空氣能熱泵回收的基本原理    
       
    空氣能熱泵回收原理解析、暖意如約任何物質都是由分子組成的。以水這種物質為例，它由大量的水分子組成，水分子和水分子之間是有間隙的，它們通過相互之間的電子鍵連在一起，人們形象地稱它是分子 和分子“手拉手”組成的物質。當水分子之間手拉得緊時，水就是固體，比如冰；當水 分子之間手拉得松一點時，它就是液體，也就是水：當它們之間的手放得更松時，就變成氣體了，也就是我們常見的水蒸氣。
    分子和分子由于存在距離，它們之間就存在勢能，也就是能量。當這種距離改變 時，本身就要產生能量形式的改變，比如變熱變冷。如何改變呢？它們之間的距離越 大，也就是勢能越大，它們的能量就越大。當你變動它們之間的距離時，其本身需要的 “拉手”的能量變小了，那么它就要放出能量來，表現(xiàn)在它的溫度升高了；當某種情況下，它的體積變大了，也就是“手”松了，它的勢能加大了，這時就要能量的補充， 也就是它必須吸收其周圍的能量，如果這種能量足夠多，它就會變成氣體。
    歸納以上內容：一種物質，當它在外部因素的作用下，從液體變成氣體時需要吸收 熱量；反之，當它從氣體變成液體時，需要放出熱量，這就是空氣能熱水器的運行原 理。這種外部作用的動力就是壓力，壓力的產生可以來源于電力，也可以來源于其他的 動力，比如柴油機的、汽油機的、燃氣輪機的等。
    可以說一切物質都有熱泵要求的性質：固體一液體一氣體這一特性，但大部分不適合 于熱泵。我們要的是使得熱泵工作消耗更小、效率更高的物質。人們經過幾十年的努 力，終于合成了這些物質，這些物質通常稱為熱泵工質，常見的有氟里昂、氨水、二氧化碳等，用代號表示為R22、R134、R142、R744等數(shù)十種，它們在熱泵工作中的作用基本是一樣的。下面通過解釋空氣能的工作過程來進一步說明這個問題。筆者選擇R22這種在熱泵中最常用的工質來說明這個問題。R22工質的特性：標準蒸發(fā)溫度（在一個大氣壓下）為-40.8℃，也就是說當這種工質處于-40.8℃的溫度以上的環(huán)境時,它將蒸發(fā)成氣體。為了不使它變成氣體,就必須給它加壓，當壓力達到一定數(shù)值時，它就恢復到液體狀態(tài)。市面上我們看到的R22的工質都是裝在壓力罐里的，以液體的形式存在。當壓力為20kgf/cm2,溫度在50℃時，R22工質處在臨界狀態(tài)；當壓力小于20kgf/cm2時，或者溫度大于50℃時，它為氣體。 反之，當壓力大于20kgf/cm2或者溫度小于50℃時，它為液體狀態(tài)。了解了它的特性， 就可以解釋這個問題了。
    如圖1-1所示，它體現(xiàn)了空氣能熱水器獲得能量的過程，用以下8點解釋其工作過程。
    ①工質(R22制冷劑)進入壓縮機。
    由于在常溫下，工質為氣體狀態(tài)。
    ②壓縮機對工質進行快速壓縮，壓 力迅速達到20kgf/cm2左右。上面講到 R22的特性,當壓力上升到20kgf/cm2 時，工質溫度將同時上升到50℃以上。 這時工質處于飽和溫度線以上，工質為過 熱蒸氣。
    ③工質通過管道進入冷凝器。
    ④工質通過冷凝器時將熱量傳遞給冷 凝器中的熱水。冷凝器就是一種熱交換器，一邊走熱工質R22,一邊走冷水，兩邊是通過銅一類的導熱性好的材料隔開的。通過這些材料的良好的導熱性將工質中的熱 量迅速傳遞給水，使水的溫度升高。當這部分工質離開冷凝器時，由于溫度降低了，而 壓力不變，這部分的工質大部分已經變成液體了。
    ⑤工質通過管道進入節(jié)流裝置。
    ⑥節(jié)流裝置就是一個減壓裝置，減壓閥就是其中一種，它將工質的壓力降低到接近 常規(guī)氣壓，這時工質為液體狀態(tài)。
    ⑦這種常壓下的工質通過管道進入蒸發(fā)器。
    ⑧工質進入蒸發(fā)器。由于R22在常壓下的蒸發(fā)溫度是-40.8℃，而空氣能自身的溫
    度是一5℃以上，這種情況下工質將會從液體變成氣體。這個汽化過程需要吸收熱量，因 此工質的溫度急劇下降，從30多攝氏度下降到15℃以下，甚至更低，這樣蒸發(fā)器本身的 溫度也降低了。蒸發(fā)器實際也是一個熱交換器，是使用銅鋁等良性導體制造的，當溫度降到比周圍的空氣更低時，周圍空氣就會將熱量傳遞給它，它又會將熱量傳遞給其中的工 質，這樣工質的溫度就升高了。當這部分工質通過漫長的管道到達蒸發(fā)器的出口時，它 的溫度比進入時高了5~15℃。也就是熱泵在這個過程中從空氣中吸收了熱量，并會將這 些熱量傳遞給冷凝器中的水。由于不斷地蒸發(fā)，工質到達蒸發(fā)器出口前就已經變成蒸氣了。
    吸收了熱量的工質通過管道進人壓縮機，又進行新一輪的“制熱”。
    以上由蒸發(fā)器不斷地吸收熱量并搬運到冷凝器，再由冷凝器傳遞給水的過程就是空氣 能熱泵的基本原理。在這個過程中工質是能量傳遞的載體，圖1-2通過工質的變化進一步 說明了空氣能熱泵的原理。

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