地源热泵技术讲座(一)地源热泵技术及其发展概况

1高效节能的热泵技术 (1)热泵的节能意义 热力学第一定律指出,不同形式的能量是可以相互转换的,并且在转换中数量守恒.热力学第二定律进一步指出,能量转换过程具有方向性或不可逆性,不同形式能量的品位不同,即做功的能力不同.     

燃气机热泵的热力学分析

燃气机热泵是以燃气机作为动力来驱动的压缩式热泵。对燃气机热泵的热力学第一定律、Yong分析和能级平衡理论分析结果表明：其一次能源利用率可达1.76，Yong效率为0.291，能级平衡系数为0.394。与电动热泵等其他供热装置相比，燃气机热泵有着较高的热力学完善性，是一项高效节能技术。由于能级平衡理论分析考虑了Wu的作用，而热泵供暖时其性能系数的提高主要是利用了环境热量，所以建议采用能级平衡理论来分析评价热泵的性能。     

水源热泵系统的热力学分析

本文通过对水源热泵系统进行热力学分析，既评价了水源热泵系统的能质利用和损失状况．又明确了系统能量损失的主要环节和程度，从而为进一步分析系统用能改进的技术措施提供指导。通过对一实例的分析，指出压缩机、蒸发器和冷凝器都是需要技术改进和进一步节能的部分。     

绝热闭系焓转变为功是受限的理论证明

利用热力学第二定律，从理论上分析了绝热封闭系统的焓不能全部转变为功，即在环境条件下，焓只能部分地转换为功，为评价能量的价值(能量转换的限度和能力)提供了热力学依据。     

热力学第二定律的再研讨

阐明了热力学从诞生起就沿着能与势两条线平行发展，确认了第二定律(熵定律)在热力学中的核心地位。指出由于熵定律的复杂性，片面地扩大“从有序到无序”的发展规律(包括对Rifkin所谓“熵世界观”)，可能会出现误导。并指出进化是熵增过程的逆过程，是使事物复杂性增大的量化问题。通过对用信息熵计算、描述复杂性等问题的思考得出了几点结论性的看法。     

热泵式工业锅炉的理论与设想

热泵式工业锅炉的理论与设想华东船舶工业学院周根明１前言目前，越来越多的热泵技术应用于节能改造与工业生产技术中。热泵技术的实质是基于热力学第二定律实行能量质到量的转换。工业用热能大多直接或间接地来自于燃料的化学能，其中间接用热途径大体分为二个过程：第一...     

热力学与节能

本文论述了节能工作意义和内容，介绍了热力学基础知识及应用，并指出我们必须利用热力学规律更好地为节能工作服务。     

热泵系统性能评价方法的探讨

基于热力学第一定律,反映热泵能量数量关系的性能指标-供热系数,在用于评价热泵系统节能效益及对热泵系统进行可行性评价的问题上,存在一定的局限性。本文对这一问题进行了分析。在此基础上,根据热力学第二定律,提出了以热泵系统单位火用损供热率作为其性能评价指标的思想。以此作为热泵系统的性能评价指标,更科学、更客观。     

热力学[火用]及其普遍化表达式的动力学特征

分析了功、热、能和[火用]的物理意义以及与热力学定律的关系，做功和传热是能和[火用]传递与转换的两种途径，从热力学第一定律定义的能量只有相对意义。[火用]是系统相对于环境所具有的做最大有用功的能力，相对于选定的环境，[火用]是系统的状态参量。常规的[火用]计算式是从热力学第一和第二定律导出的结果，从动力学的角度讨论了[火用]及其普遍化表达式的物理含义。[火用]起源于系统与环境的不平衡，如果系统与环境之间存在着某种（或几种）强度量差，在强度量差的推动下系统可能自动地变化到与环境相平衡的状态（寂态），在这样的过程中系统可以对外做功，这种做最大有用功的能力就是系统的[火用]。在能量公设的基础上，[火用]的微分被普遍地表示为强度量差与其共轭的广延量微分的乘积。[火用]的普遍化表达式完整地反映了[火用]的物理含义及其动力学特征，利用能量和[火用]的普遍化表达式导出了[火用]损失的普遍化表达式。     

能源转换系统评价指标的研究

基于热力学第二定律的分析方法,提出了能质系数的概念,给出了各种形式能源的品位高低,以此为基础提出了能源转化系统的评价指标ECC。ECC指标克服了传统初次能耗折算方法不能反映不同初次能源品位差异的不足,该指标能够在反映能源品位的基础上对能源转换系统的效率进行评价。采用ECC指标,对常用采暖空调形式进行分析评价,为采暖空调领域的冷热源设计提供理论基础。     

热力学分析与经济理论结合的新探讨--从热力学定律中揭示其内含的经济理论

阐明从物理学诸定律中寻求其暗含的经济理论可成为热力学分析与经济学分析相结合的一条新路,具体分析了从热力学第一和第二定律中揭示其内含的经济理论,为此必先澄清这两条定律所存在的误导,特别是热力学第二定律,其误导很深。对Georgescu Roegen关于“熵定律本身本质上是诸定律中最经济的经济过程”的道理有深一步理解。     

热力学第二定律在能源管理中的应用

1 问题的提出 如将1kg 20℃的水与1kg 80 ℃的热水混合,很容易用到2kg 50℃的水(热量损失忽略不计)。可是,如果不外加任何能量,只用2kg 50℃的水,要想得到1kg 80℃的水是不可能的,也就是说,逆过程是不成立的。由此我们自然会想到,不同温度的水在混合时,一定是失掉了某种什么东西。这种东西就称之为“(火用)”,或称作有用能。 我们在计算产品能源单耗时会遇到不同压力、不同温度的蒸汽热量计算的问题。现在一般是查饱和蒸汽表,查出对应压力或温度的焓值,然后把它们相加,即得出产品的蒸汽单耗(kJ/kg)。问题在于,不同压力、不同温度的蒸汽的质是不同的,它们的热量相加是不适合的。解决的办法是按热力学第二定律,求出各个条件蒸汽的(火用)值,然后(火用)值再相加,比较合理。随着能源管理的深入,热力学第二定律的应用将逐步被重视起来。     

从第二定律看热电冷联供系统的能耗

试图从热力学第二定律的角度揭示热电冷联供系统的能源利用状况。首先分析了热电冷系统的Yong效率和当量制冷Yong效率，然后给出该系统的Yong流，并简要指出提高能源利用率的主要途径。     

热力学(火用)及其普遍化表达式的动力学特征

分析了功、热、能和的物理意义以及与热力学定律的关系,做功和传热是能和传递与转换的两种途径,从热力学第一定律定义的能量只有相对意义。是系统相对于环境所具有的做最大有用功的能力,相对于选定的环境,是系统的状态参量。常规的计算式是从热力学第一和第二定律导出的结果,从动力学的角度讨论了及其普遍化表达式的物理含义。起源于系统与环境的不平衡,如果系统与环境之间存在着某种(或几种)强度量差,在强度量差的推动下系统可能自动地变化到与环境相平衡的状态(寂态),在这样的过程中系统可以对外做功,这种做最大有用功的能力就是系统的。在能量公设的基础上,的微分被普遍地表示为强度量差与其共轭的广延量微分的乘积。的普遍化表达式完整地反映了的物理含义及其动力学特征,利用能量和的普遍化表达式导出了损失的普遍化表达式。     

不可逆卡诺热泵的有限时间热力学最优化

本文在考虑工质与热源间热阻损失的内可逆卡诺热泵模型基础上，用一常数项表示热源间的热漏，用一带系数项表示循环中除热阻和热漏外的其余所有不可逆性（如摩擦,涡流,非平衡等），建立了一个不可逆定常态能量转换卡诺热泵模型，并对此不可逆热泵模型进行有限时间热力学分析，导出了供热率和供热系数之间的优化关系。由此模型可准确描述各种不可逆性对热泵性能的影响，能对实际热泵的工作性能起到精确的指导作用．     

空气回热的热泵木材干燥

彩热泵技术对木材进行干燥除湿具有节能效果显著，木材干燥周期短，木材不易开裂等优点。本文主要就循环空气采用回热的热泵除湿干燥系统进行热力学分析。热力学分析结果表明循环空气采用回热的热泵干燥机较不采用回热的热泵干燥的单位脱水耗比大大降低，增加回热器对热泵干材干燥机节约能源是有利的。     

水源热泵回收电厂循环水余热的节能分析

分析循环水-水源热泵供热与直接抽气供热的方式,水源热泵回收低品位的电厂循环水余热具有显著的节能潜力。利用水源热泵技术回收低温电厂循环水余热,实现了能量从低品位到高品位的转换,符合能源梯级利用原理。通过计算分析得到水源热泵供热优于常规供热的临界参数,当抽气温度达到188℃,利用水源热泵供热比抽气供热更节能。     

压缩式热泵循环热力学分析方法

以热力学分析原理为基础，探讨了压缩式热泵的热力学评价方法，指出了传统热泵Yong分析方法存在的缺陷，提出了供Yong系数新概念，建立了全新的压缩式热泵热力学分析方法体系。     

什么是永动机

永动机是指违反热力学基本定律的、不能实现的发动机。更通俗地可以理解为，永动机是一类想象中的不需外界输入能源、能量或在仅有一个热源的条件下便能够不断运动并且对外做功的机械。不消耗能量而能永远对外做功的机器．它违反了热力学第一定律，故称为“第一类永动机”。在没有温度差的情况下．从自然界中的海水或空气中不断吸取热量而使之连续地转变为机械能而不产生其他影响的机器，     

熵与yong及yong分析与yong传递

能量与能质寓于同一的客观属体——能，又分别表征能的不同的客观属性。热力学可划分为基础热力学和应用热力学两大类，相应地形成了分别以熵和yong为核心的两个热力学参数框架体系。yong理论的直接应用是，用分析法；其扩展应用是与经济学结合产生的热经济学，与传输学结合产生炯传递理论。