图
系统结构流程说明：
压缩机→高压保护器→换向阀→热交换器（家用型水箱）→节流装置→蒸发器→低压保护器→气液分离器→压缩机。

商用型空气源热泵系统结构示意图
系统结构流程说明：
压缩机→换向阀→高压保护器→套管换热器→高压储液罐→过滤器→卸压阀→膨胀阀→蒸发器→低压保护器→气液分离器→压缩机。

商用型直热式空气源热泵系统结构示意图。